Dieses Buch verdankt seine Entstehung meiner mehrjährigen Tätigkeit auf dem Gebiet der elektromagnetischen Wellenausbreitung in der Ionosphäre. Seine Gestalt erhielt es durch Vorlesungen, die ich an der Technischen Universität Berlin und an der Universität Bonn gehalten habe. Naturgemäß nehmen die Ergebnisse eigener Arbeiten einen verhältnismäßig breiten Raum ein. Jedoch habe ich mich bemüht, die Theorie der Ausbreitung langer Wellen im Rahmen des begrenzten Umfanges dieses Buches möglichst vollständig darzustellen. Manche Dinge sind dabei gestreift oder sogar nur erwähnt worden. Das betrifft unter anderem die Ableitung der So m m e - fe I d' scken Theorie der Dipolstrahlung über der leitenden ebenen Erde oder die va n der Pol - B rem m e r - Theorie der Wellenausbreitung über der gekrümmten Erde, deren Ergebnisse ohne Beweis als Ausgangspunkt für weitere Entwicklungen hingeschrieben wurden. Näheres darüber findet man in den Büchern von Sommerfeld [23] und Bremmer [7]. Auf geschlos sene Lösungen der Wellenausbreitung in einer durch analytische Funktionen approximierten Modellionosphäre wurde ganz verzichtet. Diese sind in dem ausgezeichneten Buch von B u d den [9] in aller Vollständigkeit enthalten. Ebenso wurde die Mode-Theorie im gekrümmten Wellenleiter relativ kurz behandelt. Das inhaltsreiche Buch von W a i t [24] gibt darüper erschöpfende Auskunft. Zweck dieses Buches soll es sein, eine Brücke zwischen der reinen Theorie der Wellenausbreitung und den Bedürfnissen der praktisch arbeitenden Iono sphärenphysiker , Nachrichtentechniker und Meteorologen zu schlagen, die die Wellenausbreitung physikalisch verstehen wollen und gebrauchsfertige Formeln für ihre Untersuchungen wünschen.
Inhaltsverzeichnis
1. Theoretische Grundlagen. - 1. 1 Die Maxwellschen Gleichungen. - 1. 2 Elemente der Wellenausbreitung. - 1. 3 Die physikalischen Eigenschaften des Ausbreitungsmediums im Hinblick auf die Wellenausbreitung. - 1. 4 Das Ionosphärenplasma. - 2. Dipolstrahlung im ebenen Wellenleiter. - 2. 1 Das Vektorpotential eines Dipols. - 2. 2 Die strahlenoptische Lösung. - 2. 3 Wellenoptische Lösung. - 3. Elektromagnetische Wellen in der isotropen Ionosphäre. - 3. 1 Die Differentialgleichungen der ebenen Wellenausbreitung. - 3. 2 Der Matrizant. - 3. 3 Die Streumatrix. - 3. 4 Die strahlenoptische Näherung. - 4. Elektromagnetische Wellen in der anisotropen Ionosphäre. - 4. 1 Ebene Wellen. - 4. 2 Reflexion und Kopplung. - 4. 3 Der Strahlenweg. - 4. 4 Numerische Modellrechnungen. - 5. Plasmawellen. - 5. 1 Ebene Wellen im horizontal geschichteten Plasma. - 5. 2 Diskussion der Dispersionsformel. - 5. 3 Natürliche VLF- und ULF-Strahlung in der Exosphäre. - 6. Die Mode-Theorie. - 6. 1 Der vertikale elektrische Dipol im ebenen isotropen Wellenleiter. - 6. 2 Die Mode-Glieder. - 6. 3 Der vertikale elektrische Dipol im gekrümmten Wellenleiter. - 6. 4 Resonanzschwingungen zwischen Erde und Ionosphäre. - 7. Lang- und Längstwellenexperimente. - 7. 1 Interferenzmessungen im Langwellengebiet. - 7. 2 Phasen- und Amplitudenmessungen im Längstwellengebiet. - 7. 3 Statistische Registrierung atmosphärischer Störungen. - Literatur. - Sachwortverzeichnis.
