Magnetfeld messen

Hallo Willy,

es soll möglich sein, weiß alber nicht wie.

In der Landessternware Tautenburg in Thüringen wird oder ist ein Zeeman-Spektrograf installiert.
Frag mal nach bei Hr. Dr. H. Lehmann.
E-Mail: lehm(==>)tls-tautenburg.de

MfG

oldman

Hallo Willy,

es gibt keine dummen Fragen nur dumme Antworten, meist von Leuten die in einem Bereich sehr viel Wissen und den Inhalt der Frage als Wissen voraussetzen. Mir ist das auch schon passiert, leider und ich bin nicht sehr stolz darüber.
Niemand ist perfekt, aber man sollte danach streben und Fehler nicht wiederholen.

Meld dich mal wenn Du Erfolg hast!

MfG

oldman

Moin Willy,

klar hast du Recht mit deiner Vermutung, dass das Erdmagnetfeld verhindert, die Magnetfelder der anderen Himmelskörper direkt (also wie mit einer Kompassnadel, aber ohne die Erde dafür zu verlassen) zu messen.

Natürlich kann man mit Sonden zu den betreffenden Planeten fliegen und entsprechende Messgeräte mitnehmen. Aber das meinst du wahrscheinlich nicht...

Aber es gibt zur Messung des Magnetfeldes andere (indirekte) Methoden.

Die Sache mit dem Zeeman-Effekt wurde ja schon erwähnt. Hier ist ein Magnetfeld dafür verantwortlich, dass das Licht einer Spektrallinie, die man ohne Magnetfeld beobachtet, in mehrere Komponenten aufgespalten wird <i>(statt Licht einer einzigen Farbe wird Licht in mehreren, wenn auch nicht sehr stark unterschiedlichen, Farben ausgesendet). </i> Je stärker das Magnetfeld, desto größer der Wellenlängenabstand der Spektrallinien <i>(desto unterschiedlicher die Farben). </i> Soviel ich weiß, braucht man schon recht starke Magnetfelder, um den Zeeman-Effekt (mit heutigen Methoden) nachweisen zu können. Auf der Sonne klappt das ganz gut (http://www.astronomie.de/fachb…g/5-1-2-vstw-radebeul.htm). Schau auch mal unter http://lexikon.freenet.de/Zeeman-Effekt und googele mal nach "Zeeman Effekt".

Weiterhin werden bewegte elektrisch geladene Teilchen durch Magnetfelder abgelenkt. Das funktioniert bei einer Fernseh-Bildröhre genauso wie im Weltraum. Wenn diese elektrisch geladenen Teilchen sich dann noch irgendwie bemerkbar machen, so dass man sie von der Erde aus erkennen kann, kann man Rückschlüsse auf die Magnetfelder ziehen. Ein Beispiel sind die Polarlichter, nicht nur auf der Erde, sondern zum Beispiel auch bei Saturn, die gewisse Schlussfolgerungen auf dessen Magnetfeld zulassen). Schau mal unter http://www.wissenschaft.de/wissen/news/246356.html
Aber man bekommt dadurch allenfalls eine grobe Ahnung, wie die Magnetfelder (z.B. von Saturn) aussehen. Zudem ist man darauf angewiesen, dass gerade irgendwo elektrisch geladene Teilchen herumschwirren, die sich auch noch irgendwie (z.B. als Auslöser von Polarlichtern) bemerkbar machen müssen ... Um genaueres herauszufinden, muss man tatsächlich Raumsonden (z.B. "Cassini") losschicken.

Meine persönliche Meinung: Wie fast alles, das mit Magnetfeldern zu tun hat, wird es schnell sehr kompliziert. Eine gewisse Verwirrung ist aber bei magnetischen Problemen nach meiner Erfahrung normal. Also nicht vom Fachchinesisch zu sehr frustrieren lassen.

Ohne Anspruch auf Vollständigkeit, vielleicht gibt es noch andere Methoden ...

Viele Grüße
Karl

Hallo Willy,

die Messung von Magnetfeldern ist tatsächlich ein ziemlich heikles Problem, man kann nur indirekte Nachweise führen. Der von Karl erwähnte Zeeman-Effekt ist nur anwendbar bei Sternen (vor allem sogenannten Ap-Sternen), dort verursacht ein starkes stellares Magnetfeld (einige 1000 bis 10000 Gauss, das ist heftig vgl. irdisches Magnetfeld ca. 1/2 Gauss) eine Aufspaltung der Spektrallinien. Die interstellaren Magnetfelder kann man anhand der Polarisation von Sternenlicht abschätzen. Du hast aber nach dem Magnetfeld von Planeten oder Monden gefragt.

Bei Jupiter ist schon lange bekannt, dass er ein starkes Magnetfeld hat, und zwar durch seine starke Radiostrahlung. Ein Teil der Radiostrahlung ist nicht thermisch verursacht, sondern sogenannte Synchotronstrahlung. Die entsteht beim Kreisen von geladenen Teilchen in einem starken Magnetfeld. Synchotronstrahlung "verrät" sich durch ihre Polarisierung. Aus der Strahlung kann man Rückschlüsse auf die Größe und Form des Magnetfelds ziehen.

Die Magnetfelder der anderen Planeten hat man soweit ich weiss primär durch Raumsonden erforscht. dabei hat man festgestellt, dass ein Magnetfeld zu haben nicht die Ausnahme, sondern die Regel ist. Die grosse Ausnahme ist wohl die Venus.

Die meisten Monde sind wahrscheinlich viel zu klein, um nennenswerte Magnetfelder aufbauen zu können. Ganymed hat eins, das hat die Raumsonde Galileo herausgefunden, Ganymed sendet sogenannte plasmawellen aus. Ganymed ist allerdings größer als der Planet Merkur (und auch der hat ein Magnetfeld). Titan hat auch keins.

Gruss, Uwe

Hallo Uwe!

Hast Du dich mal dafür interresiert warum bestimmte Himmelskörpern ein Magnetfeld haben?
Warum hat die Erde ein Magnetfeld?

MfG

oldman

Hallo oldman,

klar hab ich mich dafür interessiert, nur gerade bei der Frage nach der Entstehung des Erdmagnetfelds gibt es noch keine endgültigen Antworten. Irgendwie verrückt, da sitzt man direkt auf dem Beobachtungsobjekt und trotzdem weiss man von manchen Dingen im entfernten Universum mehr als von der guten alten Erde...

Also, man weiss natürlich wie es im Prinzip funktioniert: Es muss Ladungsströme im Erdkern geben, die das Magnetfeld erzeugen. Doch wie <u>genau</u>, streiten sich die Gelehrten...
Gruss, Uwe

Hi Leute,

die meisten Magnetfelder entstehen aufgrund der Rotation des Himmelskörpers (Dynamo-Effekt). Bei der Erde ist es die sogenannte D"-Schicht, die sich zwischen dem äußeren Erdkern und dem Erdmantel befindet. Sie ist bestenfalls 100 Kilometer dick. Weil der Erdkern und Erdmantel mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren (so viel ich weiß?), entstehen dort jene elektrische Ströme, die der Erde ihr Dipolfeld verpassen.

Beim Merkur ist das etwas anders: Er hat ein für seine Größe ungewöhnlich starkes Magnetfeld, aber auch einen ungewöhnlich großen Planetenkern. Man vermutet, daß hier außnahmsweise eine Permanentmagnetisierung verantwortlich ist. Sie könnte daher rühren, daß er beim Erkalten aus dem Protoplanetenstadium das solare Magnetfeld "gespeichert" hat.

Magnetfelder sind aber auch in der Tat eine ziemlich komplizierte Sache, wie Karl und Uwe schon geschrieben haben. Wie es sich bei Monden und den äußeren Planeten verhält, kann man nur spekulieren. Eine besondere Überraschung war, als die Galileo-Sonde bei ihrem Vorbeiflug am Asteroiden Ida/Dactyl ebenfalls ein kleines Magnetfeld (wohl ein Permanentfeld?) gefunden hat.

Schöne Grüße,
Emil

Ich glaube Kanvektion oder so ähnlich.

Eins hatte mich aber schon immer an der Aussage gestört. Denn es heißt ja, dass das Feld durch Stromfluss ensteht. Dieses Feld "läuft" ja nun nur in eine "Richtung". Es ist ja nachgewiesen, dass diesé Richtung, also die Polung, immer mal umschlägt. Wenn doch aber die Polung umschlägt, müsste sich dem entsprechend auch die Stromrichtung ändern und somit auch der Fluss des flüssigen Erdkerns. Ist da ein Denkfehler?

Hallo Destructor,

ja, das stimmt, es ist kein Denkfehler. Dein Einwand ist super! Dafür habe ich leider keine vernünftige Erklärung, vielmehr eine Vermutung (vielleicht weiß es jemand besser?): Die Ströme entstehen durch die Relativbewegung, weil der Eisen-Nickel-Kern im Inneren und der flüssige Erdmantel mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren. Dies verursacht das Magnetfeld, wie du schon richtig gesagt hast.

Warum sich die relative Rotation der beiden Schichten umkehren soll, weiß ich nicht, denn ich sehe keinen nachvollziehbaren Grund dafür. Die Magnetfeldumpolungen sind (meines Wissens) bis heute unverstanden, ähnlich auch die Eiszeiten. Es würde mich aber ebenfalls interessieren!

Emil

Falls es kein Denkfehler ist, kann man doch behaupten, dass der momentane Ansatz falsch ist und man auch vielleicht doch von einem Dauermagnetismus ausgehen sollte.

Denn man hat ja nachgewiesen, dass sich durch "Eisenverschiebungen" im Erdmantel/Kruste auch das Gesamtmagnetfeld ändert, weil sich praktisch Gegenfelder aufbauen, die dann ab einer bestimmten Intensität durch eine Kettenreaktion das gesamte Feld kippt und somit umpolt.

Oder es ist ein Zusammenspiel beider Erklärungen.

Moin,

aufgrund der hohen Temperaturen unter der Erdkruste kann man eigentlich davon ausgehen, dass "Dauermagnetismus" keine Rolle spielen dürfte. Die bekannten ferromagnetischen Materialien (also Stoffe, aus denen sich Dauermagnete herstellen lassen) verlieren bei einigen 100°C diese Eigenschaft. Siehe z.B. http://de.wikipedia.org/wiki/Curie-Temperatur

Ich habe mal über die Hypothese gelesen, dass die Magnetfeldumkehr mit Meteoriteneinschlägen ganz großen Kalibers zusammenhängen könnte (Hoimar v. Dithfurth, "Kinder des Weltalls"). Um diese mögliche "Erklärung" ist es aber ruhig geworden. Momentan scheinen die Erklärungsversuche eher in Richtung "Strömungen" und "Wirbel" zu zielen. Siehe z.B.http://www.astronews.com/frag/antworten/1/frage1136.html und http://www.uni-tuebingen.de/un…13/text13/at13_top10.html
und http://www.ubka.uni-karlsruhe.…fzk/6223&search=/fzk/6223 (dieser letzte Link ist besonders ausführlich, aber auch etwas theoretisch und mit Fachbegriffen gespickt)

Über einen Zusammenhang zwischen Erdmagnetfeld und Erdgravitation habe ich noch nichts gehört (was nichts heißt, aber ich wäre da sehr skeptisch). Willy, hast du eine Quelle für diese Information, wo man mal nachlesen könnte?

Gröten
Karl

Ich denke auch, dass Schwankungen im Gravitationsfeld nicht durch das Magnetfeld hervorgerufen werden können, vielmehr können beide Schwankungen die gleiche Ursache haben, z.B. Verschiebungen von Eisenkonzentrationen im Kern. Das Gravitationsfeld der Erde ist ja sowieso nicht überall gleichmässig stark und wenn sich ein par millionen tonnen Kernmaterial irgendwo anders hin verlagern (z.B. durch thermische Prozesse), wird das im Gravitatinsfeld bestimmt nachweisbar sein. Das Magnetfeld sollte sich natürlich davon auch beeindrucken lassen.