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Äquivalenzprinzip

 
     
  1) Allgemein: bezeichnet die nicht eindeutige Auflösbarkeit von Modellparametern im Rahmen vorgegebener Fehlergrenzen. 2) Geodäsie: Prinzip für die Theorie der gravitativen Wechselwirkung. Das schwache Äquivalenzprinzip sagt aus, dass alle ungeladenen Körper unabhängig von ihrer Form und chemischen Zusammensetzung im Vakuum gleich schnell fallen. Mit Hilfe von Torsionswaagen ist dieses Prinzip mit einer relativen Genauigkeit von besser als 10-11 experimentell bestätigt worden. Das schwache Äquivalenzprinzip impliziert, dass in einem hinreichend kleinen, frei fallenden System für eine gewisse Zeitspanne die Gesetze der Mechanik so ablaufen, als gäbe es kein äusseres Gravitationsfeld. In diesem Sinne können Gravitationskräfte lokal eliminiert werden, nicht jedoch differentielle Gravitationskräfte (Gezeitenkräfte), welche lokal mit Gradiometern vermessen werden können. Das Einsteinsche Äquivalenzprinzip verallgemeinert das schwache Äquivalenzprinzip von der Mechanik auf alle nichtgravitativen Gesetze der Physik: Im lokalen, freifallenden System laufen alle nichtgravitativen Prozesse so ab, als gäbe es kein äusseres Gravitationsfeld. Die Gültigkeit des Einsteinschen Äquivalenzprinzips impliziert, dass die Gravitation geometrisch, d.h. als Phänomen einer gekrümmten Raum-Zeit verstanden werden kann. Schliesslich verallgemeinert das starke Äquivalenzprinzip das Einsteinsche Äquivalenzprinzip auf selbst gravitierende Körper. Dies impliziert, dass auch für astronomische Körper mit nicht verschwindender gravitativer Selbstenergie Ω die träge Masse MI und die gravitative Masse MG übereinstimmen.


Schreibt man:

Äquivalenzprinzipso fordert das starke Äquivalenzprinzip das Verschwinden des Nordtvedt-Parameters η. Tests des starken Äquivalenzprinzips bedeuten i.d.R. eine Messung von η. In der Einsteinschen Gravitationstheorie ist das starke Äquivalenzprinzip erfüllt und η =0, im Gegensatz zu den meisten alternativen Gravitationstheorien. 3) Geophysik: Die Interpretation von Anomalien der Potentialverfahren wie Gravimetrie und Magnetik ist grundsätzlich nicht eindeutig, d.h. es gibt zu einer Feldverteilung unendlich viele mögliche Modelle. Um zu überschaubaren Lösungen zu kommen, muss durch Randbedingungen, z.B. durch vorgegebene Dichtedifferenzen oder strukturelle Vorgaben, die Lösungsvielfalt eingeschränkt werden. Von Quasiäquivalenz spricht man, wenn es für unterschiedliche Modelle zwar theoretisch keine zwei identischen Modellkurven gibt, doch für bestimmte Parameterkombinationen im Rahmen der Messgenauigkeit praktisch identische Messkurven erzeugt werden können. Dies ist in der Geoelektrik der Fall, doch wird dieser Begriff auch in der Gravimetrie und in der Magnetik verwendet (Abb.).

ÄquivalenzprinzipÄquivalenzprinzip: Beispiel des Äquivalenzprinzips anhand der Schwerewirkung einer Kugel.
 
 

 

 

 
 
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