Näherungsformeln für die bei der Reflexion und Brechung elastischer Wellen an Unstetigkeitsflächen auftretenden Reflexions-und Transmissionskoeffizienten

Zusammenfassung Beim Auftreffen einer Verdichtungswelle auf die Trennungsfläche zweier elastischer Medien entstehen bekanntlich vier Sekundärwellen, nämlich je eine gebrochene und reflektierte Verdichtungs- und Scherungswelle. Die Amplituden dieser Sekundärwellen und damit auch die auf sie entfallenden Energieanteile der Primärwelle hängen — ausser von den physikalischen Konstanten der Medien — vom Einfallswinkel der Primärwelle ab. Ihre Berechnung erfolgt über ein viergliedriges lineares Gleichungssystem und führt auf sehr unübersichtliche Ausdrücke für die Amplitudenverhältnisse — die Reflexions- und Transmissionskoeffizienten. Für diese Koeffizienten werden Näherungsausdrücke abgeleitet, die bei einer Genauigkeit von wenigen Prozent eine wesentlich raschere Berechnung derselben gestatten.

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Summary At the incidence of a compressional wave (P-wave) at plane interface between two elastical Media there are generated four secundary waves, i. e. a refracted and reflected compressional and shear waves. The amplitudes of this secundary waves and consequently also the partition of energy of the incident wave among them depend on the physical constants of the media and on the angle of incidence of the primary wave. They may be calculaded by means of a system of four linear equations, but the expressions for the reflection and transmission coefficients (in general terms) are very complicated. Approximation formulae for these coefficients are deduced.

     

Imagery in the Presence of Turbulence Using Slit Aperture Telescope With Partial Adaptive Corrections

The objective of this communication is to study and totest numerically the concept of partial adaptive correction with arotating Slit Aperture Telescope (SAT). After a brief summary of theprinciple of image reconstruction with the rotating SAT operating withoutthe atmospheric turbulence, we describe the simulations of imagereconstruction when a partial atmospheric correction is performed in onedimension only, along the long axis of the rotating SAT. Thereconstruction algorithm performs the inversion of the Radon transform.The SAT can use a small adaptive optics system with far fewer actuatorsthan conventional two-dimensional devices, but a relatively high degree ofone-dimensional correction is needed to recover a satisfactorytwo-dimensional image. The effect of additive noise on the reconstructedimage is also investigated.     

Johillerit,Na(Mg,Zn)3 Cu(AsO4)3, ein neues Mineral aus Tsumeb,Namibia

Zusammenfassung Die chemische Analyse des neuen Minerals Johillerit mit der Elektronenmikrosonde ergab: Na₂O 5,4, MgO 18,3, ZnO 5,4, CuO 15,8 und As₂O₅ 55,8, Summe 100.7%. Aus diesem Ergebnis wurde die idealisierte Formel Na(Mg, Zn)₃ Cu(AsO₄)₃ abgeleitet. Johillerit ist monoklin mit der RaumgruppeC2/c. Die Gitterkonstanten sind:a=11,870 (3),b=12,755 (3),c=6,770 (2) , =113,42 (2)°,Z=4. Die stärksten Linien des Pulverdiagramms sind: 4,06 (5) (22 ), 3,50 (4) (310), 3,25 (8) (11 ), 2,75 (10) (330, 240), 2,64 (5) (311, 13 , 40 ), 1,952 (4) (13 , 35 ), 1,682 (4) (20 , 460), 1,660 (5) (40 , 71 , 550, 64 ), 1,522 (4) (442, 153, 13 ). Es bestehen enge strukturelle Beziehungen zwischen Johillerit und O'Danielit, Na(Zn, Mg)₃H₂(AsO₄)₃, sowie einigen synthetischen. Verbindungen.Johillerit ist violett durchscheinend. Die Spaltbarkeit nach {010} ist ausgezeichnet und nach {100} und {001} gut.H (Mohs)3.D=4,15 undD _X =4,21 g·cm^–3. Das Mineral ist optisch zweiachsig positiv, 2V80 (5)°. Die Werte der Lichtbrechung sindn =1,715 (4),n =1,743 (4) undn =1,783 (4). Die Auslöschung istn b und auf (010)n c16°. Johillerit ist stark pleochroitisch mit den AchsenfarbenX=violett-rot,Y = blauviolett undZ = grünblau. Das neue Mineral kommt in radialstrahligen Massen gemeinsam mit kupferhaltigem Adamin und Konichalcit in zersetzem Kupfererz von Tsumeb, Namibia, vor. Die Benennung erfolgte nach Prof. Dr.J.-E. Hiller (1911–1972).

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Johillerite, Na(Mg, Zn) ₃ Cu(AsO ₄ ) ₃ , a new mineral from Tsumeb, Namibia

Summary Electron microprobe analysis of the new mineral johillerite gave Na₂O 5.4, MgO 18.3, ZnO 5.4, CuO 15.8, and As₂O₅ 55.8, total 100.7%. From this result, the ideal formula is given as Na(Mg, Zn)₃ Cu(AsO₄)₃. Johillerite crystallizes monoclinic,C2/c. The unit cell dimensions are:a=11.870(3),b=12.755 (3),c=6.770 (2) , =113.42 (2)°,Z=4. The strongest lines on the X-ray powder diffraction pattern are: 4,06 (5) (22 ), 3,50 (4) (310), 3,25 (8) (11 ), 2,75 (10) (330, 240), 2,64 (5) (311, 13 , 40 ), 1,952 (4) (13 , 35 ), 1,682 (4) (20 , 460), 1,660 (5) (40 , 71 , 550, 64 ), 1,522 (4) (442, 153, 13 ). There is a close relationship between johillerite, o'danielite, Na(Zn, Mg)₃H₂(AsO₄)₃, and some synthetic compounds. Johillerite is violet in colour, transparent. Cleavage is {010} perfect, {100} and {001} good.H (Mohs)3.D=4.15 andD _X =4.21 g·cm^–3. The mineral is optically biaxial positive, 2V80 (5)°. The refractive indices are:n =1.715 (4),n =1.743 (4),n =1.783 (4). The extinction isn b and on (010)n c16°. Strongly pleochroic with axial coloursX=violet-red,Y=bluish violet andZ=greenish blue. The new mineral was found in radiated masses together with cuprian adamite and conichalcite in an oxidized copper ore from Tsumeb, Namibia. It is named in honour of Prof. Dr.J.-E. Hiller (1911–1972).

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Mit 1 Abbildung     

The theory of lightning photography and a camera of new design

Summary A theoretical study of the optics of lightning cameras shows that the focal length as well as the relative aperture of the lens should be considered in the photography of streamers having the dimensions of the stepped leader. Increasing the focal length increases the useful distance range of the camera and allows it to be run at higher speeds for near photography.The effects produced on the photographs by variations in the dimensions of stepped leaders, the grain size and speed of the emulsion, the light scattered by rain and the camera speed, are critically examined.In conclusion a camera is described which has a lens of focal length 14 cm and a relative aperturef/2. The film, in the form of a belt, is run between two small drums to keep it flat in the image field. It has been possible to obtain records of stepped leaders at a distance of 35 km and the camera shows promise of being able to photograph the pilot streamer.     

Composition-related microstructures in zinc-bearing carbonate assemblages from Broken Hill,New South Wales

Summary Analytical transmission electron microscopy has been used to investigate two zincian dolomites occurring as overgrowths on calcite from the oxidized zone of the ore bodies at Broken Hill, New South Wales. Particular attention has been focussed on the nature of the microstructures, and any correlations between microstructure and local composition, especially zinc content. The possible occurrence of tiny amounts of the zinc dolomite, minrecordite, has also been explored.The most notable features in the zincian dolomite are fine-scale distributions of ribbonlike calcitic second phase, growth bands, and modulated microstructures (strong modulations in diffraction contrast). Their occurrence is correlated with calcium in excess of stoichiometric requirements, but is not directly influenced by zinc content. The associated calcites are low in zinc, but they also exhibit carbonate second phase, which is thought to be dolomitic although giving no detectable order (b-type) reflections. Long-exposure electron diffraction patterns, however, revealed the presence of diffuse c-type superstructure reflections, which are thought to arise from smaller volumes in which Ca and Mg cations are ordered, for which a model is proposed.

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Zusammensetzungsabhängige Mikrogefüge in Zn-haltigen Karbonat-Vergesellschaftungen von Broken Hill, New South Wales

Zusammenfassung Analytische Transmissionselektronenmikroskopie wurde benutzt um zwei Zn-haltige Dolomite zu untersuchen, die als Überzüge von Calcit aus der Oxidationszone der Erzkörper von Broken Hill, New South Wales, auftraten. Besondere Aufmerksamkeit wurde der Art der Mikrogefüge und möglichen Korrelationen zwischen Mikrogefüge und der lokalen Zusammensetzung, vor allem dem Zn-Gehalt, gewidmet. Dem möglichen Auftreten von geringen Mengen des Zn-Dolomit, Minrecordit, wurde ebenfalls nachgegangen.Die bemerkenswertesten Erscheinungen im Zn-haltigen Dolomit sind feine bandartige Verteilung einer calcitischen Phase, Wachstumsbänder und modulierte Strukturen (starke Modulationen im Beugungskontrast sichtbar). Ihr Auftreten ist mit über das stöchiometrische Verhältnis hinaus vorhandenem Ca korreliert; es ist aber vom Zn-Gehalt nicht direkt beeinflußt. Die mitvergesellschafteten Calcite haben einen niedrigen Zn-Gehalt, zeigen aber eine weitere Karbonatphase. Diese wird für dolomitsch gehalten, obwohl keine entsprechenden Ordnungsreflexe (b-Reflexè) nachweisbar waren. Sehr lange belichtete Elektronenbeugungs-Aufnahmen zeigen jedoch diffuse c-Typ-Über-struktur-Reflexe. Diese sind wahrscheinlich auf kleine Bereiche beschränkt, in dener die Ca und Mg Kationen geordnet sind, wofür ein Modell vorgeschlagen wird.

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With 10 Figures     

Kontinentalverschiebungen und Polverschiebungen — Ursachen und Probleme

Zusammenfassung Die Kruste wird zergliedert von einem Gitter altgebahnter Lineamente, welche immer wieder als Blattverschiebungen fungierten. Die gro\en Gräben Ostafrikas und Europas setzen solchen Erdnähten auf. Die starren Rahmenschollen waren etwas auseinander gewichen. So konnten die von der Kluftreibung befreiten Keilschollen rasch absinken, antithetisch kippende Blöcke den überschüssigen Scitenraum schlie\en. Junge Füllmassen wurden aufgeladen, welche die Erosion den aufgestemmten Grabenschultern entnahm. Das granitische Substrat solcher Gräben ist geschwächt, im Graben des Roten Meeres sogar median geborsten. Ein abyssaler Spalt mit basaltischem Sockel klafft dort inmitten des Altgrabens. Die Abspaltung Südamerikas vom Gondwana-Kontinent bediente sich gleichfalls alter Lineamente. Der Atlantik erweiterte sich aus einem Grabensystem. Der seismisch aktive Mediangraben des mittelatlantischen Rückens demonstriert den Fortgang der Kontinentaldrift. Auch andere Kontinente kriechen auf einer Gleitschichte pazifikwärts, die pazifische Masse mit einer überschiebungsbahn und Blattverschiebungen bewältigend. Der übereinstimmende Baustil zirkumpazifischer Tektonik beweist periphere Einengungen des Pazifik. Die gro\en Urkontinente störten das irdische Rotationsgleichgewicht. Daher die Tendenz, den Störkörper zu spalten und die Erdoberfläche möglichst gleichmä\ig mit Kontinenten zu bestücken. Als Rei\nähte boten sich die Gräben und Lineamente an, welche angelegt waren, die Scherspannungen auszugleichen, wenn Polverschiebungen das Rotationsellipsoid zur Neujustierung zwangen. Die abdriftenden Kontinente induzierten sekundäre Gleichgewichtsstörungen und erneute Polverschiebungen. Wieder wurden Scherzonen lebendig, Kontinentaldrift setzte an und erweiterte sie zu Gräben, um schlie\lich ein weiteres Stück Kruste der Klammer kontinentaler Konsolidation zu entrei\en. So werden Polverschiebungen und Kontinentalverschiebungen als einander auslösende und steuernde Prozesse verstanden. Das orogene ZeitgesetzStilles wird unter diesem Aspekt diskutiert.

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The crust of the earth is traversed by a lattice of tectonic lineaments which, since the Precambrian Era, were always and again acting as wrench faults. These shearing movements, independent of the specific crustal structure, are thought to be caused by the wandering of the poles. For the directions and movements of the lineaments correspond to the stress field that was induced by the readjustment of the geoid. The bursting lineaments caused a splitting of the continental masses. The great original continents of the Paleozoic Era disturbed the balance of revolution. There was a trend to separate the disturbing masses and to furnish the surface of the earth as proportionally as possible with continents. Thus, divergent forces started to work on the lineaments. The lineaments were stretched and became rift valleys. When the forces of the continental drift became overwhelming, the rift valleys burst along their median line. A new continent split off. The wandering continents endeavoured and are still endeavouring to reach, in the first place, the Pacific Ocean trying to confine it peripherically. From this trend comes the conformable architecture of the circumpacific tectonics. The drifting masses effected secondary disturbances of the balance of the rotating gyroscope. The poles tried to escape the wandering masses. Once more, lineaments became active, and the process of splitting continued. Consequently, the wandering of the poles and the continental drift are thought to be mutually initiating and controlling processes. The orogenic phases of the folding and the taphrogenic phases of the rift valley forming are in their global coincidence the display of this very process that concerns the entire crust of the earth.

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Résumé L'écorce terrestre est sillonnée d'un réseau de linéaments tectoniques, qui se remuaient à partir de temps précambriens et qui continuent de se remuer au sens de failles de décrochement. Les mouvements ne tiennent pas compte de la structure géologique de la région en question. On suppose que la cause des mouvements soit la dérive des pÔles, parceque les directions des linéaments tectoniques correspondent aux celles-ci de la tension de l'écorce provoquée par le ré-ajustage du géoid. En se fendant le longue des linéaments les masses des continents furent parcellées. - Les grands continents du Paléozoique dérangaient l'équilibre de la rotation. Cet dérangement causait la tendance de répartir les masses des continents et d'en garnir la surface du globe. Le longue des linéaments agissaient des forces séparentes. Les linéaments s'élargissaient et devenaient des fossés tectoniques. Si les forces de la dérive des continents se renforÇaient les fossés tectoniques se partagissaient le longue de ses médianes. Un nouveau continent était formé. Mises en translation les continents se tournaient vers la région de l'Océan Pacifique, et aussi à present les continents continuent de rétrecir la région marginale du Pacifique. C'est pourquoi le type de la construction tectonique est le mÊme dans toutes les guirlandes circumpacifiques. Les translations continentales causaient des dérangements secondaires de l'équilibre du géoid et les pÔles fuyaient les continents. De nouveau les linéaments tectoniques se remuaient et la division des continents se continuait. La dérive des pÔles et la dérive des continents sont des événements dont l'un provoque et dirige l'autre. L'expression de cet événement concernant l'écorce entière est la simultanéité des phases orogénétiques (plissement) et des phases taphrogéniques (formation des fossés tectoniques).

     

Die faziesgebundene Tektonik vulkanischer Schwellen im ostrheinischen Schiefergebirge

Zusammenfassung Submarine Vulkane des Oberen Mitteldevons werden im Ostsauerland und Lahn-Dill-Gebiet von spilitischen Laven, Pillow-Breccien und glasreichen Tuffen aufgebaut. Ihre Mächtigkeiten schwanken zwischen 150 m und 600 m. Mit ihnen sind exhalativ-sedimentäre Hämatiterze genetisch verbunden. Auf den vulkanischen Schwellen bestehen während des Oberdevons Schichtlücken oder es werden geringmächtige Sedimente abgelagert. Sie sind Gebiete mit spezieller Bio- und Petrofazies. Die variskische Faltung hat die Vulkane zu Satteldomen, Schuppensätteln und Schuppen verformt. B-Achsen, Störungen und Klüftung sind in ihrer Anlage abhängig von der Petrofazies der Vulkanite und deren Festigkeitsanisotropien. Die Homogenität der Gefüge nimmt mit der Intensität der tektonischen Verformung zu.

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Submarine volcanoes of the Upper Middle Devonian in the Ostsauerland and Lahn-Dill-region, Western Germany, are built up by spilitic lavas, pillow-breccias and tuffs rich in glass. The thickness of the volcanic series ranges from 150 m to 600 m. Hematite ores of exhalative-sedimentary origin are genetically connected with them. In the upper Devonian there were stratigraphical breaks, or sediments of diminished thickness were deposited at the tops of the volcanic swells. They are characterised by the special development of the bio- and petrofacies. The variszic orogeny has deformed the volcanoes. Domes, sheared antiklines and disloged slices were formed by shearfolding. Fold-axes, faults and joints depend on the petrofacies and the variable rigidity of the volcanites. The homgeneity of the fabric increases with the intensity of tectonic deformation.

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Résumé En Sauerland oriental et en Lahn-Dill-région (Rheinisches Schiefergebirge) des pillow-laves et des pillow-brèches ainsi que des schalsteins tufogènes du volcanisme basaltique formaient des seuils volcaniques sous marins durant le Givétien supérieur. Les volcanites ont une épaisseurs de 160 m à 600 m. Des gisements d'hématite exhalatif-sédimentaires sont liés genétiquement à ces seuils. Durant le Dévonien supérieur ces régions sont caractérisées par des lacunes stratigraphiques, par des épaisseurs rèduites ainsi que par des évolutions particuliéres à l'égard du biofacies et du pétrofacies. Les mouvements orogénétiques déformaient ces volcans et formaient des dômes, des anticlinals d'une structure en écailles et des lames de charriage. Les axes des plis, les failles et les joints dépendent du pétrofacies et de la rigidité variante des volcanites. L'homogénité de leur structure tectonique augmente avec l'intensité de la déformation.

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