Les décharges de la couronne ou les lumières de Saint-Elme

... Un grand détachement de soldats de la Rome antique était en campagne de nuit. Un orage arrivait. Et soudain, des centaines de lumières bleuâtres sont apparues au-dessus du détachement. Il illumina les lances des lances des guerriers. Il semblait que les lances de fer des soldats brûlaient sans brûler!

Personne ne connaissait la nature du phénomène étonnant à cette époque, et les soldats ont décidé qu'un tel rayonnement sur les lances présage leur victoire. Ensuite, ce phénomène a été appelé les lumières de Castor et Pollux - après les héros jumeaux mythologiques. Et plus tard renommé les lumières d'Elma - le nom de l'église de Saint-Elme en Italie, où elles sont apparues.

Particulièrement souvent, de telles lumières ont été observées sur les mâts des navires. Le philosophe et écrivain romain Lucius Seneca a déclaré que lors d'un orage "les étoiles semblent descendre du ciel et se poser sur les mâts des navires". Parmi les nombreuses histoires à ce sujet, la preuve du capitaine d'un voilier anglais est intéressante.

Cela s'est produit en 1695, en Méditerranée, près des îles Baléares, lors d'un orage. Craignant la tempête, le commandant de bord a ordonné l'abaissement des voiles. Et puis les marins ont vu dans différents endroits du navire plus de trente lumières d'orme. Sur une girouette d'un grand mât, le feu a atteint plus d'un demi-mètre de hauteur. Le capitaine a envoyé un marin avec ordre de le retirer. En montant à l'étage, il a crié que le feu sifflait comme une fusée de poudre à canon brute. On lui a ordonné de l'enlever avec une girouette et de le faire descendre. Mais dès que le marin a enlevé la girouette, le feu a sauté jusqu'au bout du mât, d'où il était impossible de l'enlever.

En 1902, les marins du bateau à vapeur de Moravie ont vu une image encore plus impressionnante. Des îles du Cap-Vert, le capitaine Simpson a écrit dans le journal de bord d'un navire: «Pendant une heure, la foudre a éclaté dans la mer. Cordes en acier, sommets de mât, nokreys, coups de flèche de cargaison - tout brillait. Il semblait que tous les quatre pieds sur les chevilles, il semblait qu'ils avaient des lampes allumées, et aux extrémités des mâts et des rayons lumineux, des lumières vives s'allumaient. » La lueur était accompagnée d'un bruit inhabituel:

"Comme une myriade de cigales installées en un clin d'œil, ou du bois mort et de l'herbe sèche brûlée avec fracas ..."

Les lumières de Saint-Elme sont diverses. Ils se produisent sous la forme d'une lueur uniforme, sous la forme de lumières scintillantes séparées, de torches. Parfois, ils ressemblent tellement aux flammes qu'ils se précipitent pour s'éteindre.

Humphrey, un météorologue américain qui a observé les lumières d'Elma sur son ranch, témoigne: ce phénomène naturel, "transformer chaque taureau en monstre aux cornes de feu, donne l'impression de quelque chose de surnaturel." Ceci est dit par une personne qui, par sa position même, n'est pas capable de sembler surprise de telles choses, mais devrait les accepter sans émotions inutiles, en se fondant uniquement sur le bon sens.

Nous pouvons dire avec certitude que maintenant, malgré la domination - loin d'être vraie, bien que non universelle - de la vision scientifique naturelle du monde, il y aura des gens qui, s'ils étaient dans la position de Humphrey, verraient quelque chose dans les cornes de taureau ardent au-delà de la raison. Il n'y a rien à dire sur le Moyen Âge: alors, dans les mêmes cornes, ils verraient très probablement les machinations de Satan.

Décharge corona, corona électrique, un type de décharge luminescente qui se produit lorsqu'il y a une inhomogénéité prononcée du champ électrique près d'une ou des deux électrodes. Des champs similaires se forment aux électrodes avec une très grande courbure de la surface (pointes, fils fins). Dans la décharge Corona, ces électrodes sont entourées d'une lueur caractéristique, également appelée corona, ou couche corona.

La région non lumineuse («sombre») de l'espace interélectrode adjacente à la couronne est appelée la zone extérieure. La couronne apparaît souvent sur de grands objets pointus (lumières de Saint-Elme), autour des fils de lignes électriques, etc.La décharge corona peut avoir lieu à différentes pressions de gaz dans l'espace de décharge, mais elle se manifeste plus clairement à des pressions non inférieures à la pression atmosphérique.

L'apparition d'une décharge corona s'explique par une avalanche ionique. Il y a toujours un certain nombre d'ions et d'électrons dans un gaz provenant de causes aléatoires. Cependant, leur nombre est si faible que le gaz ne conduit pratiquement pas d'électricité.

Avec une intensité de champ suffisamment élevée, l'énergie cinétique accumulée par l'ion dans l'espace entre les deux collisions peut devenir suffisante pour ioniser la molécule neutre lors de la collision. En conséquence, un nouvel électron négatif et un résidu chargé positivement, un ion, se forment.

Un électron libre en collision avec une molécule neutre le divise en un électron et un ion positif libre. Les électrons lors d'une nouvelle collision avec des molécules neutres les divisent à nouveau en électrons et en ions positifs libres, etc.

Un tel processus d'ionisation est appelé ionisation par impact, et le travail qui doit être dépensé pour détacher un électron d'un atome est appelé travail d'ionisation. Le travail d'ionisation dépend de la structure de l'atome et est donc différent pour différents gaz.

Les électrons et les ions formés sous l'influence de l'ionisation par impact augmentent le nombre de charges dans le gaz, et à leur tour ils entrent en mouvement sous l'influence d'un champ électrique et peuvent produire une ionisation par impact de nouveaux atomes. Ainsi, le processus se renforce et l'ionisation dans le gaz atteint rapidement une très grande valeur. Le phénomène est similaire à une avalanche de neige, donc ce processus a été appelé une avalanche ionique.

Nous tirons un fil métallique ab d'un diamètre de plusieurs dixièmes de millimètre sur deux supports isolants hauts et le connectons au pôle négatif du générateur, qui produit une tension de plusieurs milliers de volts. Nous emmenons le deuxième pôle du générateur sur Terre. Vous obtiendrez une sorte de condensateur, dont la doublure est le fil et les murs de la pièce, qui, bien sûr, communiquent avec la Terre.

Le champ dans ce condensateur est très hétérogène et sa tension à proximité d'un fil fin est très élevée. En augmentant progressivement la tension et en observant le fil dans l'obscurité, on peut remarquer qu'avec une certaine tension, une faible lueur (corona) apparaît près du fil, couvrant le fil de tous les côtés; il s'accompagne d'un sifflement et d'un léger crépitement.

Si un galvanomètre sensible est connecté entre le fil et la source, alors avec l'apparition de la lueur, le galvanomètre montre un courant notable circulant du générateur à travers les fils vers le fil et de celui-ci à travers l'air de la pièce vers les murs, entre le fil et les murs est transféré par les ions formés dans la pièce en raison de l'ionisation par impact.

Ainsi, la luminescence de l'air et l'apparition de courant indiquent une forte ionisation de l'air sous l'influence d'un champ électrique. Une décharge corona peut se produire non seulement près du fil, mais aussi près de la pointe et généralement près des électrodes près desquelles un champ inhomogène très fort est formé.

Décharge corona

Nettoyage électrique au gaz (précipitateurs électrostatiques). Un récipient rempli de fumée devient soudainement complètement transparent si des électrodes métalliques pointues connectées à une machine électrique y sont introduites, et toutes les particules solides et liquides sont déposées sur les électrodes. L'explication de l'expérience est la suivante: dès que la couronne est allumée par le fil, l'air à l'intérieur du tube est fortement ionisé. Les ions gaz adhèrent aux particules de poussière et les chargent. Puisqu'un fort champ électrique agit à l'intérieur du tube, les particules de poussière chargées se déplacent sous l'action du champ vers les électrodes, où elles se déposent.

Compteurs de particules

Le compteur de particules Geiger-Muller se compose d'un petit cylindre métallique équipé d'une fenêtre recouverte de papier d'aluminium et d'un mince fil métallique tendu le long de l'axe du cylindre et isolé de celui-ci.Le compteur est inclus dans un circuit contenant une source de courant dont la tension est égale à plusieurs milliers de volts. La tension est choisie nécessaire pour l'apparition d'une décharge corona à l'intérieur du compteur.

Lorsqu'un électron se déplaçant rapidement entre dans le compteur, ce dernier ionise les molécules de gaz à l'intérieur du compteur, ce qui rend la tension nécessaire pour allumer la couronne un peu plus faible. Une décharge se produit dans le compteur et un faible courant à court terme apparaît dans le circuit. Pour le détecter, une très grande résistance (plusieurs mégohms) est introduite dans le circuit et un électromètre sensible est connecté en parallèle avec celui-ci. À chaque coup d'un électron rapide à l'intérieur du compteur, la feuille de l'électromètre sera courbée.

De tels compteurs permettent d'enregistrer non seulement des électrons rapides, mais aussi généralement toutes les particules chargées, en mouvement rapide, capables de produire une ionisation par collisions. Les compteurs modernes détectent facilement l'entrée d'une seule particule, et permettent donc avec une fiabilité totale et une très grande clarté de voir que les particules élémentaires chargées existent réellement dans la nature.

Paratonnerre

On estime que dans l'atmosphère du globe entier, environ 1800 orages se produisent simultanément, ce qui donne en moyenne environ 100 éclairs par seconde. Et bien que la probabilité d'un coup de foudre d'une personne soit négligeable, la foudre fait néanmoins beaucoup de mal. Il suffit d'indiquer qu'à l'heure actuelle, environ la moitié des accidents sur les grandes lignes électriques sont causés par la foudre. Par conséquent, la protection contre la foudre est une tâche importante.

Lomonosov et Franklin ont non seulement expliqué la nature électrique de la foudre, mais ont également indiqué comment construire un paratonnerre qui protège contre la foudre. Le paratonnerre est un long fil dont l'extrémité supérieure est affûtée et fixée au-dessus du point le plus haut du bâtiment protégé. L'extrémité inférieure du fil est reliée à une feuille de métal et la feuille est enterrée dans la Terre au niveau de l'eau du sol.

Lors d'un orage, de grandes charges induites apparaissent sur Terre et un grand champ électrique apparaît à la surface de la Terre. Sa tension est très élevée à proximité de conducteurs tranchants, et donc une décharge corona s'enflamme à l'extrémité du paratonnerre. Par conséquent, les charges induites ne peuvent pas s'accumuler sur le bâtiment et la foudre ne se produit pas. Dans les cas où la foudre se produit (et de tels cas sont très rares), elle frappe un paratonnerre et les charges vont sur Terre, sans nuire au bâtiment.

Dans certains cas, la décharge corona du paratonnerre est si forte qu'une lueur clairement visible apparaît à la pointe. Une telle lueur apparaît parfois près d'autres objets pointus, par exemple aux extrémités des mâts de navires, des cimes des arbres pointues, etc. Ce phénomène a été remarqué il y a plusieurs siècles et a provoqué une horreur superstitieuse pour les marins qui ne comprenaient pas sa véritable essence.