Höret! Die Elektronendichte! Messung eines geophysikalischen Parameters und die Elementarisierung der Hintergrundtheorie

Abstract

Hätten wir Antennen statt Ohren, so wären wir von einem allgegenwärtigen und immerwährenden Konzert im VLF-Bereich (Very Low Frequency) umgeben, mit „Instrumenten“, die von der globalen Gewitteraktivität sowie vom Sonnenwind gespielt werden und von deren Signalen aller Art: z. B. Knistern (Sferics), eine Art Vogelgezwitscher (Tweeks) oder in der Frequenz abfallende Pfeiftöne (Whistlers). Nachdem wir in einem früheren Beitrag bereits vorgestellt haben, wie diese Höreindrücke empfangen und zur Abschätzung eines mikroskopischen sowie geophysikalischen Parameters – nämlich zur Bestimmung der Elektronendichte im erdnahen Weltraum – genutzt werden können [4], wird durch den vorliegenden Artikel eine Elementarisierung des für Schule und Lehrerbildung im Allgemeinen zu komplexen theoretischen Hintergrunds ergänzt. Der gefundene Zugang erlaubt Lernenden ohne jegliche Vorkenntnisse aus dem Bereich der Magnetohydrodynamik (z. B. Begriffe wie Plasma oder Gyrationsfrequenz) und allein unter Nutzung der Mittelstufenmathematik, die notwendige Berechnungsgleichung (von einem Faktor der Größenordnung 1 abgesehen) zu erschließen.