Шта узрокује Ст. Елмо'с Фире

Шта узрокује Ст. Елмо'с Фире

За оне који нису познати, "Ст. Елмо'с Фире "је име за сјај који изгледа као плава / љубичаста ватра која окружује врх оштрих металних предмета током олује.

Овај феномен може се вратити у име италијанског свеца "Сант" Ермо "или" Ст. Ерасмус "око 300 А.Д., заштитника раних медитеранских морнара. Овај сјај се појавио на врху јарбола бродова током фазе дисипације грмљавине. Опште сујеверје је отишло уколико би се појавио Свети Елмо, то је био добар знак и одговор на молитве морнарице, пошто би насилна мора почела да умире и вјетрови на површини би се смирили. Да ли се он (ватрени сјај) појавио у доба добрих времена, било је речено да је ручна рука св. Елмова упозорава на олују.

Чарлс Дарвин је чак пише о том појаву у писму Ј.С. Хенслов, написао је о ноћној провести на Беагле током грмљавине,

Све је било у пламену, небо са муњом, вода са светлим честицама, па чак и сами мостови били су оштри плавим пламеном.

Научно, овај феномен је познат као "пражњење корона" или "пражњење тачке". То се може и најчешће десити на врху било које проводне површине током грмљавине. Може се видети на врху црквених стубова, шипки за осветљење, врхови пропелера и крила авиона, па чак и лопатице и трагове на стоку!

Бењамин Франклин је био први који је мање или више правилно описао феномен као атмосферски струја 1749. године. Мислио је да је "ватра" начин на који би осветљење шипке "спуштало" струју олује споро пре него што је изградило довољно пуњења како би направио штрајк.

Корона може да се формира када је потенцијал електричног поља (у овом случају атмосфера током грмљавине) јачи од отпорности (у овом случају оштећених проводних шипки) било ког медија кроз који ће струја (електрона) проћи. Научно, ово је познато као Охмов закон - електрична струја је једнака напону подељеном отпорношћу.

Па зашто се то дешава током грмљавине, и зашто се то лакше деси са оштрим металним предметима?

Једном речју (или два у овом случају): електростатичку равнотежу. Електростатичка равнотежа је природно стање у којем напонски проводник (као у случају јарбола на броду) има једнако свеобухватну дистанцу. То је зато што има равноправне одбрамбене силе које делују на њој кроз материјал. У суштини, сви електрони који су присутни у материјалу ће се уједно одвојити једнако, јер се сви одбијају. Ово је важно напоменути када се ради о истакнутим проводницима, као што је бродски јарбол и њихова електрична поља.

Електрична поља ће увек имати своју сила усмерену у потпуности праволинијском на површину проводника. У случају равног проводника, то значи да се сила примењује надоле. Због тога ће истакнути проводник имати више електрона, а самим тим и више пуњења, на врху.

Ако узмете два магнета и поставите их на равну површину, они могу одбити једни друге на одређеној удаљености. Ако савијате ту тродимензионалну равну површину, чинећи средишњу тачку између два магнета на врху, моћи ћете да померате магнете према врху, а самим тим и ближе заједно ако је површина равна. То је зато што се сила одбијања наноси од површине, а не на супротном магнету. Унутрашња површина унутрашњости делује као изолатор сорти, не дозвољавајући да сила пролази кроз њу која утиче на магнет са друге стране. Резултат је више пуњења на било којој кривљеној површини проводника у електростатичкој равнотежи. Што је тачка, то је изразитији резултат.

Знам шта мислиш. Зашто не би електрони који се окрећу око атома унутрашњости проводника проузроковали да се електрони даље шире и да не допусте акумулирање електрона на кривини?

Одговор је још један труисм који укључује електростатичку равнотежу. Невероватна ствар у вези са диригентом проводника је да цијело пуњење постоји само на површини материјала, а не унутар ње. Линије електричног поља ће се проширити само са површине, а не и изнутра. Ако је постојала сила која је постојала на површини, онда би се електрони још увијек кретали у одговору на ту силу и стога не би били у равнотежи. Пошто су већ у равнотежи, резултат је све наелектрисање на површини. Овакав феномен омогућава научницима да свуда стоје неповређени у металном кавезу (кавез Фарадаи), док се око њих срушавају вијци са милионима волти.

Дакле, сада када познајемо проводне материјале, на њиховим закривљеним површинама ће бити превише напуњене, рецимо о томе зашто грмљавине изазивају ватру св. Елмове.

Као што је већ поменуто, проводници имају специфична електрична поља. Гасови такође могу имати електрична поља. У овом случају, гас је ваздух који дишемо. Када је атмосфера мирна, у доба добрих времена, снага електричног поља износи око 1 волта по центиметру (у зависности од тачног састава присутног ваздуха).Када олуја почиње формирати, јачина електричног поља ће почети да се повећава и наставиће то да уради док не достигне око 10.000 волти по центиметру. Око те тачке, добићете ударни удар. У том прозору је повећана јачина поља изнад нормалне и пре удара грома да бисте могли видети ватру св. Елмове.

Дакле, сада ставимо оно што знамо о електростатичкој равнотежи и ономе што знамо о растућим електричним пољима олуја и причају о томе зашто изазивају короне.

Облаци, у овом случају кумулонимбусни облак, имају тенденцију да имају вишак количина позитивног наелектрисања на врху и негативног наелектрисања на дну. Док научници и даље расправљају о тачној природи зашто је то, најчешће изузета теорија је да је то резултат два процеса.

Прво је да облаци садрже безброј бројева суспендованих капљица воде и лед. Када испаравање подземне воде достигне облак, електрони су присиљени од позитивно напуњене капљице која се појављује, остављајући негативну енергију на дну облака.

Други механизам повезан са ледом. Како вода која се испарава може се замрзнути на већим надморским висинама. Кластер леда ће постати негативан према свом центру. Док се лед врти око облака, спољашњи, позитивнији делови се остављају према врху, а замрзнути делови који су негативније напуњени ће потонути према дну. Резултат ових два процеса оставља растући негативан допринос према дну. Ово је важно у случају пожара св. Елмове због тога што овај растући негативни утицај утиче на земљу.

Уобичајено је да је ваздух око облака довољан за изолацију да би се Зевс и његови сјајни вијци држали у ували. У случају грома, када се повећава набој од облака, његова јачина поља такође се повећава. Ово може ионизирати ваздух око њега што га чини преводљивијим. Пошто вишак електрона са дна облака почиње да се тлачи кроз све већи проводни ваздух, он сили електронима на површину земље (или било који предмет причвршћен на земљу, попут зграде или бродске јарболе) . Резултат је све већи пораст позитивног наелектрисања на повишеним деловима земље, као штап за паљење.

Користећи електростатичку равнотежу као прекурсор, можемо видети да објекат са коничастим врхом има релативно већу концентрацију позитивног набоја него објекат који нема коничаст врх. На крају, позитивно напуњени врх реагује са растућом негативно напуњеном атмосфером и ствара се електрична струја.

Обично би овај процес био невидљив. У слуцају корона (не, не пива), када је потенцијал електрицног поља довољно јак (нпр. На врху бродског јарбола), електрона мозе бити отцепљена од њихових молекула. Ако тај електрон може добити довољно енергије да би се избегао у близини молекула (као што је повећање или смањење јачине електричног поља олујног облака и ваздуха око њега), резултат је бесплатни електрони, позитивно напуњени јонски кластери (у површина јарбола брода) и околног ваздуха, сви се сударају једни са другима у облику материје познате као плазма. Плазма ће флуоресцира светлост која даје живот св. Елму и његовој "ватри"!

Боја пламенског сјаја зависиће од врсте присутног гаса. Будући да наш ваздух чине углавном азот и кисеоник, он ће сијати плаво / љубичасто.

На крају, Ст. Елмо и његова невероватна плава / љубичаста ватра представљају само резултат електростатичке равнотеже проводника под утицајем повећаног потенцијала електричног поља створеног у облацима сунца. Или како је Бен Френклин рекао "атмосферска струја".

Оставите Коментар

Популар Постс

Избор Уредника

Категорија