Titel: | Ueber die Aufsuchung von Eisenstein mit Hilfe der Magnetnadel. |
Fundstelle: | Band 217, Jahrgang 1875, S. 464 |
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Ueber die Aufsuchung von Eisenstein mit Hilfe der
Magnetnadel.
Mit Abbildungen.
Ueber die Aufsuchung von Eisenstein mit Hilfe der
Magnetnadel.
Wir ergänzen die in diesem Journal (1875 216 459) über
diesen Gegenstand gemachten Mittheilungen nach dem Journal de
Physique (durch Iron, Juli 1875 S. 40) durch
Folgendes.
Die Linie, welche den Punkt der kleinsten und den Punkt der größten Intensität
verbindet, der magnetische Meridian des Erzfeldes, gibt
die Hauptrichtung des Erzlagers. Die Stelle, wo der magnetische Meridian des
Erzfeldes von der neutralen Linie, welche als nicht
geschlossene Linie zwischen den beiden Gruppen von geschlossenen isodynamischen
Curven liegt und den Ort andeutet, wo die magnetische Influenz des Erzes Null ist,
geschnitten wird, bezeichnet den Ort, an welchem am besten die Arbeiten begonnen
werden. Die Entfernung dieses Schnittpunktes von dem magnetischen Meridian des
Ortes, für welchen die Ablenkung ein Minimum ist, gibt die halbe Entfernung des
Mittelpunktes der Erzmasse von der Oberfläche. Diese beiden letzten Sätze gelten nur
bei beträchtlicher Tiefe des Erzes unter der Oberfläche.
Zu diesen Schlüssen kam Prof. Thalén auf folgendem
Wege. Das Erz verdankt seinen Magnetismus der inducirenden Wirkung des
Erdmagnetismus, wirkt also gerade so wie ein Magnet, der parallel zur
Inclinationsnadel liegt, doch mit dem Südpole unten, mit dem Nordpole oben. Auf der
Nordseite des Erzlagers hebt der Magnetismus des Erzes jenen der Erde zum Theil auf,
die Ablenkung durch den fixen Magnet ist also ein Maximum; auf der Südseite dagegen
addiren sich beide Influenzen, und die Ablenkung ist ein Minimum. Die Hauptrichtung
der Erzmasse fällt also in die Verbindungslinie der zwei Punkte des Maximums und des
Minimums.
Wenn man aber den Versuch im Kleinen macht, indem man das Erz durch einen Magnet
ersetzt, welcher in die angegebene Richtung gebracht oder (was keinen großen
Unterschied macht) vertical gestellt wird mit seinem Norpole nach oben, so findet
man in einer Ebene über diesem Magnete ähnliche isodynamische Curven, welche nur
etwas regelmäßiger verlaufen als die von der Erzmasse gelieferten. In Fig. I und II sind
solche Curvengruppen gezeichnet, welche einer Entfernung von 55 und 375mm des oberen Magnetendes von der
Experimentirebene entsprechen.
In dem Falle einer etwas beträchtlichen Entfernung (Fig.
I) geht die Verticale des verlängerten Magnetes s durch den Schnittpunkt der neutralen Linie mit dem magnetischen Meridiane; dieser
Schnittpunkt deutet also bei dem magnetischen Erze die Verticale durch die reichste
Stelle.
Liegt das Erz sehr nahe an der Oberfläche, so liegt der Ort der größten
Reichhaltigkeit unter dem Punkt s des
Ablenkungs-Minimums (Fig. II); aber die starke
Anziehung in diesem Punkte wird (sagt Thalén)
keinen Zweifel lassen.
Fig. 1., Bd. 217, S. 465
Fig. 2., Bd. 217, S. 465
Kann im Falle beträchtlicher Tiefe des Erzes unter der Oberfläche die Länge 2 l des für das Erz zu setzenden Magnetes gegen diese
Tiefe z des oberen Poles unter der Horizontalebene
vernachlässigt werden, so wird auf dem magnetischen Meridian der Oberfläche oder der
Experimentirfläche, welche durch den Punkt s geht, die
Ablenkung ein Minimum sein, wenn die Wirkung, durch welche der Magnet die Nadel
längs dieser Linie stellen will, möglichst groß ist. (Diese Richtung des
magnetischen Meridians ist blos zur Eliminirung des Einflusses des Erdmagnetismus
gewählt.)
Ist nun M eine Konstante, x
die Entfernung des gesuchten Punktes vom Coordinatenanfang und wird die Nadel in
diesen Punkt gebracht, so ist die Wirkung
des oberen Poles P₁ = Mx/(x² + z²)3/2,
des unteren Poles P₂ =
– Mx/(x² +
[z + 2l]²)3/2,
die Resultante R ist die Summe P₁ + P₂ dieser
beiden Ausdrücke, kann
aber mit für die Praxis genügender Genauigkeit auchSetzt man nämlich in P₂ für 2l das Differenzial dz, so geht R = P₁ + P₂ in – dP₁ über. gefunden werden, indem man P₁ nach z differenzirt, in dem Differenzial
dP₁ = – 3Mxzdz/(x² + z²)3/2,
aber 2l an Stelle von dz setzt und das Vorzeichen noch umkehrt. Man erhält
so
R = 6 Mlxz/(x² + z²)3/2.
Um nun das Maximum von diesem Ausdrucke in Bezug auf x zu
finden, muß man ihn nach x differenziren und den
Differenzialquotient = 0 setzen; man findet so z²
+ x² = 5x²,
also z² = 4x²,
oder x = 1/2z.
Also ist dann der Magnet, welcher das Erz oder das Centrum der Erzmasse vorstellt, in
einer Tiefe unter der Oberfläche befindlich, welche dem Doppelten der Entfernung des
magnetischen Meridians des Ortes mit kleinster Ablenkung von der Verticalen der
größten Reichhaltigkeit gleich kommt.
Diese Rechnungsergebnisse wurden nach der angegebenen Methode an Minen geprüft,
welche bereits abgebaut werden; neue Studien werden ohne Zweifel zu einer Ergänzung
derselben führen und namentlich dazu, daß die etwas unklare Unterscheidung zwischen
Erzen in der Nähe und in Entfernung von der Oberfläche durch eine genauere ersetzt
wird. Doch schon jetzt sind die Ergebnisse von großem Nutzen und hohem
Interesse.
E–e.