Шаровые молнии своими руками | Телеграф
Телеграф
Плазменная лампа Николы Теслы не может считаться моделью шаровой молнии, хотя изобретателем наверняка двигал интерес к этому странному атмосферному явлению. Оказалось, что холодная плазма в разреженной среде при наличии быстропеременного электрического поля имеет к нему мало отношения.
- Фото
- (SXC license): Jeff Hire
В Петербургском институте ядерной физики уже несколько лет существует мастерская шаровых молний. Тут была придумана и создана небольшая установка, с достаточной точностью воспроизводящая природный процесс рождения молний на влажной поверхности: тут есть медный ввод, играющий громоотвода, кварцевая трубочка с электродом, открытая поверхность водопроводной воды.
В роли громового облака выступает батарея конденсаторов на 600 мкФ, которую можно заряжать до 5,5 кВ. Это серьезное напряжение малейшая неосторожность при работе с ним грозит смертельной опасностью.
Она была подробно описана в институтском препринте от 24 марта 2004 года. Вода в полиэтиленовой чашке должна быть заземлена, для этого на дно положен медный кольцевой электрод. Он соединен изолированной медной шиной с землей. Положительный полюс конденсаторной батареи тоже заземлен. От медного ввода хорошо изолированная шина ведёт к центральному электроду. Это цилиндрик из железа, алюминия или меди, диаметром 56 мм, который плотно окружен трубочкой из кварцевого стекла. Она возвышается над поверхностью воды на 23 мм, сам электрод опущен вниз на 34 мм. Образуется цилиндрическая ямка, куда можно капнуть каплю воды. Конец медного провода от отрицательного полюса конденсаторной батареи нужно закрепить на длинной эбонитовой ручке.
Если быстро коснуться этим разрядником медного ввода, то из центрального электрода с хлопком вылетит плазменная струя, от которой отделится и поплывет в воздухе шаровой плазмоид.
Цвет его будет разным: с железного электрода сорвется яркий белёсый плазмоид, с медного зеленый, а с алюминиевого электрода белый с красноватым отливом: такие плазмоиды видят летчики, когда в самолет ударяет молния.
Чтобы получить настоящую шаровую молнию, нужно вставить в кварцевую трубку цилиндрик из пористого угля. Такие угли используют при дуговом спектральном анализе. Пористый уголь можно пропитать разными растворами и суспензиями. Если нанести на электрод водную вытяжку из почвы, с органикой, частичками угля и глины, то при разряде из электрода вылетит классическая шаровая молния «апельсинового» цвета. Правда, проживет она не дольше секунды, но этого достаточно, чтобы рассмотреть её во всех деталях и полюбоваться ею.
Получение настоящих шаровых молний дело нетрудное. Нужна линейная молния, бьющая в некое подобие громоотвода, и сырой воздух. Рисунок автора
Для того, чтобы изучать свойства шаровых молний, нам приходилось изготавливать их тысячами. Прежде всего, электрические измерения показали, что шаровая молния это, действительно, автономное образование: ток в разрядном контуре исчезает через десятую долю секунды, потом молния свободно движется и светится за счет аккумулированной энергии.
При этом, кстати, она не горячее огурца на грядке. Этот парадокс связан с особым состоянием ионов в керне шаровой молнии. Каждый возникший при разряде ион сразу гидратируется во влажном воздухе его плотно окружают молекулы воды. Разноименные ионы притягиваются друг к другу, но молекулы воды мешают им сблизиться. Возникает особое состояние вещества гидратированные кластеры. Компьютерное моделирование показало, что в гидратированной плазме скорость рекомбинации ионов резко замедляется. Если в «сухой» плазме она происходит за миллиардную долю секунды, то у ионов, законсервированных в кластере, рекомбинация затягивается на десятки и сотни секунд. В течение этого времени молния будет светиться.
В керне шаровой молнии гидратированные кластеры с большим дипольным моментом образуют цепочечные и фрактальные структуры. Клуб теплого, влажного воздуха может аккумулировать громадную энергию, до килоджоуля на литр, если получит её при разряде в виде разобщенных ионов разного знака.
Таким образом, загадку шаровых молний можно считать разгаданной.
А ведь ещё совсем недавно она занимала свое место среди загадок природы, обсуждаемых на телевидении и в печати, где-то рядом с НЛО , Тунгусским метеоритом и Бермудским треугольником . И это неудивительно. Миф о шаровой молнии кормит уже не одно поколение журналистов и ученых. В погоне за сенсацией в сообщения о шаровой молнии вводились красочные подробности. Бесхитростный рассказ фермера: «Раздался сильный удар грома. По водосточной трубе сбежал огненный комок, размером с кулак, и нырнул в бочку с водой. Вода булькнула. Я подошел и сунул руку в воду. Вода, вроде, стала теплее
», после четырех последовательных перепечаток в газетах превратился в научный труд по вычислению запаса энергии в объеме размером с кулак, способном испарить объем воды размером с бочку.
По показаниям свидетеля Соколова, причиной смерти российского академика Георга Вильгельма Рихмана (17111753) явилась именно шаровая, а не линейная молния. Установка Рихмана для измерения атмосферного электричества состояла из громоотвода, соединенного проводом с незаземленным электрометром.
Рис. М. В. Ломоносова
Известному охотнику за шаровой молнией Игорю Павловичу Стаханову (19281987) пришлось разработать специальную методику опроса очевидцев, чтобы отделить реальность от домыслов и вымыслов. После критической обработки рассказов очевидцев Стаханов как и Джеймс Барри (James Dale Barry) лет за десять до него пришел к выводу, что в большинстве случаев шаровая молния представляет собой светящийся сфероид, 1225 см в диаметре, свободно плывущий в воздухе и существующий 12 секунды. Реже шаровая молния имеет форму тора или короны. Окрашена она обычно в разные оттенки желто-красного цвета, встречаются также серо-голубые и сиреневые тона и, иногда, зеленоватые — от примеси меди.
У большинства молний видно светящееся ядро и окружающая его оболочка. Иногда ядро вращается вокруг горизонтальной оси. В редких случаях внутри молнии видно блестки, как на новогоднем шарике. Она никогда не обугливает бумагу или ткань и не производит ощущения нагретого тела. Обычно она бесследно исчезает, хотя иногда взрывается с резким хлопком, подобно шарику с водородом или метаном.
В редчайших случаях шаровая молния может прожить десяток секунд. Замечательную молнию посчастливилось наблюдать в 1867 году химику Михаилу Дмитриеву на р. Онеге. Воздух в тот день был чистым, хорошо промытым дождем. После сильного линейного разряда с громовым ударом шаровая молния появилась над длинным (130 м) плотом из мокрых бревен, образовавших проводящую плоскость. Шаровая молния, с серо-голубым керном и голубоватой оболочкой, медленно двигалась над плотом, постепенно поднимаясь, вышла на берег и, после беспорядочных движений среди деревьев, исчезла. Просуществовала она более тридцати секунд. Дмитриеву удалось взять пробы воздуха около молнии. Анализ показал, что пробы содержат повышенное содержание озона и окислов азота, как это бывает после грозы.
Шаровая молния далеко не единственный природный феномен, связанный с атмосферным электричеством. Кроме них существуют линейные молнии, токовые струи, четочные молнии, голубые струи и спрайты, различные формы сидящих разрядов и огней святого Эльма.
Линейная молния грозное явление природы это мощный высоковольтный пробой влажной атмосферы. Чаще всего линейный разряд происходит над землей в облачном слое.
Токовые струи более редкое явление это сток электрического заряда по каналу, оставленному линейной молнией или высокоэнергетичной космической частицей. Токовые струи интенсивно изучаются. Их можно получать искусственно, запуская в грозовое облако ракету с проволочным хвостом. По проволоке стекает электрический заряд возникает светящийся след с округлой светящейся головкой.
При определенных условиях головная часть струи, обогащенная электронами, может отделиться и просуществовать некоторое время в виде автономного светящегося образования.
Токовая струя всегда движется вдоль линии наименьшего электрического сопротивления. В дом она, чаще всего, проникает через дымоход, электропроводку, телефонный или телевизионный кабель. Может влететь в форточку, обтекая стекло, а иногда проделывает в нем дырочку.
При сильном ветре, когда воздух электризуется от трения, токовые струи возникают в ясную погоду.
Тогда электрический заряд стекает невидимо, и только в узкостях канала появляется голубоватое свечение.
В горах, в чистом разреженном воздухе, токовые струи и огни святого Эльма проявляются чаще, чем на равнине. Альпинистам частенько достается от токовых струй. Не вдаваясь в тонкости, они зовут их «шаровыми молниями».
Разряд молнии, вызванный запуском ракеты с медным проволочным хвостом в грозовое облако.
- Фото
- Florida Lightning Research Group
Отрицательный заряд, пришедший на поверхность земли при разряде линейной молнии, распространяется по узкому электропроводному каналу. Если этот канал снова выходит на поверхность, то из него может вырваться плазменная струя, от которой отделится и поплывет шаровая молния. Видеть рождение шаровой молнии доводилось редким очевидцам. Тем значительнее случай, произошедший на одной геодезической вышке с простейшим громоотводом из железного троса.
Он был небрежно прикопан у основания конец его торчал из лужи. При ударе молнии в громоотвод из конца троса вырвалась ослепительная струя, от которой отделился и поплыл в воздухе светящийся комок.
Одно из самых удивительных и необъяснимых свойств шаровой молнии её способность снимать золотые обручальные кольца с руки, не вызывая при этом ожогов. Золотое или медное колечко из проволоки, повешенное на пути шаровой молнии, теряет часть своей массы, что можно установить взвешиванием. По-видимому, это явление связано с ускоренной рекомбинацией ионов на поверхности металла, что сопровождается его распылением.
Нашу мастерскую шаровых молний посетили сотни желающих посмотреть на редкий феномен: академики, ученые, специалисты в области атмосферного электричества, журналисты, телевизионщики, и просто интересующиеся шаровой молнией.
Особенно благодарными были очевидцы природного явления демонстрация шаровой молнии вызывала у них воспоминание о прежней встрече с ними. Выяснялись новые подробности.
Оказалось, что наблюдателей короткоживущих шаровых молний гораздо больше, чем анкетированных у Стаханова просто многие не придают значения своей встрече с этим мимолетным явлением.
У некоторых зрителей вспышка плазменной струи вызывала стойкий послеобраз на сетчатке глаза. Он существует десяток секунд и двигается в пространстве при повороте головы. Как тут не вспомнить теорию, что долгоживущие шаровые молнии феномен не физический, а физиологический.
Конечно, эта теория не верна: шаровые молнии безусловно могут жить более десяти секунд. Это отнюдь не комок плазмы, как полагают некоторые. Это сложное физико-химическое образование клуб тепловатого, влажного воздуха с обильной популяцией гидратированных разноименных ионов, связанных в кластеры, которые образуют некоторую структуру, окруженную отрицательно заряженной оболочкой. Физика шаровой молнии это физика громадных токов при относительно низком напряжении.
Уйдут годы на детальное исследование такого сложного состояния материи.
Процесс можно ускорить, если установить достойную премию за метод устойчивого получения долгоживущих шаровых молний. Нужны международные соревнования по получению самой долгоживущей шаровой молнии. Возможно, это окажется не так уж и сложно: известно, что некоторые громоотводы на высотных зданиях охотно посещаются молниями в течение года. Достаточно поставить на пути стока заряда тазик с грязной водой, чтобы получить полигон для создания настоящих природных шаровых молний.
Читайте также в журнале «Вокруг Света»:
- Посланцы грозовых небес
- Энергия искры
- Сияние
Антон Егоров
Как сделать молнию в банке. Как сделать молнию в домашних условиях
Одна моя очень хорошая знакомая жалуется,
что она мечет молнии, и чувствует себя наэлектризованной.
Для неё посвящаю эту статью, ибо, сделав молнию по моим
рецептам, можно выпустить пар и снять избыточный заряд.
Итак, что нужно для (молниеносного) создания молнии?
1.
Электрическая розетка… в которую воткнут шнур от вашего компьютера.
2. На этом компьютере установлен Adobe Photoshop любой версии.
3. Желание освоить метод как за 6 шагов создать молнию.
Фотошоп известен как инструмент для издевательств над фотографиями. Однако, мало кто в нем пробовал рисовать с нуля. Точнее, может, и пробовали, да далеко не продвинулись, уж больно он сложен, если так просто без добрых советов пытаться в нём рисовать.
Итак, молния. Кстати, помимо самой молнии буду давать ценнейшие комментарии по пользованию Фотошопом.
Запускаем Adobe Photoshop.
1. Ctrl+N — создать новый документ. Укажите размеры, например, 400 на 400 пикселей.
2. Устанавливаем цвета по умолчанию — черный и белый. Для этого есть клавиша D — рекомендую запомнить. (Попробуйте также X — переключает цвета фона и рисунка туда и обратно)
3. Заливаем рисунок градиентом. Обратите внимание, что добраться до основных инструментов можно с помощью соответствующих клавиш.
Эти клавиши появляются, когда вы задерживаете мышь над инструментом. Например, подведите мышь к кисти, появляется подсказка — Brush (B) так и другие инструменты. Некоторые буквы предлагают ряд инструментов переход к ним осуществляется с помощью Shift+буква. Возвращаясь к градиентной заливке — это буква G, на нее приходится и простая цветовая заливка (в ведра с выливающейся краской) и градиент. Нажимайте Shift+G пока не увидите градиент. Заливать градиентом просто — нужно щелкнуть в одном месте рисунка и провести мышь в другое место. Есть несколько вариантов градиентной заливки -линейная, радиальная и др. Все хорошо попробовать для создания различных молний.
4. Накладываем фильтр Filter => Render => Difference Clouds
5. Инвертируем цвета (делаем негатив), что достигается клавишей I (от inverse)
6. Затемняем рисунок. Хороший инструмент — уровни — Ctrl+L, надо подвигать рычажки чтобы рисунок стал темнее (центральный движок двигаем вправо). Всё, черно-белая молния готова.
Можно её немного раскрасить.
7. Ctrl+U — верхний движок — цветовой оттенок, нижние два — насыщенность и яркость. Играйтесь со всеми движками, ищите своё уникальное решение.
Не правда ли, изумительные рисунки получаются? Можете выслать мне наиболее интересные, и я тут размещу.
Ещё что-нибудь показать из Фотошопа? Кстати, теперь можете взять любую свою фотографию в ночным небом и добавить туда свою же молнию, она может ударять вам в руку. Совсем не больно.
В разделе на вопрос как сделать молнию в домашних условиях??? заданный автором Невроз лучший ответ это Зарядить до высокого потенциала электризацией кофту при её снятии в темноте.
Тут и увидите молнии!
Можно соорудить на этом эффекте генератор Ван-де-Граафа и получить огромные разряды.
Ответ от Посохнуть [гуру]
Погладь чистую кошку, лучше во время грозы; пройдись босиком по ковру и прикоснись к металлическому предмету, восьми заколку и сунь в розетку. Можно магией, но это я не пробывал.
В отличии от другого.
Ответ от SV [гуру]
Вырезать ее из брюк мужа или из собственной олимпийки!
Ответ от Petrovith [гуру]
Купить замок, они номерные, и вставить через верх.
Ответ от Простричь [гуру]
Застёжку? Мало реально. Электрич. — Побегать в синт. свитере и снять. Стат. эл.
Ответ от Витёк Терёхин [гуру]
купи электрошок…
Ответ от No name [гуру]
сначала стань Зевсом
или хоть Данаей
Ответ от Evil Flint [гуру]
Самый верняк в микроволновке. Способов сотни. От обычной до шаровой. Поищи в сети опыты с микроволновой печью. Только придется печей по больше купить.
Ответ от Вячеслав Коларь [новичек]
Надо контакты с генератора (в режиме работы) сближать между собой. Соблюдай меры безопасности!!
Ответ от Дмитрий Головкин [гуру]
Слабые разряды можно получить обычной электризацией — например тереть сухой шерстью кусок оргстекла, а потом с каждой поверхности снять заряд любыми двумя кусками металла.
При сближении металлов произойдет статический разряд.
Второй способ — зарядить мощный электроконденсатор от источника постоянного тока напряжением в несколько сотен вольт. при сближении выводов конденсатора произойдет пробой через воздух.
Если нужно (точнее интересно) получать мощные разряды — можно смастерить трансформатор высокого напряжения (до нескольких десятков тысяч вольт) искры будут длиной до полуметра, но они слабые и вообще их без вреда можно пропускать через руку — сила тока ничтожна.
Есть химические способы создания микромолний — при кристаллизации насыщенного раствора сульфата калия и сульфата натрия между образующимися кристаллами происходят разряды и слышен отчетливый треск.
Но самый грандиозный (и к сожалению, самый опасный) способ — поймать «дикую» молнию. Для этого достаточно около 1 километра очень тонкой медной проволоки (ее не трудно достать), пороховая ракета и соответствующая грозовая погода.
К ракете привязывается проволока и запускается в грозовое облако. При особом успехе в ракету ударят последовательно несколько молний.Устройство создания искусственной молнии основано на создании при искровом пробое сверхмощного узконаправленного излучения, которое распространяется в свободном пространстве со скоростью света. Это достигается следующим способом: на коронирующий электрод с сверхмощного источника, в импульсном или непрерывном режиме, подается высоковольтное напряжение, одновременно подается высоковольтное напряжение одинаковой полярностью и на ускоряющие электроды, между коронирующим и не коронирующим электродами образуется сверхмощный поток электрически заряженных частиц, которые сжатые магнитным полем соленоида движутся по магнитным силовым линиям к первому ускоряющему электроду, но под воздействием его потенциала коронарный поток заряженных частиц сжимается, сформировав ускоряющее узконаправленное излучение, выходит в свободное пространство искусственно созданная молния.
Цель изобретения — создание сверхмощного узконаправленного излучения для поражения целей, находящихся в космосе и на Земле. Известны устройства (авт. св. SU 577596, кл. H 01 T 19/00). Данное устройство предназначено для получения ионизации воздуха с помощью коронного разряда. Данным устройством не возможно получить искусственную молнию, так как его конструктивные и технологические особенности предназначены для использования маломощного источника напряжения. Известно устройство (авт. св. SU 1046817 A, кл. H 01 T 19/00). Устройство для создания коронного разряда, которое предназначено для обработки поверхности материала из полимеров и других химических изделий, с целью повышения адгезии. Данным устройством невозможно получение искусственной молнии, поскольку в нем отсутствуют магнитное поле соленоида, с помощью которого возможен перенос электрических заряженных частиц, а также отсутствие ускоряющих электродов, повышающих энергию выхода электрических частиц.
Формула изобретения
Устройство для получения излучения коронным разрядом, содержащее корпус, коронирующий и не коронирующий электроды, источник высоковольтного напряжения, источник постоянного тока, соленоид, отличающееся тем, что для получения искусственной молнии на коронирующий электрод подается газ гелий из системы охлаждения и в импульсном режиме сверхмощное высоковольтное напряжение, модулированное частотой f1, в промежутке между коронирующим и не коронирующим электродами образуется сверхмощный коронный разряд, сжатый магнитным полем соленоида, подключенного к источнику постоянного тока, движущийся к ускоряющим фокусирующим электродам, выполненным в виде усеченного конуса, разделенным между собой и корпусом диэлектриком и совпадающие по форме с корпусом устройства, на которые подается постоянное высоковольтное регулируемое напряжение, по полярности соответствующее сверхмощному высоковольтному напряжению с образованием электрических силовых линий, перпендикулярных к поверхности усеченного конуса.
Похожие патенты:
Изобретение относится к устройствам создания систем микроклимата в жилых и производственных помещениях промышленного, медицинского, и сельскохозяйственного назначения, а также в любых других, где есть необходимость в ионизации воздуха, с использованием систем вентиляции и создания микроклимата
Изобретение относится к электронно-ионным технологиям и предназначено для использования при обработке поверхности, преимущественно, крупногабаритных и объемных изделий из полимерных материалов, с целью повышения поверхностной адгезии к красящим, клеящим и подобным веществам без существенного изменения физико-механических свойств материала
Устройство содержит противокоронный экран и по меньшей мере один опорный элемент для соединения противокоронного экрана с высоковольтным устройством. Этот по меньшей мере один опорный элемент содержит полупроводящий полимер, который, будучи в рабочем состоянии, действует в качестве сопротивления между противокоронным экраном и высоковольтным устройством.
Кроме того, опорный элемент выполнен с возможностью крепления противокоронного экрана на высоковольтном устройстве. Технический результат — повышение надежности снижения опасности пробоя диэлектрика вследствие коронного разряда без усложнения конструкции противокоронного экрана. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 17 ил.
Группа изобретений относится к генераторам ионов. В установке, генерирующей ионы, каждый из индукционного электрода (2) для генерации положительных ионов и индукционного электрода (3) для генерации отрицательных ионов сформирован как независимая часть и отдельно установлен на подложку (1) с использованием металлической пластины на расстоянии друг от друга. Следовательно, даже если подложка (1) деформируется, области верхних концов игольчатых электродов (4, 5) смогут быть расположенными в центре сквозных отверстий (11) в индукционных электродах (2, 3), соответственно, и положительные ионы и отрицательные ионы могут стабильно генерироваться. Технический результат — повышение стабильности генерации ионов.
2 н. и 3 з.п. ф-лы, 13 ил.
Изобретение относится к способам формирования разрядов в атмосфере.
Технический результат — повышение времени поддержания состояния разряда.
Для этого предложен способ инициирования высоковольтных разрядов в атмосфере, в котором обеспечивают формирование канала электрического разряда между объектами, имеющими разные электрические потенциалы, напряженность поля между которыми близка к пороговой напряженности, при которой возникает электрический пробой, путем создания в области его предполагаемого размещения отрицательных ионов О2 - и накопления их до достижения стационарной концентрации, и поддерживают указанную концентрацию указанных ионов в течение времени, необходимого для развития разряда, и при этом создание и накопление ионов O2 - осуществляют с помощью воздействия на атмосферу в области предполагаемого размещения указанного канала импульсным лазерным излучением, обеспечивающим ионизацию молекул кислорода, с подачей излучения цугом импульсов с периодом следования импульсов в цуге, меньшим времени жизни отрицательных ионов O2 - в атмосферном воздухе, с длительностью каждого импульса в цуге от 1 пс до 10 нс, и подачу цугов импульсов осуществляют в течение времени, превышающего время жизни иона O2 - в атмосферном воздухе.
6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Группа изобретений относится к медицине. Способ снижения количества или удаления частиц, находящихся в локальной газообразной среде во взвешенном состоянии, в ходе хирургических процедур и/или по их завершении реализуют с помощью устройства. Устройство для снижения количества и удаления упомянутых частиц содержит два электрода, каждый из которых находится в электрической связи или может быть электрически соединен с противоположными полюсами источника постоянного тока высокого напряжения. Первый электрод может подсоединяться к телу пациента. Электропроводящий стержень второго электрода проходит через вытянутую изолирующую оболочку и имеет обнаженный дистальный конец. Стержень и соответственно второй электрод приспособлены для введения с возможностью извлечения по месту или в области хирургической процедуры так, что при использовании эти два электрода, находясь в связи с противоположными полюсами упомянутого источника постоянного тока высокого напряжения, ионизируют упомянутые взвешенные частицы, притягивая их к пациенту.
При этом осуществляют подготовку источника постоянного тока высокого напряжения. Обеспечивают электрическое соединение тела пациента с одним из полюсов упомянутого источника, используя первый электрод. Обеспечивают электрическое соединение второго электрода с другим полюсом упомянутого источника. Осуществляют ввод упомянутого второго электрода в газообразную среду для обеспечения ионизации упомянутых взвешенных частиц и притягивания этих частиц к пациенту. Применение группы изобретений позволит снизить количество частиц, находящихся в локальной газообразной среде во взвешенном состоянии и образующихся в результате проведения хирургической процедуры. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.
Устройство создания искусственной молнии
Это Денис и он творит всякую стрёмную, но забавную фигню.
Как выключить монитор магнетроном
Как разбудить человека током
Колонка из ионизированной плазмы
Плазма нагревает воздух так, что он начинает звучать.
Представьте себе дугу плазменной сварки, модулируемую токами звуковой частоты. Никаких движущихся частей, а, значит, и резонансов. Главный недостаток — повышенное образование озона. «Если бы эти твитеры изобрели в 60–х, мы бы все умерли от рака кожи!» — пугают нас эксперты NewForm Reseach (www.newformresearch.com). Ну, сегодня мы ведь как–то боремся с озоном лазерных принтеров….
Твитер с вертикальным рассекателем
В «воздушных» твитерах звук образуется «ниоткуда», прямо в воздухе, на пересечении двух очень мощных ультразвуковых лучей. При пересечении двух узких лучей с частотами, скажем, 200 и 205 килогерц, интермодуляцией образуется разностный тон с частотой 5 килогерц. Проблема в том, что для получения уровня 100дБ в звуковом диапазоне, комнату заполнят ультразвуковые лучи с частотами свыше 200 килогерц и мощностями до 150дБ, что смертельно для случайно подвернувшегося под такой луч. Хочется верить, что эти недостатки скорее технологические, чем принципиальные. Если бы на заре электричества сказали, что в бытовых приборах будущего потребуется напряжение в несколько киловольт (цветной телевизор), тогдашние изобретатели сочли бы такой прибор смертельно опасным.
Лабораторные опыты с атмосферным электричеством позволяют узнать много, но загадки все ещё остаются.
Оказалось, что холодная плазма в разреженной среде при наличии быстропеременного электрического поля имеет к нему мало отношения.
В Петербургском институте ядерной физики уже несколько лет существует мастерская шаровых молний. Тут была придумана и создана небольшая установка, с достаточной точностью воспроизводящая природный процесс рождения молний на влажной поверхности: тут есть медный ввод, играющий роль громоотвода, кварцевая трубочка с электродом, открытая поверхность водопроводной воды.
В роли громового облака выступает батарея конденсаторов на 600 мкФ, которую можно заряжать до 5,5 кВ. Это серьезное напряжение — малейшая неосторожность при работе с ним грозит смертельной опасностью.
Она была подробно описана в институтском препринте от 24 марта 2004 года. Вода в полиэтиленовой чашке должна быть заземлена, для этого на дно положен медный кольцевой электрод.
Он соединен изолированной медной шиной с землей. Положительный полюс конденсаторной батареи тоже заземлен.
От медного ввода хорошо изолированная шина ведёт к центральному электроду. Это цилиндрик из железа, алюминия или меди, диаметром 5-6 мм, который плотно окружен трубочкой из кварцевого стекла. Она возвышается над поверхностью воды на 2-3 мм, сам электрод опущен вниз на 3-4 мм. Образуется цилиндрическая ямка, куда можно капнуть каплю воды. Конец медного провода от отрицательного полюса конденсаторной батареи нужно закрепить на длинной эбонитовой ручке.
Если быстро коснуться этим разрядником медного ввода, то из центрального электрода с хлопком вылетит плазменная струя, от которой отделится и поплывет в воздухе шаровой плазмоид. Цвет его будет разным: с железного электрода сорвется яркий белёсый плазмоид, с медного — зеленый, а с алюминиевого электрода — белый с красноватым отливом: такие плазмоиды видят летчики, когда в самолет ударяет молния.
Чтобы получить настоящую шаровую молнию, нужно вставить в кварцевую трубку цилиндрик из пористого угля.
Такие угли используют при дуговом спектральном анализе. Пористый уголь можно пропитать разными растворами и суспензиями.
Если нанести на электрод водную вытяжку из почвы, с органикой, частичками угля и глины, то при разряде из электрода вылетит классическая шаровая молния «апельсинового» цвета. Правда, проживет она не дольше секунды, но этого достаточно, чтобы рассмотреть её во всех деталях и полюбоваться ею.
Получение настоящих шаровых молний — дело нетрудное. Нужна линейная молния, бьющая в некое подобие громоотвода, и сырой воздух.
Для того, чтобы изучать свойства шаровых молний, нам приходилось изготавливать их тысячами.
Прежде всего, электрические измерения показали, что шаровая молния — это, действительно, автономное образование: ток в разрядном контуре исчезает через десятую долю секунды, потом молния свободно движется и светится за счет аккумулированной энергии.
Как это ни удивительно, но шаровая молния имеет комнатную температуру!
Молния, кстати, не намного горячее огурца на грядке.
Этот парадокс связан с особым состоянием ионов в керне шаровой молнии. Каждый возникший при разряде ион сразу гидратируется — во влажном воздухе его плотно окружают молекулы воды. Разноименные ионы притягиваются друг к другу, но молекулы воды мешают им сблизиться. Возникает особое состояние вещества — гидратированные кластеры.
Компьютерное моделирование показало, что в гидратированной плазме скорость рекомбинации ионов резко замедляется. Если в «сухой» плазме она происходит за миллиардную долю секунды, то у ионов, законсервированных в кластере, рекомбинация затягивается на десятки и сотни секунд. В течение этого времени молния будет светиться.
В керне шаровой молнии гидратированные кластеры с большим дипольным моментом образуют цепочечные и фрактальные структуры. Клуб теплого, влажного воздуха может аккумулировать громадную энергию, до килоджоуля на литр, если получит её при разряде в виде разобщенных ионов разного знака.
Таким образом, загадку шаровых молний можно считать разгаданной.
А ведь ещё совсем недавно она занимала свое место среди загадок природы, обсуждаемых на телевидении и в печати, где-то рядом с НЛО, Тунгусским метеоритом и Бермудским треугольником.
И это неудивительно. Миф о шаровой молнии кормит уже не одно поколение журналистов и ученых.
В погоне за сенсацией в сообщения о шаровой молнии вводились красочные подробности. Бесхитростный рассказ фермера: «Раздался сильный удар грома. По водосточной трубе сбежал огненный комок, размером с кулак, и нырнул в бочку с водой. Вода булькнула. Я подошел и сунул руку в воду. Вода, вроде, стала теплее…», — после четырех последовательных перепечаток в газетах превратился в научный труд по вычислению запаса энергии в объеме размером с кулак, способном испарить объем воды размером с бочку.
Эксперименты Lightning
Безопасность
Национальная программа
Сделайте молнию во рту
Материалы:
- темная комната
- зеркало
ПРОЦЕСС: Идите в очень темную комнату и встаньте перед зеркалом.
Подождите несколько минут, пока ваши глаза не привыкнут к темноте. Положите в рот леденец Wint-O-Green или Pep-O-Mint. Не открывая рта, разбейте спасательный круг зубами и поищите искры. Если вы все сделаете правильно, вы должны увидеть голубоватые вспышки света.
ОБЪЯСНЕНИЕ: Почему это происходит? Когда вы разбиваете спасательный круг, вы разбиваете сахар внутри конфеты. Сахара выпускают небольшие электрические заряды в воздухе. Эти заряды притягивают противоположно заряженный азот в воздухе. Когда эти двое встречаются, они реагируют крошечной искрой, которую вы можете видеть.
MAKE LIGHTNING
МАТЕРИАЛЫ:
- алюминиевая форма для выпечки
- кусочек шерстяной ткани
- плита из пенопласта
- карандаш с новым ластиком
- кнопка
ПРОЦЕСС: Протолкните кнопку через центр алюминиевой формы для пирога снизу.
Вставьте конец карандаша с ластиком в кнопку. Положите пенопластовую тарелку вверх дном на стол. Быстро потрите нижнюю часть тарелки шерстью в течение нескольких минут. Возьмите алюминиевую форму для пирога, используя карандаш в качестве ручки, и поместите ее поверх перевернутой пластины из пенополистирола, которую вы только что натирали шерстью. Коснитесь пальцем алюминиевой формы для пирога. Вы должны почувствовать шок. Если вы ничего не чувствуете, попробуйте еще раз потереть пенопластовую пластину. Как только вы почувствуете удар, попробуйте выключить свет, прежде чем снова коснуться кастрюли. Проверьте, что вы видите! Вы должны увидеть искру!!
ОБЪЯСНЕНИЕ: Почему это происходит? Все дело в статическом электричестве. Молния возникает, когда отрицательные заряды, называемые электронами, на дне облака или в этом эксперименте ваш палец притягиваются к положительным зарядам, называемым протонами, в земле или в этом эксперименте на алюминиевой сковороде. Образовавшаяся искра похожа на мини-молнию.
ПРИСТРОЙТЕ ВОЛОСЫ
МАТЕРИАЛЫ:
- баллон
ПРОЦЕСС: Надуйте воздушный шарик и завяжите его. Потрите им волосы на макушке. Смотрите, что происходит! Ваши волосы будут торчать! * Это также происходит, когда вы снимаете шерстяную шапку зимой. Обычно вы замечаете статическое электричество зимой, когда воздух очень сухой. Летом воздух более влажный. Вода в воздухе помогает электронам быстрее удаляться от вас, поэтому вы не можете накопить такой большой заряд.
ОБЪЯСНЕНИЕ: Почему это происходит? Это из-за статического электричества! Когда вы трёте шарик о волосы, вы покрываете их небольшими отрицательными зарядами. Теперь, когда каждый из волосков имеет одинаковый заряд, они хотят отталкиваться друг от друга. Другими словами, волоски стараются уйти как можно дальше друг от друга. Максимум, что они могут сделать, это встать и отдалиться друг от друга. Разговор о плохом дне волос!
ЧТО ТАКОЕ МОЛНИЯ?
МАТЕРИАЛЫ:
- люминесцентная лампа
- резиновый баллон
ПРОЦЕСС: Выключите весь свет в комнате.
(Чем темнее, тем лучше!) Потрите шарик о волосы в течение нескольких секунд. Затем поднесите статически заряженный шарик к концу лампочки. Это зажжет лампочку. Повторите демонстрацию необходимое количество раз. ОБЪЯСНЕНИЕ: Когда вы трёте шарик о волосы, он накапливает электрический заряд (статическое электричество). Прикосновение заряженного воздушного шара к концу флуоресцентной лампочки приводит к тому, что электрический заряд перескакивает с воздушного шара на лампочку. Это то, что освещает лампочка. Молния – это электрический разряд во время грозы. По мере развития бури облака заряжаются электричеством. Ученые до сих пор точно не знают, что вызывает это, но они знают, что когда напряжение становится достаточно высоким, чтобы электричество прыгало по воздуху из одного места в другое, вспыхивают молнии! Молния может искрить внутри облака, из одного облака в другое, из облака в землю или из земли в облако.
ПРИКЛЕИВАНИЕ ВОЗДУШНОГО ШАРА НА СТЕНУ
МАТЕРИАЛЫ:
- воздушный шар
- кусок шерсти, нейлона или меха
- стена
ПРОЦЕСС: Надуйте воздушный шарик и завяжите его.
Быстро потрите шарик кусочком шерсти, нейлона или меха. Прислоните шарик к стене и отпустите. Смотрите, что происходит. Он должен прилипнуть к стене.
ОБЪЯСНЕНИЕ: Почему это происходит? Когда вы трете шарик, вы покрываете его небольшими отрицательными зарядами. Отрицательные заряды притягиваются к положительным зарядам, находящимся в стенке. Вот почему воздушный шар «прилипает» к стене.
ИЗГИБ ВОДА
МАТЕРИАЛЫ:
- гребень
- кусок шерсти, нейлона или меха
ПРОЦЕСС: Быстро потрите расческой о кусок шерсти, нейлона или меха в течение минуты. Держите расческу возле струйки воды из крана. Заряженный гребень должен притягивать к себе воду.
ОБЪЯСНЕНИЕ: Почему это происходит? Потирая расческу, вы покрываете ее небольшими отрицательными зарядами. Отрицательные заряды притягиваются к положительным зарядам воды.
MAKE THUNDER
МАТЕРИАЛЫ:
- коричневый бумажный пакет для обеда
ПРОЦЕСС: Подуйте в пакет из коричневой бумаги и наполните его воздухом.
Закрутите открытый конец и закройте рукой. Быстро ударьте по мешку свободной рукой.
ОБЪЯСНЕНИЕ: Удар по мешку заставляет воздух внутри мешка сжиматься так быстро, что давление разрывает мешок. Воздух устремляется наружу и отталкивает воздух снаружи от мешка. Воздух продолжает двигаться волной вперед. Когда движущийся воздух достигает вашего уха, вы слышите звук. Гром производится аналогичным образом. При ударе молнии выделяется энергия, которая нагревает воздух, через который она проходит. Этот нагретый воздух быстро расширяется, создавая энергичные воздушные волны, что приводит к звуку, называемому громом.
СДЕЛАЙТЕ ГРОЗУ
МАТЕРИАЛЫ:
- прозрачный пластиковый контейнер (размером с обувную коробку)
- красный пищевой краситель
- кубики льда с синим пищевым красителем
ПРОЦЕСС: Наполните пластиковый контейнер на две трети теплой водой.
Дайте воде отстояться в течение одной минуты. Поместите синий кубик льда на один конец пластикового контейнера. Добавьте три капли красного пищевого красителя в воду на другом конце пластикового контейнера. Смотрите, что происходит.
ОБЪЯСНЕНИЕ: Синяя и холодная вода опускается, а красная и теплая вода поднимается. Это происходит из-за конвекции. Голубая вода представляет собой холодную воздушную массу, а красная вода представляет собой теплую, нестабильную воздушную массу. Гроза вызывается нестабильным воздухом, и конвекция играет важную роль. Масса теплого воздуха вынуждена подниматься из-за приближающегося холодного фронта, поэтому образуется гроза.
Сделать молнию дома | #SMOatHome
Назад
Сделать Молнию дома
4 апреля 2020 г.
Молния — это разряд статического электричества. Крошечные заряженные частицы, называемые электронами, накапливаются до тех пор, пока облако больше не может их удерживать — тогда они начинают двигаться! Это накопление заряженных частиц вызвано сильными восходящими потоками, которые уносят влажный ледяной воздух вверх в грозу, где падают более тяжелые капли жидкости.
Лед и жидкость сталкиваются и переносят электроны изо льда в жидкую воду. Лед становится положительно заряженным, когда он движется к верхней части облака, в то время как жидкость становится отрицательно заряженной, когда она движется к нижней части.
Когда облако получает столько электрического заряда, что больше не может его удерживать, электричество движется гигантской искрой, иногда от нижней части облака к вершине, а иногда от облака к земле! Эти гигантские искры и есть то, что мы называем молнией.
При образовании молнии воздух перегревается. Это заставляет воздух быстро расширяться. Этот быстро движущийся воздух издает очень громкий звук, который мы называем громом.
Давайте сделаем нашу собственную молнию чуть меньшего размера из вещей, которые наверняка есть у вас дома! Устройство, которое мы создаем, иногда называют электрофорус .
youtube.com/embed/sk2Uu2lygUA»/> Вот что вам понадобится:
- Пенопластовая тарелка или контейнер на вынос
- Алюминиевая форма для пирога
- Карандаш с ластиком
- Чертежная кнопка
- Шерстяной свитер, шерстяной носок или даже собственные волосы
- Вилка
Вот что нужно сделать:
Шаг 1. С помощью кнопки проделайте отверстие в центре формы для пирога. Вставьте ластик карандаша в канавку, чтобы получилась ручка. Это создает ручку изоляционного пенополистирола на алюминии. Алюминий является проводником, а не изолятором. Проводники, такие как алюминий, позволяют электронам двигаться очень легко.
Шаг 2: Возьмите пластину из пенопласта и накопите в ней заряд, протирая ее шерстяным свитером или шерстяным носком. Если вам абсолютно необходимо, вы можете использовать свои собственные волосы, если они достаточно длинные.
Это перемещает электроны к пенополистиролу и придает ему отрицательный заряд. Пенопласт является изолятором. Это означает, что он крепко держится за электроны и не позволяет им двигаться очень легко.
Вот и все! Два шага, и ваш электрофорус готов к работе.
Теперь сделаем молнию:
1. Осторожно установите алюминиевую форму для пирога на пластину из пенополистирола кнопкой вниз. Отрицательные заряды в пластине из пенополистирола притягивают к себе положительные заряды и отталкивают отрицательные заряды внутрь алюминия. Сторона тарелки, касающаяся кастрюли, становится положительной, а сторона, которая не касается, становится отрицательной.
2. Медленно прикоснитесь пальцем (или вилкой, если не хотите чувствовать удар) к краю формы для пирога. Когда вы делаете это, вы снимаете отрицательные заряды с этой стороны формы для пирога и создаете искру!
3. Используйте карандаш как ручку, чтобы взять форму для пирога.