Spektrale Fernerkundung der terrestrischen Planetenoberflächen von Merkur, Venus und Mars vom visuellen bis in den infraroten Wellenlängenbereich:
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2014
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT I
DANKSAGUNG II
KURZFASSUNG V
GROESSEN UND FORMELZEICHEN VII
AKRONYME IX
1 EINLEITUNG 1
2 PLANETOLOGISCHE ASPEKTE DER SPEKTRALEN FERNERKUNDUNG VON MERKUR, VENUS
UND
MARS 5
2.1 KLASSISCHES MODELL DER PLANETENENTSTEHUNG 6
2.2 ALTERNATIVES MODELL DER PLANETENENTSTEHUNG 14
2.3 HEUTIGES ERSCHEINUNGSBILD DES PLANETENSYSTEMS 15
2.4 OFFENE FRAGEN DER PLANETENENTSTEHUNG 19
2.5 SPEKTROPHOTOMETRISCHE UNTERSUCHUNGEN PLANETOLOGISCHER PROZESSE 22
3 THEORIE DER REFLEXIONS- UND EMISSIONSSPEKTROSKOPIE 25
3.1 WELLENBESCHREIBUNG 26
3.2 GRUNDLAGEN DES STRAHLUNGSTRANSPORTES ELEKTROMAGNETISCHER STRAHLUNG
IN
INHOMOGENEN MEDIEN 29
3.2.1 DIE MAXWELL GLEICHUNG 30
3.2.2 DIE WELLENAUSBREITUNG IM VAKUUM 31
3.2.3 DIE SPEZIFISCHE BESTRAHLUNGSSTAERKE 33
3.2.4 WECHSELWIRKUNGEN ELEKTROMAGNETISCHER STRAHLUNG MIT EINEM NICHT-
ABSORBIERENDEN MEDIUM 34
3.2.5 DIE ABSORPTION ELEKTROMAGNETISCHER STRAHLUNG IM MEDIUM 35
3.2.5.1 DIE WECHSELWIRKUNG MIT EINEM LINEAREN, ABSORBIERENDEN MEDIUM 35
3.2.5.2 DISPERSIONSTHEORIEN, LEITER (DRUDE MODELL) 36
3.2.5.3 DISPERSIONSTHEORIEN, ISOLATOREN (LORENTZ MODELL) 38
3.3 REFLEXION UND STREUUNG 40
3.3.1 REFLEXION, TRANSMISSION UND BRECHUNG 41
3.3.2 POLARISATION 43
3.3.3 FRESNELKOEFFIZIENTEN 47
3.3.4 OPTISCHE INDIKATRIX 52
3.3.5 RAYLEIGH KRITERIUM 55
3.4 STRAHLUNGSSTREUUNG AN RAUEN OBERFLAECHEN 56
3.4.1 STREUFUNKTION DES EINZELTEILCHENS 57
3.4.2 STREUUNG AN TEILCHENENSEMBLES 61
XI
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3.4.2.1 BIDIREKTIONALE REFLEXION 63
3.4.2.2 ANDERE REFLEXIONSGEOMETRIEN 69
3.4.2.3 ALBEDO 70
3.5 THERMISCHE EMISSION 75
3.5.1 DIREKTIONALE EMISSION 76
3.5.2 HEMISPHAERISCHE EMISSION 78
4 OBERFLAECHENMATERIALIEN TERRESTRISCHER PLANETEN 79
4.1 GESTEINE 79
4.2 MINERALE 85
4.2.1 KRISTALLSYSTEME UND LONENRADIEN 86
4.2.2 SILIKATE 88
4.2.3 OXIDE UND HYDROXIDE 103
4.2.4 EIS 107
4.2.5 SALZE 112
4.2.6 SCHWEFEL UND SULFIDE 115
4.2.7 METALLE 118
4.3 ORGANISCHE KOMPONENTEN 119
5 SPEKTROSKOPIE PLANETARER OBERFLAECHEN IM VIS-IR BEREICH 123
5.1 SPEKTRAL SELEKTIVE ABSORPTIONEN 123
5.1.1 ABSORPTIONSPROZESSE 126
5.1.1.1 ELEKTRONENUEBERGAENGE 126
5.1.1.2 KRISTALLFELDUEBERGAENGE (CRYSTAL FIELD TRANSITION, CFT) 128
5.1.1.3 LADUNGSUEBERGAENGE 135
5.1.1.4 FARBZENTREN 136
5.1.1.5 LEITUNGSBANDABSORPTIONEN 137
5.1.2 GITTERSCHWINGUNGEN 139
5.1.2.1 ANREGUNG OPTISCHER PHONONEN 139
5.1.2.2 KLASSIFIZIERUNG VON GITTERSCHWINGUNGEN 145
5.1.3 SCHWINGUNGSMODEN VON MINERALEN 147
5.1.3.1 SCHWINGUNGSMODEN VON WASSERHALTIGEN MINERALEN 147
5.1.3.2 SCHWINGUNGSMODEN VON KARBONATEN 153
5.1.3.3 SCHWINGUNGSMODEN VON SULFIDEN UND SULFATEN 157
5.1.3.4 SCHWINGUNGSBANDEN WEITERER NICHT-SILIKATER MINERALE 165
5.1.3.5 SCHWINGUNGSMODEN VON OXIDEN 167
5.1.3.6 SCHWINGUNGSMODEN VON SILIKATEN 169
5.1.3.7 SCHWINGUNGSMODEN VON ORGANISCHEN VERTRETERN 179
XII
5.1.3.8 UEBERSICHT DER BANDEN FUER DIE STOFFLICHE CHARAKTERISIERUNG
PLANETARER BOEDEN 183
5.2 EFFEKTE PHYSIKALISCHER PARAMETER AUF DIE REFLEXIONS- UND
EMISSIONSEIGENSCHAFTEN
186
5.2.1 EINFLUSS DER MORPHOLOGIE (RAUIGKEIT, TEILCHENGROESSEN,
PACKUNGSDICHTE) 186
5.2.2 CHRISTINANSENFREQUENZ 196
5.2.3 TEMPERATUREFFEKTE 201
5.2.4 KOSMISCHE VERWITTERUNG 205
5.2.5 MISCHSYSTEME 211
5.2.6 PHOTOMETRISCHE EFFEKTE 220
5.3 PLANETARE ATMOSPHAEREN 226
5.3.1 STRUKTUR PLANETARER ATMOSPHAEREN 227
5.3.2 STRAHLUNGSTRANSPORT IN PLANETAREN ATMOSPHAEREN 234
6 MESSGROESSEN, -VERFAHREN UND INSTRUMENTE 241
6.1 PHOTOMETRISCHE UND RADIOMETRISCHE MESSGROESSEN 241
6.2 MESSVERFAHREN 251
6.3 MESSINSTRUMENTE 257
6.3.1 PRINZIPIEN SPEKTRALER MESSSYSTEME 257
6.3.2 SPEKTRALE INSTRUMENTE DER FERNERKUNDUNG VON MERKUR, VENUS UND MARS
264
7 SPEKTRALE EIGENSCHAFTEN TERRESTRISCHER PLANETENOBERFLAECHEN 281
7.1 MERKUR 281
7.1.1 ALLGEMEINE DATEN 282
7.1.2 DIE OBERFLAECHE DES MERKURS 286
7.1.2.1 GEOLOGIE 286
7.1.2.2 OBERFLAECHENTEMPERATUR 295
7.1.2.3 OBERFLAECHENZUSAMMENSETZUNG 298
7.1.2.3.1 DER VIS/NIR BEREICH 299
7.1.2.3.2 DER MIR-BEREICH 306
7.1.3 MODELL DER ZUSAMMENSETZUNG DES MERKURBODENS 318
7.1.4 PLANETOLOGISCHE IMPLIKATIONEN 321
7.2 VENUS 326
7.2.1 ALLGEMEINE DATEN 326
7.2.2 DIE ATMOSPHAERE DER VENUS 329
7.2.3 DIE OBERFLAECHE DER VENUS 337
7.2.3.1 DIE OBERFLAECHENMORPHOLOGIE UND DAS HOEHENPROFIL 337
7.2.3.2 AN DER OBERFLAECHE 346
7.2.3.3 OBERFLAECHENZUSAMMENSETZUNG 349
7.2.4 SPEKTRALE MOEGLICHKEITEN FUER DIE UNTERSUCHUNG DER OBERFLAECHE 355
XIII
7.2.4.1 ANALYSE DER NACHTSEITIGEN THERMISCHEN EIGENSTRAHLUNG DER VENUS
360
7.2.4.2 ASPEKTE ZUM STRAHLUNGSTRANSPORT DER NACHTSEITIGEN THERMISCHEN
EIGENSTRAHLUNG DER
VENUS 367
7.2.4.3 DAS EMISSIONSVERMOEGEN DER OBERFLAECHE 370
7.2.5 PLANETOLOGISCHE IMPLIKATIONEN 375
7.3 MARS 377
7.3.1 ALLGEMEINE DATEN 378
7.3.2 DIE ATMOSPHAERE DES MARS 383
7.3.3 DIE OBERFLAECHE DES MARS 389
7.3.3.1 GEOLOGISCHER UEBERBLICK 390
7.3.3.2 STRATIGRAPHIE UND CHRONOLOGIE 393
7.3.3.3 GEOLOGISCHE OBERFLAECHENSTRUKTUREN 398
7.3.3.4 PHOTOGEOLOGISCHE SIGNATUREN VON WASSER AUF DER OBERFLAECHE 406
7.3.4 ERGEBNISSE SPEKTRALER UND RADIOMETRISCHER UNTERSUCHUNGEN.... 410
7.3.4.1 OBERFLAECHENTEMPERATUR UND THERMISCHE TRAEGHEIT 411
7.3.4.2 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN AUS SPEKTROPHOTOMETRISCHEN ANALYSEN
417
7.3.4.3 STOFFLICH-MINERALOGISCHE EIGENSCHAFTEN AUS SPEKTRALEN ANALYSEN
425
7.3.5 MODELLE DER ZUSAMMENSETZUNG UND PLANETOLOGISCHE IMPLIKATIONEN 451
8 SCHLUSSFOLGERUNGEN UND AUSBLICK 455
9 LITERATUR- UND QUELLENVERZEICHNIS 463
10 VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN 527
11 VERZEICHNIS DER TABELLEN 545
12 ANHAENGE 549
12.1 LOMMEL-SEELIGER GESETZ, LUNARE LAMBERT-FUNKTION UND
MINNAERT-FUNKTION 549
12.2 PROBENBESCHREIBUNG 553
12.3 SPEKTRALE KENNGROESSEN 566
12.4 MULTIVALENTE ANALYSE VON SPEKTREN MIT DER HAUPTKOMPONENTENANALYSE
568
12.5 DATEN VON MARS-METEORITEN 572
12.6 DATEN DER CHEMISCHEN ZUSAMMENSETZUNG TERRESTRISCHER PLANETEN 573
XIV
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