Technische und wissenschaftliche Magnetometrie

Präsentation zum Thema: "Technische und wissenschaftliche Magnetometrie"—  Präsentation transkript:

1 Technische und wissenschaftliche Magnetometrie
Teil 1: Magnetfelder in großen räumlichen Dimensionen Magnetfelder im kleinen (Mikro-)Dimensionen Biologische Magnetfelder Teil 2: Das Flux-Gate Magnetometer im Schulversuch

2 Unser größter Magnet: Die Erde ....
Inklinationswinkel N Verteilung der magnetischen Feldstärke auf der Erdoberfläche zu Beginn des Jahres 1995 (Zahlenangaben in nT)

3 Das Erdmagnetfeld... Schutz gegen den Sonnenwind
Wehe, wenn die magnetischen Pole „springen“ !!! Schwankungen der Bahnexzentrizität der Erde Schwankungen des Erdmagnetfeldes (Inklination) Jahre Polsprungperiode Aus: Science 295, 2435 (March 2002)

4 Die Erdkruste als „magnetischer Datenspeicher“
Ursache: Die Kontinentalplatten-Verschiebung und die magnetischen Polsprünge Vor 65 Mio. Jahren Vor 40 Mio. Jahren Vor 170 Mio. Jahren Vor 100 Mio. Jahren Nachweis: Magnetfeld von „magnetisch umgepolter“ erstarrter Lava, am Boden des ozeanischen Grabens (Meßstrecke etwa 50 Meilen) 50 Meilen

5 Die Entwicklung der Speicherdichte in Hard-Disk-Drives von 1984 - 2000
x 2,5 von x 170 von

6 20 Giga-Bytes 400 Giga-Bytes 2003 2000 Traditionelle Hard-Disk
Neuartige 3-Schicht-Disk (mit antiferromagnetischer Kopplung) 400 Giga-Bytes (Inhalt von 400,000 Büchern) Movies - Digitales Video Lesekopf 2003 60 nm 300 nm 2000

7 Magneto-Resistance-Effekt in Ni0,8Fe0,2
mit Magnetfeld ohne Magnetfeld Magnetfeld  Magnetisierung a Widerstand: R = R0 + DR cos2a Strom

8 Magnetoresistiver Lesekopf
H

9 Orientierung von Zugvögeln im Erdmagnetfeld
S N Inklinationswinkel S N Inklinationswinkel

10 Inklinationskompaß von Zugvögeln

11 Lichtmikroskopische Aufnahme von Gewebe des oberen Taubenschnabels
Fettzellen Magnetit-Granulen

12 Magnetoelastischer Nerven-Sensor
Ohne Magnetfeld Mit Magnetfeld

13 Biologische Magnetfelder des Menschen
Magneto-Kardiographie (MKG) Magneto-Myographie (MMG) Magneto-Enzephalographie (MEG) Visually Evoked Fields (VEF) SQUID-Magnetometrie

14 Friedrich Förster erfindet die „Förster“-Sonde = Flux-Gate-Magnetometer
1937 entdeckt Friedrich Förster bei der Untersuchung magnetischer Eigenschaften von Metallen den Einfluß des Erdmagnetfeldes auf die Prüfspule der Testanordnung. Er beginnt mit der Entwicklung höchst empfindlicher Meßgeräte für magnetische Felder gründet der Visionär eine eigene Firma und sucht nach Möglichkeiten der Umsetzung seiner Ergebnisse aus der wissenschaftlichen Arbeit am Kaiser-Wilhelm-Institut. Sein Ziel: Die Entwicklung industriegerechter Apparaturen. In den 50er Jahren wird die wissenschaftliche Basis der elektromagnetischen Prüfverfahren erarbeitet. Dr. Friedrich Förster erhält dafür 1957 den Victor de Forest Award. Das Verfahren wird von Robert C.McMaster/ USA 1959 im Standardwerk der zerstörungsfreien Prüfverfahren veröffentlicht. 1963 wird die erste Magnetfeld-Meßeinrichtung von Förster in einen Satelliten eingebaut. Mariner II erforscht damit u.a. das Magnetfeld der Venus. Später folgen in zahlreichen Projekten weitere Meßeinrichtungen für die Raumfahrt, z.B. für die präzise Ausrichtung des Röntgensatelliten ROSAT. Sogar auf dem Mond steht eine Förster-Sonde.

15 Magnetometrische Fernerkundung