Физика явления огней святого Эльма

fizika-javlenija-ognej-svjatogo-jelma

 Как бы много мифологических обоснований не было связано с огнями святого Эльма, их появление можно объяснить с научной точки зрения. Первым кто упомянул о том, что огни святого Эльма это ничто иное, как атмосферное электричество был Бенджамин Франклин еще в 1749 году.
 В научных кругах это явление носит название точечного разряда. Точечный разряд возникает на объектах в тот момент, когда потенциал электрического поля превышает 1000 вольт на сантиметр. При ясной погоде это значение составляет 1 вольт на сантиметр, по мере образования грозовых туч потенциал возрастает. А перед самим ударом его значение превышает 10000 вольт на сантиметр. Из этого можно сделать вывод, что потенциал электрического поля атмосферы достигает максимальных значений для появления огней святого Эльма исключительно в грозу. В самые сильные грозы светиться могут практически любые предметы, даже листья, трава и рога животных. Наблюдать огни святого Эльма можно на заостренных объектах (шпили, башни, горные пики) в непосредственной близости от торнадо.
 Появляется точечный разряд из-за ионной лавины. В воздухе всегда присутствуют ионы и электроны, которые появляются по различным причинам. Но их число мало до такой степени, что газ не проводит электричество. Когда напряженность поля достаточно высока, кинетическая энергия накопленная ионом в промежутке между двумя соударениями, может достигнуть такой величины, что сможет ионизировать нейтральную молекулу при соударении. Результатом чего является новый электрон с отрицательным значением и ион с положительным.
 Дальше все происходит по цепочке: электрон взаимодействует с нейтральной молекулой и расщепляет ее на новый электрон и ион. Данный процесс ионизации носит название ударной ионизации. Электроны и ионы, появившиеся в результате ударной ионизации, увеличивают число разрядов в газе, причем они приходят в движение благодаря электрическому току и могут произвести новую волу ионизации атомов. То есть, можно сказать, что процесс сам себя усиливает и ионизация в газе за короткий промежуток времени достигает большого значения. Название ионной лавины этот процесс получил из-за схожести со снежной лавиной.
 Когда электроны, ионы и молекулы воздуха часто сталкиваются между собой, высвобождается достаточное количество энергии для возникновения свечения. Свечение становится видимым (легкий голубой оттенок), если область столкновения сосредоточена вокруг заостренного объекта.
 Точечный разряд возникает тогда, когда резко выражена неоднородность электрического поля рядом с одним или двумя объектами-электродами. Часто подобные поля формируются у электродов с большой кривизной поверхности (заостренные объекты). Чем острее вершина, тем сильнее электрическое поле, что ее окружает. Именно поэтому (повышенный потенциал электрического поля) при грозе вершины мачт кораблей, шпили башен, светятся огнями святого Эльма.

Огни святого Эльма | Физика явления

Источник

© 2013-2014 «Факты планетарных масштабов». Если вы цитируете наш сайт, не забывайте всегда указывать ссылку на planeta-faktov.ru
Использование материалов сайта в коммерческих целях запрещено. Для правообладателей - страница «контакты». Большая часть информации берётся из открытых
источников в интернете и является обзором средств массовой информации, не может претендовать на безусловную истину, предоставлена для ознакомления, анализа и обсуждения.
Карта сайта (категории: планета Земля, космические явления, космическая техника, исследования планет, человек в космосе, снимки Марса HD (HiRISE), авторские статьи)