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Nachricht |
guitarlady
Anmeldungsdatum: 25.01.2011
Beiträge: 6
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 guitarlady Verfasst am: 21. Sep 2012 17:32 Titel: Polarlicht und seine Entstehung |
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Meine Frage:
Hallo,
Ich bereite gerade einen Vortrag zum Polarlicht und den "Van-Allen Gürtel" vor und habe ein Verständisproblem.
Mein Problem ist es, dass ich zum einen gefunden habe, dass die Elektronen in der Plasmaschicht eingschlossen werden und in einem anderen Text wird die Plasmaschicht nur erwähnt, als die Teilchen aus dieser austreten. Aber die Elektronen wurden doch dort eingeschlossen? Wie gelangen sie denn hinaus? Weil dann das ja mit dem schrägen Einfall uns so kommt, aber die Elektronen können ja nicht schräg einfallen im Erdmagnetfeld, wenn sie in der Plasmaschicht eingeschlossen werden?
Meine Ideen:
Ganz grob, was ich zur Entstehung habe ist:
Die Ursache des Polarlichts ist der Sonnenwind.
Diese unregelmäßig auftretenden Sonnenwinde prallen auf das starke Erdmagnetfeld.
Der Sonnenwind sorgt zum einen dafür, dass sich das Magnetfeld der Sonne bis zur Erde hin ausdehnt. Dadurch bildet sich im Bereich der Magnetopause aus beiden Feldern ein Verbundfeld. Die Teilchen des Sonnenwindes werden aufgrund der Lorentzkraft vom Verbundfeld abgelenkt. Die Protonen bewegen sich entsprechend der Drei Finger Regel auf die sogenannte Morgenseite, Elektronen werden hingegen auf die Abendseite abgelenkt.
Ohne Sonnenwind wären die Feldlinien der Erde symmetrisch, wie wir es von den Feldlinien eines Stabmagneten her kennen. Der Sonnenwind jedoch presst die Magnetosphäre auf der Sonnenzugewandten Seite (Tagseite) stark zusammen und zieht sie auf der Nachtseite zu einem langen Schweif aus. Den Schweif der Magnetosphäre darf man sich nicht so schön gleichmäßig geformt vorstellen wie auf der Abbildung (ist ja bei den meisten so). Tatsächlich flattert er wie eine Fahne im Wind. Der Sonnenwind wird erst an der sogenannten Bugstoßwelle abgebremst
Das Erdmagnetfeld schirmt also einen Großteil der Sonnenwinde ab ? ein Teil der geladen Teilchen wird jedoch beim Treffen auf das Erdmagnetfeld zu den beiden Polen hin umgelenkt, nämlich ?um die Erde herum? auf die Nachseite.
Die Elektronen sammeln sich in der Plasmaschicht und werden dort von Magnetfeldern eingeschlossen.
Die aus der Plasmaschicht austretenden Teilchen verteilen sich hauptsächlich auf zwei Bereiche, auch innerer und äußerer ?Strahlungsgürtel? oder, nach ihrem Entdecker, (dem amerikanischen Physiker James van Allen) ?Van-Allen-Gürtel? genannt werden.
.... es geht dann auch noch weiter. Aber das müsste für die Frage reichen. |
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Chillosaurus
Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440
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| Chillosaurus Verfasst am: 21. Sep 2012 19:44 Titel: Re: Polarlicht und seine Entstehung |
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| guitarlady hat Folgendes geschrieben: | [...]
Mein Problem ist es, dass ich zum einen gefunden habe, dass die Elektronen in der Plasmaschicht eingschlossen werden und in einem anderen Text wird die Plasmaschicht nur erwähnt, als die Teilchen aus dieser austreten. Aber die Elektronen wurden doch dort eingeschlossen? Wie gelangen sie denn hinaus? Weil dann das ja mit dem schrägen Einfall uns so kommt, aber die Elektronen können ja nicht schräg einfallen im Erdmagnetfeld, wenn sie in der Plasmaschicht eingeschlossen werden?
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Die Elektronen werden (da sie Ladung tragen) im Magnetfeld eingeschlossen, wenn ihre kinetische Energie nicht ausreicht. Denn es sind zwei Dinge für die Dynamik wichtig:
1. Aus der Erhaltung des magnetischen Momentes und der kinetichen Energie der Teilchen folgt das geladene Teilchen geringer kinetischer Energie an der Hochfeldseite [Pole] reflektiert werden.
2. Das Magnetfeld übt eine Lorentzkraft auf die geladenen Teilchen aus, sodass es zur Gyration kommt. Teilchen, die so an die Magnetfeldlinien gebunden sind, können (wegen der Steifheit der Magnetfeldlinien /magnetischen Drucks) neben der Gyration nur eine Bewegung parallel zum Magnetfeld durchführen.
1. sorgt für eingeschlossene geladene Teilchen im Erdmagnetfeld (Plasma).
2. sorgt dafür, dass wir Polarlichter vor allem an den Polen sehen, wo das Erdmagnetfeld beinahe senkrecht auf der Erdoberfläche steht. |
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