Corona se vybíjí nebo světla sv. Elmo

... Velké oddělení vojáků Starého Říma probíhalo v noci. Přicházela bouřka. A najednou se nad oddělením objevily stovky namodralých světel. Rozsvítilo to kopí válečníků. Vypadalo to, že železné kopí vojáků hoří bez spálení!

Nikdo v té době nevěděl o povaze tohoto úžasného jevu a vojáci se rozhodli, že taková záře oštěpů předstírá jejich vítězství. Pak se tento jev nazýval světla Castora a Polluxe - podle mytologických dvojčat hrdinů. A později přejmenoval světla Elma - název kostela sv Elmo v Itálii, kde se objevily.

Obzvláště často byla taková světla pozorována na stožárech lodí. Římský filozof a spisovatel Lucius Seneca uvedl, že během bouřky „Zdá se, že hvězdy sestupují z nebe a nastupují na stožáry lodí“. Mezi mnoha příběhy o tom je zajímavý důkaz kapitána anglické plachetnice.

Stalo se to v roce 1695, ve Středozemním moři, poblíž Baleárských ostrovů, během bouřky. Když se kapitán bál bouře, nařídil, aby plachty byly spuštěny. A pak námořníci viděli na různých místech lodi více než třicet světel Elmu. Na větvi velkého stožáru dosáhl oheň výšky více než půl metru. Kapitán poslal námořníka s rozkazem ho odstranit. Vyšel nahoru a vykřikl, že oheň zasyčel jako raketa ze surového střelného prachu. Bylo mu nařízeno, aby ho odstranil spolu s korouhvičkou a srazil ho dolů. Jakmile námořník odstranil korouhvičku, oheň vyskočil na konec stěžně, odkud jej nebylo možné odstranit.

V roce 1902 viděli námořníci moravského parníku ještě působivější obrázek. Z Kapverdských ostrovů napsal kapitán Simpson do lodního deníku: „Po hodině v moři blýskaly blesky. Ocelová lana, vrcholy stožárů, žlábky, klepání nákladních ramen - všechno zářilo. Zdálo se, že každé čtyři stopy každou noc byly na hmoždinách zapálené lampy a na koncích stěžňů a nocrei svítila jasná světla. “ Záře byla doprovázena neobvyklým zvukem:

"Jako spousta cikád usazených v mžiku, nebo mrtvé dřevo a suchá tráva spálená třeskem ..."

Světla St. Elmo jsou různorodá. Stávají se ve formě jednotné záře, ve formě samostatných blikajících světel, pochodní. Někdy jsou tak podobné plamenům, že se spěchají uhasit.

Humphrey, americký meteorolog, který pozoroval Elmova světla na jeho ranči, svědčí: tento přírodní jev, „přeměnit každého býka v monstrum s ohnivými rohy, působí dojmem něčeho nadpřirozeného.“ Říká se to člověkem, který sám o sobě není, jak se zdá, překvapen takovými věcmi, ale měl by je přijmout bez zbytečných emocí a spoléhat se pouze na zdravý rozum.

Můžeme bezpečně říci, že i přes dominanci přírodního vědeckého pohledu na svět - daleko od pravdy, i když ne univerzální -, budou lidé, kteří, pokud byli v Humphreyově pozici, uvidí něco v ohnivých býčích rozích za rozumem. O středověku není co říci: ve stejných rocích by pak pravděpodobně viděli machinace Satana.

Koronový výboj, elektrická korona, typ žárového výboje, ke kterému dochází, když je výrazná nehomogenita elektrického pole v blízkosti jedné nebo obou elektrod. Podobná pole se vytvářejí na elektrodách s velmi velkým zakřivením povrchu (hroty, tenké dráty). V Corona výboji, tyto elektrody jsou obklopeny charakteristickou záři, také volal corona, nebo corona vrstva.

Nesvětelná („tmavá“) oblast mezielektrodového prostoru sousedící s korónou se nazývá vnější zóna. Koruna se často objevuje na vysokých špičatých objektech (světla sv. Elmo), kolem vodičů elektrického vedení atd.Koronový výboj může probíhat při různých tlacích plynu ve výbojové mezeře, ale nejjasněji se projevuje při tlacích, které nejsou nižší než atmosférické.

Vzhled koronového výboje je vysvětlen lavinou iontů. V plynu je vždy několik iontů a elektronů vznikajících z náhodných příčin. Jejich počet je však tak malý, že plyn prakticky nevede elektřinu.

Při dostatečně vysoké intenzitě pole může být kinetická energie nashromážděná iontem v mezeře mezi dvěma srážkami dostatečná k ionizaci neutrální molekuly během srážky. Výsledkem je vznik nového negativního elektronu a kladně nabitého zbytku, iontu.

Volný elektron ve srážce s neutrální molekulou jej rozdělí na elektron a volný pozitivní ion. Elektrony při další kolizi s neutrálními molekulami je znovu rozdělí na elektrony a uvolní pozitivní ionty atd.

Takový ionizační proces se nazývá rázová ionizace a práce, kterou je třeba vynaložit, aby se oddělil elektron od atomu, se nazývá ionizační práce. Práce ionizace závisí na struktuře atomu, a proto se liší pro různé plyny.

Elektrony a ionty vytvořené pod vlivem rázové ionizace zvyšují počet nábojů v plynu a následně přicházejí do pohybu pod vlivem elektrického pole a mohou vytvářet rázovou ionizaci nových atomů. Proces se tak posílí a ionizace v plynu rychle dosáhne velmi vysoké hodnoty. Tento jev je podobný lavině na sněhu, proto byl tento proces nazýván lavinou iontů.

Přitahujeme kovový drát ab o průměru několika desetin milimetru na dva vysoce izolační podpěry a připojíme jej k zápornému pólu generátoru, který vytváří napětí několik tisíc voltů. Vezeme druhý pól generátoru na Zemi. Získáte jakýsi kondenzátor, jehož podšívkou jsou dráty a stěny místnosti, které samozřejmě komunikují se Zemí.

Pole v tomto kondenzátoru je velmi heterogenní a jeho napětí v blízkosti tenkého drátu je velmi vysoké. Postupným zvyšováním napětí a pozorováním drátu ve tmě lze pozorovat, že s určitým napětím se poblíž drátu objevuje slabá záře (korona), zakrývající drát ze všech stran; je doprovázen syčivým zvukem a lehkým praskáním.

Pokud je mezi drátem a zdrojem připojen citlivý galvanometr, pak se vzhledem záře objeví galvanometr znatelný proud tekoucí z generátoru skrz dráty do drátu az něj vzduchem z místnosti do stěn, mezi dráty a stěnami je přenášen ionty vytvořenými v místnosti v důsledku nárazové ionizace.

Luminiscence vzduchu a výskyt proudu tedy indikují silnou ionizaci vzduchu pod vlivem elektrického pole. Koronový výboj může nastat nejen v blízkosti drátu, ale také v blízkosti hrotu a obecně v blízkosti všech elektrod, u nichž se vytváří velmi silné nehomogenní pole.

Korónový výboj

Elektrické čištění plynu (elektrostatické odlučovače). Nádoba naplněná kouřem se náhle stane zcela průhlednou, pokud se do ní zavedou ostré kovové elektrody připojené k elektrickému stroji a všechny pevné a kapalné částice se usadí na elektrodách. Vysvětlení experimentu je následující: jakmile je drát zapálen, vzduch uvnitř trubice je silně ionizovaný. Plynné ionty ulpívají na prachových částicích a nabíjí je. Protože uvnitř trubice působí silné elektrické pole, nabité částice prachu se pohybují působením pole k elektrodám, kde se usazují.

Počitadla částic

Počitadlo částic Geiger-Muller se skládá z malého kovového válce vybaveného oknem potaženým fólií a tenkého kovového drátu roztaženého podél osy válce a od něj izolovaného.Měřič je součástí obvodu obsahujícího proudový zdroj, jehož napětí je rovno několika tisíc voltů. Napětí je zvoleno nezbytné pro výskyt koronového výboje uvnitř měřiče.

Když rychle se pohybující elektron vstoupí do čítače, ionizuje molekuly plynu uvnitř čítače, což způsobuje, že napětí potřebné k zapálení korony je poněkud nižší. V čítači dochází k výboji a v obvodu se objevuje slabý krátkodobý proud. K detekci je do obvodu zaveden velmi velký odpor (několik megaohmů) a paralelně s ním je připojen citlivý elektroměr. S každým úderem rychlého elektronu uvnitř čítače bude list elektroměru ohnut.

Takové čítače umožňují registrovat nejen rychlé elektrony, ale také obecně jakékoli nabité, rychle se pohybující částice schopné produkovat ionizaci srážkami. Moderní čítače snadno detekují proniknutí i jedné částice do nich, a proto umožňují s plnou spolehlivostí a velkou jasností vidět, že elementární nabité částice skutečně existují v přírodě.

Hromosvod

Odhaduje se, že v atmosféře celé planety dochází současně k přibližně 1800 bouřkám, což dává v průměru asi 100 blesků za sekundu. A přestože je pravděpodobnost úderu blesku jednotlivce zanedbatelná, přesto blesk hodně poškozuje. Stačí naznačit, že v současné době je asi polovina všech nehod na velkých vedeních způsobena bleskem. Ochrana před bleskem je proto důležitým úkolem.

Lomonosov a Franklin nejen vysvětlili elektrickou povahu blesku, ale také naznačili, jak postavit hromosvod, který chrání před údery blesku. Blesk je dlouhý drát, jehož horní konec je naostřen a upevněn nad nejvyšším bodem chráněné budovy. Spodní konec drátu je spojen s plechem a plech je pohřben v Zemi na úrovni půdní vody.

Během bouřky se na Zemi objevují velké indukované náboje a na povrchu Země se objevuje velké elektrické pole. Jeho napětí je velmi vysoké v blízkosti ostrých vodičů, a proto je na konci bleskové tyče zapálen koronový výboj. V důsledku toho se na budově nemohou hromadit indukované náboje a nedochází k blesku. V případech, kdy dojde k blesku (a takové případy jsou velmi vzácné), zasáhne blesk a náboje jdou na Zemi, aniž by poškodily budovu.

V některých případech je koronový výboj z blesku tak silný, že se na špičce objevuje jasně viditelná záře. Taková záře se někdy objevuje poblíž jiných špičatých předmětů, například na koncích stožárů lodi, ostrých korunách stromů atd. Tento jev byl zaznamenán před několika stoletími a způsobil pověrčivou hrůzu pro námořníky, kteří nerozuměli jeho skutečné podstatě.