Koronas izlāde vai Svētā Elmo gaisma

... Liela Senās Romas karavīru dežūra bija nakts akcijā. Pienāca negaiss. Un pēkšņi virs atslāņošanās parādījās simtiem zilganu gaismu. Tas izgaismoja karotāju šķēpus. Likās, ka karavīru dzelzs šķēpi deg bez degšanas!

Tajos laikos neviens nezināja apbrīnojamās parādības dabu, un karavīri nolēma, ka šāds šķēpu izstarojums liecina par viņu uzvaru. Tad šo fenomenu sauca par Kastora un Polluksa gaismām - pēc mitoloģiskajiem dvīņu varoņiem. Un vēlāk pārdēvēja par Elmas gaismām - Sv. Elmo baznīcas nosaukumu Itālijā, kur tās parādījās.

Īpaši bieži šādas gaismas tika novērotas uz kuģu mastiem. Romiešu filozofs un rakstnieks Lūcija Seneka sacīja, ka negaisa laikā "zvaigznes, šķiet," nokāpj no debesīm un nolaižas uz kuģu mastiem ". Starp daudzajiem stāstiem par šo ir interesanti pierādījumi par angļu burāšanas kuģa kapteini.

Tas notika 1695. gadā Vidusjūrā, netālu no Baleāru salām, negaisa laikā. Baidoties no vētras, kapteinis pavēlēja nolaist buras. Tad jūrnieki dažādās kuģa vietās ieraudzīja vairāk nekā trīsdesmit Elmas gaismas. Uz liela masta vāka ugunsgrēks sasniedza vairāk nekā pusmetru augstumā. Kapteinis nosūtīja jūrnieku ar pavēli viņu noņemt. Ejot augšā, viņš kliedza, ka uguns izšņācās kā raķete no neapstrādāta šaujampulvera. Viņam pavēlēja to noņemt kopā ar laika sprauslu un nolaist. Bet, tiklīdz jūrnieks noņēma laika lāpstiņu, uguns pārlēca uz masta galu, no kurienes to nebija iespējams noņemt.

1902. gadā Morāvijas tvaikoņa jūrnieki redzēja vēl iespaidīgāku ainu. No Kaboverdes salām kapteinis Simpsons kuģa žurnālā rakstīja: “Zibens stundu zibināja jūrā. Tērauda virves, mastu galotnes, nokrejas, kravas strēles sitieni - viss kvēloja. Likās, ka ik pēc četrām pēdām uz dībeļiem šķita, ka tām ir iedegtas lampas, un mastu un nokaru galos iedegas spilgtas gaismas. ” Kvēli pavadīja neparasts troksnis:

"Tāpat kā neskaitāmas cikādas, kas apmetušās vienā mirklī, vai mirusi koksne un sausa zāle, kas sadedzināta ar sprādzienu ..."

Svētā Elmo gaisma ir daudzveidīga. Tās notiek vienmērīga mirdzuma veidā, atsevišķu mirgojošu gaismu, kabatas lukturīšu veidā. Dažreiz tie ir tik līdzīgi liesmām, ka steidz nodzēst.

Humfrijs, amerikāņu meteorologs, kurš novēroja Elmas uguni savā fermā, apliecina: šī dabas parādība, “pārvēršot katru bulli par briesmoni ar ugunīgiem ragiem, rada iespaidu par kaut ko pārdabisku”. To saka cilvēks, kurš pēc savas pozīcijas nav spējīgs šķist pārsteigts par šādām lietām, bet vajadzētu to pieņemt bez nevajadzīgām emocijām, paļaujoties tikai uz veselo saprātu.

Mēs varam droši apgalvot, ka tagad, neraugoties uz dabiski zinātniskā pasaules uzskata dominēšanu - tālu no patiesa, lai arī ne universāla -, būs cilvēki, kuri, ja būtu Humfrija stāvoklī, kaut ko ieraudzītu ugunīgajos vērša ragos bez iemesla. Par viduslaikiem nav ko teikt: tad tajos pašos ragos viņi, visticamāk, redzētu sātana mahinācijas.

Koronas izlāde, elektriskā korona, kvēlspuldžu tips, kas rodas, ja blakus vienam vai abiem elektrodiem ir izteikta elektriskā lauka neviendabība. Līdzīgi lauki tiek veidoti pie elektrodiem ar ļoti lielu virsmas izliekumu (padomi, plānas stieples). Koronas izlādes laikā šos elektrodus ieskauj raksturīgs mirdzums, ko sauc arī par koronas jeb koronas slāni.

Starpnozaru vietas, kas atrodas blakus koronai, apgaismotu (“tumšu”) reģionu sauc par ārējo zonu. Kronis bieži parādās uz augstiem smailiem priekšmetiem (Sv. Elmo ugunīm), ap elektrolīniju vadiem utt.Koronas izlāde var notikt ar dažādiem gāzes spiedieniem izlādes spraugā, bet tas visskaidrāk izpaužas spiedienā, kas nav zemāks par atmosfēras spiedienu.

Koronas izlādes parādīšanās ir izskaidrojama ar jonu lavīnu. Gāzē vienmēr ir virkne jonu un elektronu, kas rodas nejaušu iemeslu dēļ. Tomēr to skaits ir tik mazs, ka gāze praktiski nevada elektrību.

Ar pietiekami lielu lauka intensitāti jonu uzkrātā kinētiskā enerģija spraugā starp abām sadursmēm var kļūt pietiekama, lai sadursmes laikā jonizētu neitrālo molekulu. Rezultātā veidojas jauns negatīvs elektrons un pozitīvi lādēts atlikums - jons.

Brīvs elektrons sadursmē ar neitrālu molekulu sadala to elektronā un brīvā pozitīvā jonā. Elektroni pēc papildu sadursmes ar neitrālām molekulām atkal tos sadala elektronos un brīvajos pozitīvajos jonos utt.

Šādu jonizācijas procesu sauc par trieciena jonizāciju, un darbu, kas jāpavada, lai atdalītu elektronu no atoma, sauc par jonizācijas darbu. Jonizācijas darbs ir atkarīgs no atoma struktūras un tāpēc dažādām gāzēm ir atšķirīgs.

Elektroni un joni, kas veidojas trieciena jonizācijas ietekmē, palielina lādiņu skaitu gāzē, un tie savukārt nonāk elektriskā lauka ietekmē un var radīt jaunu atomu trieciena jonizāciju. Tādējādi process pats sevi nostiprina, un jonizācija gāzē ātri sasniedz ļoti lielu vērtību. Šī parādība ir līdzīga sniega lavīnai, tāpēc šo procesu sauca par jonu lavīnu.

Uz diviem augstiem izolācijas balstiem mēs uzvelkim metāla stiepli ab, kura diametrs ir vairākas milimetru desmitdaļas, un savienojam to ar ģeneratora negatīvo polu, kas rada vairāku tūkstošu voltu spriegumu. Mēs ņemam ģeneratora otro polu uz Zemi. Jūs saņemat sava veida kondensatoru, kura oderējums ir istabas vads un sienas, kas, protams, sazinās ar Zemi.

Lauks šajā kondensatorā ir ļoti neviendabīgs, un tā spriegums plānas stieples tuvumā ir ļoti augsts. Pakāpeniski palielinot spriegumu un novērojot vadu tumsā, var pamanīt, ka ar noteiktu spriegumu pie stieples parādās vājš mirdzums (korona), kas aptver vadu no visām pusēm; to pavada šņācoša skaņa un viegla sprēgāšana.

Ja starp vadu un avotu ir savienots jutīgs galvanometrs, tad ar kvēldiega parādīšanos galvanometrs rāda pamanāmu strāvu, kas plūst no ģeneratora caur vadiem uz vadu un no tā caur telpas gaisu uz sienām, starp vadu un sienām tiek pārnesta ar joniem, kas telpā veidojas trieciena jonizācijas dēļ.

Tādējādi gaisa luminiscence un strāvas parādīšanās norāda uz spēcīgu gaisa jonizāciju elektriskā lauka ietekmē. Koronas izlāde var notikt ne tikai pie stieples, bet arī netālu no gala un parasti pie visiem elektrodiem, pie kuriem veidojas ļoti spēcīgs nehomogēns lauks.

Koronas izlāde

Elektriskā gāzes tīrīšana (elektrostatiskie nogulsnētāji). Trauks, kas piepildīts ar dūmiem, pēkšņi kļūst pilnīgi caurspīdīgs, ja tajā ievada asus metāla elektrodus, kas savienoti ar elektrisko mašīnu, un visas cietās un šķidrās daļiņas tiek nogulsnētas uz elektrodiem. Eksperimenta skaidrojums ir šāds: tiklīdz vainags tiek aizdedzināts ar stieples palīdzību, caurules iekšpusē esošais gaiss tiek stipri jonizēts. Gāzes joni pielīp putekļu daļiņām un uzlādē tās. Tā kā caurulē darbojas spēcīgs elektriskais lauks, uzlādētas putekļu daļiņas lauka darbības rezultātā pārvietojas uz elektrodiem, kur tie nosēžas.

Daļiņu skaitītāji

Geigera-Mullera daļiņu skaitītājs sastāv no maza metāla cilindra, kas aprīkots ar logu, kas pārklāts ar foliju, un plānas metāla stieples, kas izstieptas gar cilindra asi un izolētas no tā.Skaitītājs ir iekļauts ķēdē, kurā ir strāvas avots, kura spriegums ir vienāds ar vairākiem tūkstošiem voltu. Spriegums tiek izvēlēts nepieciešams, lai skaitītāja iekšpusē parādītos korona izlāde.

Kad skaitītājā nonāk ātri kustīgs elektrons, pēdējais jonizē gāzes molekulas, kas atrodas letes iekšpusē, un tas korona aizdegšanai nepieciešamo spriegumu padara nedaudz zemāku. Izpildītājā notiek izlāde, un ķēdē parādās vāja īstermiņa strāva. Lai to noteiktu, ķēdē tiek ievadīta ļoti liela pretestība (vairāki megaohmi), un paralēli tam ir pievienots jutīgs elektrometrs. Ar katru ātru elektronu sitienu letes iekšpusē elektrometra lapa tiks saliekta.

Šādi skaitītāji ļauj reģistrēt ne tikai ātrus elektronus, bet arī parasti visas uzlādētas, ātri kustīgas daļiņas, kas sadursmju laikā var radīt jonizāciju. Mūsdienu skaitītāji viegli uztver pat atsevišķu daļiņu iekļūšanu tajās un tāpēc ar pilnīgu uzticamību un ļoti lielu skaidrību ļauj redzēt, ka elementāri lādētas daļiņas patiešām pastāv dabā.

Zibens vadītājs

Tiek lēsts, ka visas zemeslodes atmosfērā vienlaicīgi notiek apmēram 1800 pērkona negaiss, kas vidēji dod aptuveni 100 zibens sekundē. Un, lai arī atsevišķas personas zibens spēja ir niecīga, tomēr zibens nodarīt daudz ļauna. Pietiek norādīt, ka pašlaik apmēram pusi no visiem negadījumiem lielās elektrolīnijās izraisa zibens. Tāpēc aizsardzība pret zibeni ir svarīgs uzdevums.

Lomonosovs un Franklins ne tikai izskaidroja zibens elektrisko raksturu, bet arī norādīja, kā izveidot zibensnovedēju, kas aizsargā pret zibens spērieniem. Zibensnovedējs ir garš vads, kura augšējais gals ir asināts un nostiprināts virs aizsargājamās ēkas augstākā punkta. Stieples apakšējais gals ir savienots ar metāla loksni, un loksne ir aprakta zemē augsnes ūdens līmenī.

Pērkona negaisa laikā uz Zemes parādās lieli izraisītie lādiņi un uz Zemes virsmas parādās liels elektriskais lauks. Tā spriegums ir ļoti augsts asu vadītāju tuvumā, un tāpēc zibens stieņa galā tiek aizdedzināta korona izlāde. Rezultātā inducētie lādiņi nevar uzkrāties ēkā un zibens nenotiek. Tajos gadījumos, kad notiek zibens (un šādi gadījumi ir ļoti reti), tas atsit zibens stieni un lādiņi nonāk uz Zemes, nekaitējot ēkai.

Dažos gadījumos korona izlāde no zibens spieķa ir tik spēcīga, ka galā parādās skaidri saskatāms mirdzums. Šāds mirdzums dažreiz parādās blakus citiem smailiem objektiem, piemēram, kuģu mastu galos, asos koku galos utt. Šī parādība tika pamanīta pirms vairākiem gadsimtiem un izraisīja māņticīgas šausmas jūrniekiem, kuri nesaprata tā patieso būtību.