Magnet f eld der 



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Magnetfeld der Erde. 



1. Allgemeines: a) Schwere und Magnetismus. 

 b) Induktion. c) Kraftepaar und Kraft, d) In- 

 homogenitat des Magnetfeldes der Erde. e) Mathe- 

 matische Definition des Feldes. 2. Methode der 

 Beobachtung: a) Absolute Messungen der Starke 

 und Richtung der Feldkraft: a) Deklination. 

 /3) Inkli nation. 7) Horizontale Intensitiit. 

 <5) Messungen auf dein Meere. b) Die Beobach- 

 tung der zeitlichen Aenderung des Magnetfeldes 

 der Erde: c,')Deklinationsvariometer. jS) Horizon- 

 tal-Intensitatsvario meter, y) Vertikal-Intensitats- 

 vario meter. 3. Die verschiedenen Magnetf elder 

 der Erde: a) Das permanente Feld: u) Geogra- 

 phische Verteilung: aa) Isogonen. bb) Isoklinen. 

 cc) Isodynamen. dd) Oertliche Storungen. 

 ee) Aenderungen rait der Hohe. /3) Theorie des 

 permanenten Feldes: aa) Die Anwendung der 

 Potentialtheorie. bb) Das berechnete magnetische 

 Moment und die magnetische Achse der Erde. 

 cc) Der potentiallose Anteil des Feldes. dd) Tren- 

 nung der aufieren undinnerenUrsachen des Feldes. 

 ee) Verteilung des Magnetfeldes iiber die Erdober- 

 flache. ft') Zusammenfassung der formalen Unter- 

 suchung. gg) Die physikalische Deutung der- 

 selben. b) Die Variationsf elder: ) Die Sakular- 

 Variation. ft) Das tagliche Variationsfeld. 

 7) Das Storungsfeld A. 4. Zusammenfassung. 



i. Allgemeines. Das magnetische Feld 

 der Erde und seine zeitlichen und ortlichen 

 Aenderungen kommen zustande durch die 

 Uebereinanderlagerung von verschie- 

 denen magnetischen Feldern, von 

 denen jedes seine eigene zeitliche und 6'rt- 

 liche Variation besitzt. 



Die Trennung dieser verschiedenen Felder 

 und das Studium der zeitlichen und ortlichen 

 Variation jedes einzelnen Feldes ftihrt am 

 sichersten zur Erklarung des Ursprungs 

 der verschiedenen Felder und ist daher die 

 Hauptaufgabe der erdmagnetischen For- 



schung. 



Bevor die einzelnen Felder und ihre 

 Aenderungen gesondert untersucht werden, 

 soil zunachst das Gesamtphanomen (die 

 superponierte Wirkung aller Felder) an 

 den Bewegungen einer frei aufgehangten 

 Magnetnadel beschrieben werden. 



la) Schwere und Magnetismus der 

 Erde. Wahrend die Schwerkraft der Erde 

 auf alle Korper proportional ihrer Masse, 

 unabhangig von der Temperatur, wirkt, 

 bevorzugt die erdmagnetische Kraft be- 

 stimmte, magnetisierbare Stoffe, Eisen, 

 Nickel, Kobalt. Die magnetische Kraft 

 der Erde auf cliese Korper ist auch eine 

 Funktion der Masse, aber abhangig von 

 der Temperatur der Korper. 



ib) Induktion. Die magnetische Erde 

 induziert in diese magnetisierbaren Korper 

 Magnetismus, so daB sie dadurch selbst zu 

 schwachen Magneton werden und damit 

 alle Eigenschaften erwerben, die den kiinst- 

 lichen Magneten zukommen, namlich andere 

 kleine magnetisierbare Massen anzuziehen, 



sich, wenn sie frei beweglich sind, im Felde 

 eines anderen Magneten, z. B. der Erde, 

 parallel zu seinen Kral'tlinien einzustellen, 

 und dort in it einer gewissen Kraft zu ver- 

 harren. 



ic) Kraft und Kraftepaar. Wir 

 haben bei jedem Magneten ns, der sich im 

 Feld eines anderen feststehenden Magneten 

 NS (z. B. der Erde) befindet, zwei Kraft- 

 wirkungen zu unterscheiden. Der Magnet ns 

 erfahrt namlich eine Anziehung nach NS 

 hin und eine Drehung seiner Achse us 

 in die Kraftlinienrichtung der Stelle des 

 Feldes von NS, in der er sich befindet. 

 Auf ns wirkt also eine Kraft und ein Krafte- 

 paar. Beide konnen zur Ausmessung des 

 Feldes nach Richtung und Intensitat dienen. 

 Das Kraftepaar nimmt in it dfr dritten, die 

 translatorische Kraft mit der vierten Potenz 

 der Entfernung zwischen den Mittelpunkten 

 von ns und NS ab. 



Die translatorische Kraft wird darum 

 klein gegen die rotatorische sein. Da es 

 aufierdem unmoglich ist, ns frei beweglich 

 im Raum zu machen, so schaltet man in 

 der Praxis bei der Ausmessung des erd- 

 magnetischen Kraftfeldes die das Problem 

 komplizierende translatorische Kraft ganz 

 aus und benutzt hierzu nur die rotato- 

 rische Kraftwirkung. Man benutzt 

 hierzu eine auf einer Spitze drehbare oder 

 an einem Faden aufgehangte Magnetnadel. 

 Bei der Fadenaufhangung bleibt die prin- 

 zipiell vorhandene translatorische Wirkung 

 gering, weil sie mit einer Bewegung gegen die 

 Schwerkraft verbunden ist, die gegeniiber der 

 .magnetischen Feldstarke der Erde groB ist. 



id) Inhomogenitat des Magnet- 

 feldes der Erde. Das magnetische Erdfeld 

 ist in erster Annaherung ein gleichf ormiges 

 Feld, wenigstens fur Magnete von den ge- 

 brauchlichen Dimensionen. Es tibt als solches 

 keine translatorische Kraft auf die gebrauch- 

 lichen Magnete aus, weil die Krafte, die auf 

 die Pole n und s wirken, einander gleich sind. 



Die Wirkung des Erdfeldes auf einen 

 Magneten ist daher im wesentlichen nur 

 eine rotatorische. 



Genauere Untersuchungen dieser Frage 

 durch Wagung eines 33 g schweren Magneten 

 in verschiedenen Orientierungen zur Erde 

 (Nordpol des Magneten nach N, E, W, S, 

 oben, unten) ergaben, daB das Feld der Erde 

 besonders an magnet isch gestorten Orten, 

 schon geniigend inhomogen ist, urn eine 

 translatorische Kraft ausziiuben, die in den 

 verschiedenen Lagen eine Gewichtsanderung 

 des Magneten urn Vioooooo bis Viooooo des 

 Gesamtgewichtes verursacht. Die groBte 

 Differenz ergab sich an einem magnetisch 

 besonders stark gestorten Ort in Alaska. 



ie) Mathematische Beziehungen. Die 

 praktische Ausmessung und zeitliche Ver- 



