Koronos iškrova arba Šv. Elmo žiburiai

... Didelis Senovės Romos kareivių būrys dalyvavo naktinėje akcijoje. Artėjo perkūnija. Ir staiga virš atitvaros pasirodė šimtai melsvų šviesų. Tai apšvietė karių ietis. Atrodė, kad kareivių geležinės ietys dega nedegindamos!

Tomis dienomis niekas nežinojo nuostabaus reiškinio prigimties, ir kareiviai nusprendė, kad toks spindulys ietimis rodo jų pergalę. Tada šis reiškinys buvo vadinamas Kastoro ir Pollukso žiburiais - po mitologinių dvynių herojų. Ir vėliau pervadintas Elmos žibintais - Šv. Elmo bažnyčios pavadinimu Italijoje, kur jie atsirado.

Ypač dažnai tokie žibintai buvo stebimi laivų stiebuose. Romėnų filosofas ir rašytojas Lucius Seneca teigė, kad perkūnijos metu „atrodo, kad žvaigždės nusileidžia iš dangaus ir nusileidžia ant laivų stiebų“. Tarp daugybės pasakojimų apie tai įdomūs anglų burlaivio kapitono įrodymai.

Tai įvyko 1695 m., Perkūnijos metu Viduržemio jūroje, netoli Balearų salų. Bijodamas audros, kapitonas liepė nuleisti bures. Tada jūreiviai įvairiose laivo vietose pamatė daugiau nei trisdešimt Elmo žiburių. Ant didelės stiebo vatos ugnis siekė daugiau nei pusę metro aukščio. Kapitonas pasiuntė jūreivį su nurodymu jį nušalinti. Pakilęs į viršų, jis sušuko, kad ugnis švilpė kaip raketa iš neapdoroto pistoleto. Jam buvo liepta jį nuimti kartu su oro pagalve ir nukelti. Bet kai tik jūreivis nuėmė oro vantą, ugnis šoktelėjo iki stiebo galo, iš kur jo pašalinti nebuvo įmanoma.

1902 m. Garlaivio „Moravia“ jūreiviai pamatė dar įspūdingesnį vaizdą. Iš Žaliojo Kyšulio salų kapitonas Simpsonas laivo žurnale rašė: „Valandą valandą žaibas mirė jūroje. Plieniniai lynai, stiebo viršūnės, nokreiai, krovinių strėlės smūgiai - viskas švytėjo. Atrodė, kad kas keturios pėdelės ant kaiščių atrodė, kad jos turi apšviestas lempas, o stiebų ir norakų galuose užsidegė ryškios lemputės “. Švytėjimą lydėjo neįprastas triukšmas:

„Kaip daugybė cikadų, įsitaisiusių akimirksniu, arba negyva mediena ir sausa žolė, sudeginta sprogimo ...“

Šv. Elmo žibintai yra įvairūs. Jie vyksta vienodo švytėjimo, atskirų mirksinčių žibintų, žibintuvėlių pavidalu. Kartais jie yra tokie panašūs į liepsną, kad skuba užgesinti.

Humphrey, amerikiečių meteorologas, savo rančoje stebėjęs Elmos šviesas, liudija: šis gamtos reiškinys, „paverčiantis kiekvieną jautį ugnies rago monstru, sukuria kažkokio antgamtinio įspūdį“. Tai sako žmogus, kuris dėl savo pačios pozicijos nesugeba atrodyti nustebęs dėl tokių dalykų, tačiau turėtų juos priimti be nereikalingų emocijų, remdamasis tik sveiku protu.

Galime drąsiai teigti, kad dabar, nepaisant natūralios mokslinės pasaulėžiūros dominavimo - toli gražu ne tikroviško, nors ir ne visuotinio -, atsiras žmonių, kurie, atsidūrę Humphrey padėtyje, be proto pamatytų ką nors ugningame jaučio rage. Apie viduramžius nėra ko pasakyti: tada tuose pačiuose raguose jie greičiausiai pamatytų šėtono machinacijas.

Koronos iškrova, elektrinė korona, švytėjimo išlydžio tipas, atsirandantis, kai šalia vieno ar abiejų elektrodų yra ryškus elektrinio lauko nevienalytiškumas. Panašūs laukai susidaro ties elektrodais, kurių paviršiaus kreivė yra labai didelė (antgaliai, ploni laidai). Koronos išlydžio metu šie elektrodai yra apsupti būdingu švytėjimu, dar vadinamu koronos arba koronos sluoksniu.

Nešviečianti („tamsi“) tarpelektrodinės erdvės sritis, esanti greta koronos, vadinama išorine zona. Karūna dažnai atsiranda ant aukštų smailių daiktų (Šv. Elmo žiburių), aplink elektros linijų laidus ir kt.Korona gali būti išleidžiama esant įvairiems dujų slėgiams išpylimo tarpoje, tačiau ji aiškiausiai pasireiškia esant ne žemesniam nei atmosferos slėgiui.

Koronos iškrovos atsiradimas paaiškinamas jonų lavina. Dujose visada yra nemažai jonų ir elektronų, atsirandančių dėl atsitiktinių priežasčių. Tačiau jų skaičius yra toks mažas, kad dujos praktiškai neima elektros energijos.

Esant pakankamai dideliam lauko stiprumui, jonų sukaupta kinetinė energija tarpo tarp dviejų susidūrimų metu gali tapti pakankama neutralizuojančios molekulės jonizavimui susidūrimo metu. Dėl to susidaro naujas neigiamas elektronas ir teigiamai įkrauta liekana - jonas.

Laisvasis elektronas, susidūręs su neutralia molekule, padalija jį į elektroną ir laisvąjį teigiamąjį joną. Elektronai po tolesnio susidūrimo su neutraliomis molekulėmis vėl padalija juos į elektronus ir laisvuosius teigiamus jonus ir kt.

Toks jonizacijos procesas vadinamas smūginiu jonizavimu, o darbas, kurį reikia atlikti norint atskirti elektroną nuo atomo, vadinamas jonizacijos darbu. Jonizacijos darbas priklauso nuo atomo struktūros, todėl skirtingoms dujoms jis yra skirtingas.

Elektronai ir jonai, susidarę veikiant smūgio jonizacijai, padidina krūvį dujose, o savo ruožtu jie pradeda judėti veikiami elektrinio lauko ir gali sukelti naujų atomų smūginę jonizaciją. Taigi procesas sustiprėja, o jonizavimas dujose greitai pasiekia labai didelę vertę. Reiškinys panašus į sniego laviną, todėl šis procesas buvo vadinamas jonų lavina.

Ant dviejų aukštų izoliacinių atramų ištraukiame metalinę vielą ab, kurios skersmuo yra keli dešimtosios milimetro, ir prijunkite ją prie neigiamo generatoriaus poliaus, kuris sukuria kelių tūkstančių voltų įtampą. Mes nunešame antrą generatoriaus polių į Žemę. Jūs gaunate savotišką kondensatorių, kurio pamušalas yra viela ir kambario sienos, kurios, be abejo, susisiekia su žeme.

Lapas šiame kondensatoriuje yra labai nevienalytis, o jo įtempis šalia plonos vielos yra labai didelis. Palaipsniui didinant įtampą ir stebint laidą tamsoje, galima pastebėti, kad esant tam tikrai įtampai, šalia laido atsiranda silpnas švytėjimas (korona), apimantis laidą iš visų pusių; jį lydi švilpiantis garsas ir lengvas traškėjimas.

Jei jautrus galvanometras yra prijungtas tarp laido ir šaltinio, tada, atsiradus švytėjimui, galvanometras rodo pastebimą srovę, tekančią iš generatoriaus per laidus į laidą ir iš jos per kambario orą į sienas, tarp vielos ir sienų perduodama jonais, susidariusiais kambaryje dėl smūgio jonizacijos.

Taigi, oro liuminescencija ir srovės atsiradimas rodo stiprią oro jonizaciją veikiant elektriniam laukui. Koronos iškrova gali įvykti ne tik šalia vielos, bet ir šalia galo bei paprastai šalia bet kurių elektrodų, šalia kurių susidaro labai stiprus nevienalytis laukas.

Koronos iškrova

Elektrinis dujų valymas (elektrostatiniai nusodintuvai). Indas, pripildytas dūmų, staiga tampa visiškai skaidrus, jei į jį įleidžiami aštrūs metaliniai elektrodai, sujungti su elektrine mašina, o visos kietos ir skystos dalelės nusėda ant elektrodų. Eksperimento paaiškinimas yra toks: kai tik laidas uždega karūną, oras vamzdelio viduje stipriai jonizuojamas. Dujų jonai prilimpa prie dulkių dalelių ir jas įkrauna. Vamzdžio viduje veikia stiprus elektrinis laukas, todėl įkrautos dulkių dalelės, veikdamos lauką, juda į elektrodus, kur jie nusėda.

Dalelių skaitikliai

„Geiger-Muller“ dalelių skaitiklį sudaro mažas metalinis cilindras, kuriame yra langas, uždengtas folija, ir plona metalinė viela, ištempta išilgai cilindro ašies ir izoliuota nuo jos.Skaitiklis yra įtrauktas į grandinę, kurioje yra srovės šaltinis, kurio įtampa yra lygi keliems tūkstančiams voltų. Įtampa parenkama taip, kad matuoklio viduje atsirastų korona.

Kai greitai judantis elektronas patenka į skaitiklį, pastarasis jonizuoja skaitiklio viduje esančias dujų molekules, todėl koronai uždegti reikalinga įtampa yra šiek tiek mažesnė. Skaitiklyje įvyksta iškrova, o grandinėje atsiranda silpna trumpalaikė srovė. Jai aptikti į grandinę įvedamas labai didelis pasipriešinimas (keli megaohmai), o lygiagrečiai su ja prijungiamas jautrus elektrometras. Kiekvieną greitą elektroną pataikius į skaitiklio vidų, elektrometro lapas bus sulenktas.

Tokie skaitikliai leidžia užregistruoti ne tik greitus elektronus, bet ir paprastai bet kokias įkrautas, greitai judančias daleles, galinčias sukelti jonizaciją susidūrimų metu. Šiuolaikiniai skaitikliai lengvai nustato net vienos dalelės patekimą į juos, todėl visiškai patikimai ir labai aiškiai leidžia pamatyti, ar elementariai įkrautos dalelės iš tikrųjų egzistuoja gamtoje.

Žaibolaidis

Manoma, kad viso Žemės rutulio atmosferoje tuo pačiu metu įvyksta apie 1800 perkūnijų, kurios vidutiniškai sukuria apie 100 žaibų per sekundę. Ir nors pavienio žmogaus žaibo smūgio tikimybė yra nedidelė, vis dėlto žaibas daro daug žalos. Pakanka nurodyti, kad šiuo metu apie pusę visų avarijų, susijusių su didelėmis elektros linijomis, sukelia žaibas. Todėl apsauga nuo žaibo yra svarbi užduotis.

Lomonosovas ir Franklinas ne tik paaiškino žaibo elektrinį pobūdį, bet ir nurodė, kaip pastatyti žaibolaidį, saugančią nuo žaibo smūgių. Žaibolaidis yra ilgas laidas, kurio viršutinis galas yra paaštrintas ir pritvirtintas virš aukščiausio saugomo pastato taško. Apatinis vielos galas yra sujungtas su metaliniu lakštu, o lapas yra palaidotas žemėje dirvožemio vandens lygyje.

Per perkūniją Žemėje atsiranda didelių sukeltų krūvių, o Žemės paviršiuje atsiranda didelis elektrinis laukas. Jo įtempimas yra labai didelis šalia aštrių laidininkų, todėl žaibolaidžio gale užsidega vainikinė iškrova. Dėl to indukciniai krūviai negali kauptis pastate ir žaibas nevyksta. Tais atvejais, kai įvyksta žaibas (ir tokie atvejai yra labai reti), jis trenkia į žaibo lazdelę ir krūviai eina į Žemę nepakenkdami pastatui.

Kai kuriais atvejais koronos išmetimas iš žaibolaidžio yra toks stiprus, kad viršūnėje pasirodo aiškiai matomas švytėjimas. Toks spindesys kartais atsiranda šalia kitų smailių daiktų, pavyzdžiui, laivų stiebų galuose, aštriuose medžių viršūnėse ir kt. Šis reiškinys buvo pastebėtas prieš kelis šimtmečius ir sukėlė prietarų siaubą jūreiviams, kurie nesuprato tikrosios jo esmės.