علم مدرن دارای دانش نسبتاً زیادی در مورد جو زمین و انواع فرآیندهای رخ داده در آن است. به نظر می رسد که همه اینها باید در آزمایشگاه های مورد علاقه دانشمندان به خوبی تحقیق و مدل سازی شود. با این حال، به نظر می رسد که تاکنون هیچ تصویر واضح و روشنی از پدیده ای مانند الکتریسیته جوی وجود ندارد. برعکس، چندین مدل وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند.
کمی از تاریخ
کسی که در مبدأ این مطالعه قرار گرفت و از نظر علمی وجود این پدیده را تأیید کرد، ایدئولوگ مشهور جهانی شکل گیری ایالات متحده - بنجامین فرانکلین است. در واقع الکتریسیته اتمسفر به عنوان یک پدیده فیزیکی در مرحله محاسبات فرضی پیش از او بود. یکی از بنیانگذاران آمریکا اولین کسی بود که حضور خود را در هوا نشان داد و دلایل آن را نیز توضیح داد.وقوع رعد و برق جالب ترین نکته در مورد این داستان این واقعیت است که فرانکلین برای اثبات آن از بادبادکی با سیم نوک تیز مخصوص روی آن استفاده کرد.
با جمع آوری الکتریسیته به این ترتیب، او جرقه ای دریافت کرد و کلید را در ساده ترین مدار زمین باز کرد. یک راه ساده برای اثبات وجود ذرات باردار در جو، اما به هیچ وجه از شایستگی های این سیاستمدار بزرگ و همچنین دانشمند در کشف پدیده طبیعی مورد نظر در اینجا کم نمی کند. پس از آن، فیزیکدانان در سراسر جهان شروع به تأیید نتایج خود با آزمایش های خود از این نوع کردند.
الکتریسیته اتمسفر چیست؟
این ترکیبی از فرآیندهای مختلف است که به دلیل وجود ذرات باردار در هوای اطراف زمین ایجاد می شود. دانشمندان پدیده‌هایی مانند میدان الکتریکی جو، شدت آن، جریان‌هایی که در این رابطه وجود دارد، بارهای فضایی و بسیاری از نکات دیگر را بررسی می‌کنند. به عنوان مثال، عوامل هواشناسی، محیطی، تأثیر بر شاخه های مختلف فعالیت انسان شناسی انسان: هوانوردی، صنعت، کشاورزی و غیره.
قیاس فیزیکی راحت
سیاره ما در یک تقریب بسیار خشن یک خازن کروی عظیم است. این ساده ترین وسیله ای است که می تواند انرژی الکتریکی را ذخیره کند. یونوسفر و خود سطح زمین را می توان صفحات یک خازن غول پیکر در نظر گرفت. در این حالت هوا به عنوان عایق عمل می کند که در شرایط عادی دارای عایق استهدایت الکتریکی بسیار کم سطح زمین دارای بار منفی است، در حالی که یونوسفر دارای بار مثبت است.
در بین صفحات یک خازن معمولی، یک میدان الکتریکی در اینجا تشکیل می شود که ویژگی های کاملاً منحصر به فردی دارد. به عنوان مثال، شدت آن در نزدیکی سطح زمین حداکثر است و با افزایش ارتفاع به طور تصاعدی کاهش می یابد. به هر حال، در حال حاضر در ارتفاع 10 کیلومتری از سطح دریا، ارزش آن 30 برابر کمتر است. این میدان اساساً طیف گسترده ای از پدیده ها را تشکیل می دهد که تحت نام کلی "الکتریسیته جوی" متحد شده اند.
این یکی از رایج ترین مدل ها در دنیای علمی مدرن است. به آن نظریه ویلسون می گویند. همچنین یک فرضیه توسط دانشمند شوروی فرنکل ارائه شده است که بر اساس آن یونوسفر هیچ نقش مهمی در ایجاد میدان الکتریکی ندارد. او معتقد بود که عمدتاً به دلیل تعامل سطح زمین و ابرها و همچنین قطبی شدن آنها به وجود می آید.
ژنراتور طبیعی
اما اگر به مدل خازن برگردیم، که نه تنها یک قیاس خوب، بلکه امکانات نظری برای ایجاد منابع انرژی عملاً رایگان را نیز فراهم می کند، آنگاه الکتریسیته اتمسفر خود را تنها در چند فرآیند اساسی نشان می دهد. مهمترین آنها را در نظر بگیرید.
اول از همه، اینها به اصطلاح جریانهای نشتی هستند. در مورد یک خازن معمولی، اینها پدیده های انگلی هستند که کارایی آن را در ذخیره بار کاهش می دهند. در مورد اتمسفر، اینها جریانهای همرفتی هستند که برای مثال در داخل تشکیل می شوندمناطق طوفان و رعد و برق قدرت آنها به ده ها هزار آمپر می رسد و با وجود این، اختلاف پتانسیل بین سطح زمین و یونوسفر هیچ تغییر قابل توجهی را تجربه نمی کند و البته قدرت میدان را حفظ می کند. در یک مدار الکتریکی حاوی یک خازن، این فقط با یک ژنراتور اضافی امکان پذیر است.
با پیروی از منطق، وجود چیزی مشابه را در مورد جو زمین ارزش دارد. در واقع، چنین منبع انرژی وجود دارد. این میدان مغناطیسی سیاره ما است که با چرخش با آن در جریانی از تابش خورشیدی، یک ژنراتور قدرتمند ایجاد می کند. به هر حال، ایده ای برای استفاده از انرژی آن، فقط با استفاده از الکتریسیته اتمسفر وجود دارد. انرژی آزاد یک محرک فوق العاده قدرتمند برای توسعه تفکر علمی در تمام زمینه های فعالیت انسانی است. این روند از فیزیک پدیده های جوی عبور نکرده است. اما بعداً بیشتر در مورد آن.
رعد و برق
فرایند جالب و مهم بعدی در جو، تخلیه گازهای جرقه ای است که همراه با رعد و برق است. مانند جریان های همرفتی، این یک پدیده انگلی از نقطه نظر مدل خازن میدان الکتریکی ایجاد شده بین سطح زمین و یونوسفر است. و این متأسفانه محدود به تأثیر منفی پدیده های تخلیه در جو نیست. در اینجا باید به خطر صاعقه برای اشیاء زمینی دارای فعالیت های انسانی، از جمله تأثیر مخرب شوک و بارهای حرارتی که این پدیده مهیب را همراهی می کند، اشاره کرد.
زیپ
شواهدی از ماهیت الکتریکی رعد و برق، بسیار زیبا ثابت شده استفرانکلین، یک سوال منطقی را تشکیل می دهد. به احتمال زیاد، او حتی معاصران پدر بنیانگذار را نیز نگران کرد. بنابراین، الکتریسیته اتمسفر ولتاژ بالا است یا کم؟
طبق مدل خازن که قبلا ذکر شد، اختلاف پتانسیل بین صفحات در مقیاس سیاره ای باید یک میدان الکتریکی تشکیل دهد. در واقع، سطح باردار منفی زمین از یک سو و یونوسفر با بار مثبت، میدانی با شدت بالا را تشکیل می دهند. پدیده های الکتریکی در ابرها بارهای فضایی عظیمی را درست در قسمت پایین جو ایجاد می کنند. بنابراین، قدرت میدان در سطح زمین بسیار بیشتر از مثلاً در ارتفاع 10 کیلومتری است.
بدیهی است که میدان الکتریکی با این شدت جریانهای تخلیه قدرتمندی تولید می‌کند که یک ناظر بی‌تجربه می‌تواند در طول یک طوفان معمولی در عرض‌های جغرافیایی میانی ببیند. بنابراین، ولتاژ در کانال تخلیه بالا است.
چراغ های سنت المو
علاوه بر جرقه، ترشحات کرونا در جو وجود دارد که بنا به سنت تاریخی به آن آتش های سنت المو می گویند. در انتهای اجسام بلند مانند دکل های کشتی، برج ها و غیره مانند برس ها یا پرتوهای نورانی به نظر می رسد. علاوه بر این، این پدیده فقط در تاریکی قابل مشاهده است. دلیل پیدایش چراغ های سنت المو افزایش قدرت میدان الکتریکی محیط است، مثلاً هنگام نزدیک شدن یا در هنگام رعد و برق، طوفان، طوفان برف و غیره.
چنین ترشحی می تواند باشدخیلی راحت در خانه به دست می آید در واقع، الکتریسیته اتمسفر را خودتان انجام دهید، موضوع بسیار ساده ای است. به عنوان مثال، می توانید یک ژاکت مصنوعی را درآورید و شروع به آوردن سوزن به آن کنید. از فاصله معینی، ترشحی در نوک آن ظاهر می شود که به وضوح در تاریکی کامل قابل مشاهده است.
Fireball
یکی دیگر از تظاهرات رعد و برق، تخلیه گاز است که معمولاً شکل کروی دارد. ما در مورد رعد و برق توپ صحبت می کنیم که یک پدیده طبیعی منحصر به فرد و بسیار نادر است. دانشمندان هنوز نمی توانند در مورد توجیه نظری کافی برای وجود این پدیده به توافق برسند. و تا سال 2012، هیچ مدرک مستندی از واقعیت رعد و برق توپ وجود نداشت. به هر حال، این یکی دیگر از رازهای جو زمین است که دانشمندان هنوز با آن دست و پنجه نرم می کنند.
عامل زیست محیطی
قبلاً در مورد تأثیر رعد و برق بر انواع مختلف فعالیت های انسانی گفته شد. الکتریسیته اتمسفر به عنوان یک عامل محیطی نکته بسیار مهمی است که باید به آن نیز پرداخته شود. از منظر توسعه انسانی منابع مختلفی که سیاره زمین در اختیار او قرار داده است، محیط هوا به او این فرصت را می دهد که به عنوان یک گونه موجودیت خود را حفظ کند.
وجود میدان الکتریکی در جو عواقب ناخوشایند زیادی برای فعالیت های انسان دارد. برخی از آنها کاملا بی ضرر هستند، اما بسیاری از مظاهر، بهترین ذهن های مهندسی را مجبور می کند تا راه های مؤثری برای آرام کردن نیروهای مهیب بیابند.طبیعت.
ایمنی زندگی
الکتریسیته اتمسفر و حفاظت از آن مهمترین موضوعی است که باید در زمینه اکولوژی مورد بحث قرار گیرد. به طور طبیعی، خطرناک ترین، قوی ترین تخلیه جرقه، مانند رعد و برق است. و این نه تنها در مورد انواع زمینی آنها صدق می کند. رعد و برق درون ابر تهدید خاصی برای هوانوردی غیرنظامی و نظامی است. به هر حال، همه پدیده های جوی تخلیه تحت نظارت دقیق و جلوگیری از آسیب های احتمالی هستند. این کار توسط خدمات مهندسی ویژه در همان حمل و نقل هوایی، کشتی سازی یا حفاظت در برابر صاعقه ساختمان ها، نیروگاه ها و غیره انجام می شود.
انرژی رایگان
در نهایت، اجازه دهید به موضوع انرژی عملاً رایگانی که الکتریسیته اتمسفر می تواند ارائه دهد بازگردیم. تسلا، استاد معروف رعد و برق، تحقیقات زیادی را برای عملی کردن این پدیده طبیعی انجام داد. زحمات او بیهوده نبود. مهندسان مدرن روش های مختلف تولید انرژی را به دلیل وجود میدان الکتریکی قدرتمند در نزدیکی سطح زمین ثبت اختراع می کنند.
یک مثال قابل توجه مداری با یک هادی زمینی عمودی نصب شده است که بین انتهای بالایی و پایینی آن به دلیل وجود میدان یکسان، اختلاف پتانسیل ظاهر می شود. این انرژی ایجاد شده توسط آن را می توان با تشکیل یک تخلیه کنترل شده تاج در انتهای بالایی هادی استخراج کرد. در نتیجه، جریان را می توان در هادی حفظ کرد، به این معنی که اتصال یک مصرف کننده به آن ایمن است.
بنابراین، الکتریسیته اتمسفر، علیرغم تهدیدهای موجود برای فعالیت های طبیعی انسان زایی، همچنین چشم اندازهای بزرگی را برای تأمین انرژی عملاً رایگان برای همه بشریت باز می کند.
