Įvadas
Manoma, kad gerai žinomas reiškinys, linijinis žaibas tarp griaustinio ir žemės, yra grynai elektrinio pobūdžio. Manoma, kad tokio žaibo susidarymo mechanizmas iš esmės yra tas pats, kaip ir ilgos kibirkšties susidarymo mechanizmas, būtent: oro lavina suskaido esant nutrūkusiam elektrinio lauko stiprumui.
- „Salik.biz“
Tačiau žaibo daigai iš esmės skiriasi nuo ilgo kibirkšties. Pirma, žaibolaidžio laidumo kanalas suformuojamas tokiomis sąlygomis, kai elektrinio lauko stipris yra daug mažesnis nei reikalingas lavinai nutrūkti. Antra, šis kanalas nėra suformuotas iš karto per visą ilgį tarp debesies ir žemės, bet per vienas po kito einančius kaupimus - su didelėmis pauzėmis tarp jų. Remiantis tradiciniais požiūriais, abi šios aplinkybės dar nerado pagrįstų paaiškinimų, todėl net ir tai, kaip žaibas iš esmės įmanomas, išlieka paslaptimi.
Šiame straipsnyje mes bandysime užpildyti šias spragas. Bandysime parodyti, kad gravitacija vaidina svarbų vaidmenį užtikrinant elektros iškrovos tarp griaustinio ir žemės galimybę. Gravitacijos vaidmuo čia, be abejo, yra ne gravitacinis poveikis laisvai įkrautoms dalelėms, bet įtaka programų, kontroliuojančių šių dalelių elgesį, veikimui, t. programos, teikiančios elektromagnetinius reiškinius. Ši gravitacijos įtaka jaučiama, kai vertikalus elektrinio reiškinio mastelis yra gana grandiozinis, o žaibas nuo žemės paviršiaus nuo debesies yra tiesiog toks reiškinys. Laisvai įkrautos dalelės tarp griaustinio ir žemės yra valdomos pagal standartinį algoritmą: dalelės, turinčios to paties pavadinimo krūvį su pertekliniu krūviu apatinėje debesies dalyje, yra elektriškai „atstumiamos“, o dalelės, kurių krūvis skiriasi nuo to krūvio,„Patraukė“į jį. Tačiau gravitacija priverčia šį standartinį algoritmą veikti visiškai paradoksaliai. Gravitacijos buvimas lemia, kad dalelėms, kurias skiria pakankamai didelis aukščio skirtumas, tas pats pavadinimas ar krūvių skirtumai nėra savybė, kuri yra pastovi laiko atžvilgiu. Dažnis, kuriuo cikliškai keičiasi šios dalelės įkrovos ženklas, palyginti su perteklinio krūvio ženklu, priklauso nuo aukščio skirtumo tarp perteklinio krūvio debesyje ir laisvai įkrautos dalelės. Atitinkamai kiekviena tokia dalelė patiria kintamą jėgos įtaką - „į debesį - iš debesies“. Tai palengvina žaibolaidžio laidumo kanalo susidarymą, nes oro elektrinio skilimo tipas nėra lavina, o aukšto dažnio (HF). Natūralus paaiškinimas yra ir laipsniškas laidumo kanalo kaupimas (žingsnio lyderio judėjimas).
Tradicinių požiūrių impotencija
Iki šiol nėra pagrįsto paaiškinimo, kaip žaibas vyksta esant esamam elektrinio lauko stiprumui.
Frenkelis, iliustravęs akivaizdų elektrinio lauko stiprio nepakankamumą lavinai suskaidžius orą tarp griaustinio ir žemės, iškėlė hipotezę, kad augančio skilimo viršūnė yra stiprumo stiprintuvas - dėl stipraus lauko nevienalytiškumo šalia galiuko. Nepaisant išorinio šio modelio patikimumo, jis, mūsų nuomone, turi rimtų trūkumų. Antgalis padidina lauko stiprumą, kai ant jo yra per didelis krūvis. Bet, kaip matysime žemiau, kanalas su jonizuotu oru susidaro tokiomis sąlygomis, kai krūviai iš debesies dar nepavyko pasiekti šio kanalo pabaigos, o šiame gale vis dar nėra perteklinio krūvio. Kaip auga šis kanalas, jei lauko amplifikacija dar neveikia? Iš kur atsiranda pirmoji laidumo kanalo dalis,pirmas taškas? Štai ką šiuolaikiniai autoriai rašo apie elektrinio lauko stiprumą perkūnijos aplinkoje: „Akivaizdu, kad žaibo pradžios elektrinio lauko turėtų pakakti, kad padidėtų elektronų tankis dėl smūgio jonizacijos. Normalaus tankio ore tam reikia Ei"30 kV / cm; 3 km virš jūros lygio aukštyje (tai yra vidutinis žaibo pradžios aukštis Europoje) - maždaug 20 kV / cm. Toks stiprus elektrinis laukas niekada nebuvo matuojamas griaustinio debesyje. Aukščiausi skaičiai buvo užfiksuoti skleidžiant debesis debesimis (10 kV / cm) … ir skrendant pro specialiai įrengto laboratorinio orlaivio debesį (12 kV / cm). Netoli audros debesies, skrendant aplink jį lėktuvu, ji turėtų būti maždaug 3,5 kV / cm … Skaičiai nuo 1,4 iki 8 kV / cm buvo gauti keliais matavimais, panašiais į metodiką. Jei šie skaičiai nėra per dideli, jie vis tiek nesiekia vertės, reikalingos lavinai suskirstyti - net ten, kur prasideda žaibas. „Net esant laboratorinių generatorių megavoltų įtampai, srautai ore užauga tik iki kelių metrų. Įtampa dešimčių megavoltų,provokuojantys žaibo smūgiai gali padidinti srauntukų ilgį, geriausiu atveju, iki dešimčių metrų, bet ne iki kilometrų, per kuriuos paprastai auga žaibas “, - rašo autoriai. Jie siūlo nuostabią išeitį iš aklavietės: „Vienintelis dalykas, kurio galima išvengti … oro plazmos dezintegracija silpname elektriniame lauke yra pakelti kanalo dujų temperatūrą … iki 5000–6000K“- tada pateikti fantastišką pasakojimą apie tai, kaip galėtų veikti Saulės paviršiaus temperatūra. būtų pasiektas ir išlaikomas formuojančiame laidumo kanale - iki pagrindinio srovės smūgio. Šiuo atveju autoriai apeina klausimą, kaip oras švytėtų esant tokiai aukštai temperatūrai - formavimo laidumo kanale nepastebimas stiprus švytėjimas.ant kurio dažniausiai auga žaibas “, - rašo autoriai. Jie siūlo nuostabią išeitį iš aklavietės: „Vienintelis dalykas, kurio galima išvengti … oro plazmos dezintegracija silpname elektriniame lauke yra pakelti kanalo dujų temperatūrą … iki 5000–6000K“- tada pateikti fantastišką pasakojimą apie tai, kaip galėtų veikti Saulės paviršiaus temperatūra. būtų pasiektas ir išlaikomas formuojančiame laidumo kanale - iki pagrindinio srovės smūgio. Šiuo atveju autoriai apeina klausimą, kaip oras švytėtų esant tokiai aukštai temperatūrai - formavimo laidumo kanale nepastebimas stiprus švytėjimas.ant kurio dažniausiai auga žaibas “, - rašo autoriai. Jie siūlo nuostabią išeitį iš aklavietės: „Vienintelis dalykas, kurio galima išvengti … oro plazmos dezintegracija silpname elektriniame lauke yra pakelti kanalo dujų temperatūrą … iki 5000–6000K“- tada pateikti fantastišką pasakojimą apie tai, kaip galėtų veikti Saulės paviršiaus temperatūra. būtų pasiektas ir išlaikomas formuojančiame laidumo kanale - iki pagrindinio srovės smūgio. Šiuo atveju autoriai apeina klausimą, kaip oras švytėtų esant tokiai aukštai temperatūrai - formavimo laidumo kanale nepastebimas stiprus švytėjimas.tai yra pakelti dujų temperatūrą kanale … iki 5000-6000K "- tada pateikiami fantastiški išdėstymai tema, kaip Saulės paviršiaus temperatūra galėtų būti pasiekta ir palaikoma formuojančiame laidumo kanale - iki pagrindinio srovės smūgio. Šiuo atveju autoriai apeina klausimą, kaip oras švytėtų esant tokiai aukštai temperatūrai - formavimo laidumo kanale nepastebimas stiprus švytėjimas.tai yra pakelti dujų temperatūrą kanale … iki 5000-6000K "- tada pateikiami fantastiški išdėstymai tema, kaip galima pasiekti ir palaikyti Saulės paviršiaus temperatūrą formavimo laidumo kanale - iki pagrindinio srovės smūgio. Šiuo atveju autoriai apeina klausimą, kaip oras švytėtų esant tokiai aukštai temperatūrai - formavimo laidumo kanale nepastebimas stiprus švytėjimas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Pridursime, kad anksčiau buvo bandoma pasiūlyti mechanizmą, kuris vaidintų pagalbinį vaidmenį formuojant laidumo kanalą ir palengvintų lavinos skilimą. Taigi, Tverskojus pateikia nuorodą į Kaptsovą, kuris paaiškina Loebo ir Micko teorijas. Pagal šią teoriją augančio laidumo kanalo galvoje yra sužadinti jonai - kurių sužadinimo energija viršija atomų jonizacijos energijas. Šie jonai išskiria trumpo bangos ilgio fotonus, kurie jonizuoja atomus - o tai prisideda prie laidumo kanalo formavimo. Nepaneigdami šio mechanizmo egzistavimo, pažymime, kad čia vėlgi elektronų kinetinė energija yra išleidžiama jonams sužadinti - kurie kitu atveju tiesiogiai pereitų į atomų jonizaciją. Netiesioginė jonizacija, kurią sukelia jonų sužadinimas ir trumpojo bangos ilgio fotonų skleidimas, yra mažiau efektyvi nei tiesioginė jonizacija veikiant elektronams. Todėl ši netiesioginė jonizacija ne palengvina lavinos skilimą, o, atvirkščiai, ją apsunkina, suteikdama energijos nuostolius formuojant laviną - ypač jei atsižvelgsime į tai, kad jonizuojantys fotonai, neturėdami krūvio, turi išsibarstyti į visas puses, o laidumo kanalas auga pageidaujama linkme. Galiausiai tai yra faktas: „išmetami jonai“nepadeda ilgiems srautams formuotis laboratorinėmis sąlygomis.
Bet ne tik paties laidumo kanalo augimas yra esamų elektrinio lauko stiprumų paslaptis - šio augimo nepertraukiamumas su didelėmis pauzėmis tarp vienas po kito einančių elementų išlieka ne mažiau paslaptis. Schonlandas rašo: „Pauzės trukmė tarp vienas po kito einančių žingsnių lyderiui skiriasi stebėtinai mažai … 90% iš daugelio tirtų lyderių ji svyruoja nuo 50 iki 90 m sek. Todėl sunku sutikti su pauzės, kurioje nėra pagrindinio dujų išleidimo mechanizmo, paaiškinimu. Taigi pauzę vargu ar galima susieti su bet kokiu debesyje esančio krūvio, kuris maitina lyderį, savybėmis, nes tai turėtų suteikti platų pauzių išsklaidymą nuo blykstės iki blykstės. Dėl tos pačios priežasties reikėtų atsisakyti bet kokio aiškinimo.grindžiami virpesiais kanale tarp debesies ir lyderio galiuko arba impulsams, judantiems išilgai šio kanalo. Remiantis tokiais paaiškinimais, pauzės trukmė pailgėja ilgėjant kanalo ilgiui, tačiau tokio padidėjimo nepastebima “(mūsų vertimas). Tačiau pagrįstas pauzių paaiškinimas, pagrįstas „esminio pobūdžio dujų išleidimo mechanizmu“, dar nebuvo pasiūlytas. Žmogus rašo: „Siekiant visiškai suklaidinti skaitytoją, literatūroje apie žaibo„ teoriją “laboratoriniai duomenys, iš kurių daugelis yra prieštaringi, dažnai ekstrapoliuojami, kad„ paaiškintų “žaibo reiškinius. Visuotinę apgailėtiną būseną iliustruoja įvairios žingsnio lyderio teorijos … Daugelyje literatūros šaltinių apie žaibo žaibąRemiantis tokiais paaiškinimais, pauzės trukmė pailgėja ilgėjant kanalo ilgiui, tačiau tokio padidėjimo nepastebima “(mūsų vertimas). Tačiau pagrįstas pauzių paaiškinimas, pagrįstas „esminio pobūdžio dujų išleidimo mechanizmu“, dar nebuvo pasiūlytas. Žmogus rašo: „Siekiant visiškai suklaidinti skaitytoją, literatūroje apie žaibo„ teoriją “laboratoriniai duomenys, iš kurių daugelis yra prieštaringi, dažnai ekstrapoliuojami, kad„ paaiškintų “žaibo reiškinius. Visuotinę apgailėtiną būseną iliustruoja įvairios žingsnio lyderio teorijos … Daugelyje literatūros šaltinių apie žaibo žaibąRemiantis tokiais paaiškinimais, pauzės trukmė pailgėja ilgėjant kanalo ilgiui, tačiau tokio padidėjimo nepastebima “(mūsų vertimas). Tačiau pagrįstas pauzių paaiškinimas, pagrįstas „esminio pobūdžio dujų išleidimo mechanizmu“, dar nebuvo pasiūlytas. Žmogus rašo: „Siekiant visiškai suklaidinti skaitytoją, literatūroje apie žaibo„ teoriją “laboratoriniai duomenys, iš kurių daugelis yra prieštaringi, dažnai ekstrapoliuojami, kad„ paaiškintų “žaibo reiškinius. Visuotinę apgailėtiną būseną iliustruoja įvairios žingsnio lyderio teorijos … Daugelyje literatūros šaltinių apie žaibo žaibą„Norėdami visiškai suklaidinti skaitytoją, žaibiškos„ teorijos “literatūroje laboratoriniai duomenys, iš kurių daugelis yra prieštaringi, dažnai ekstrapoliuojami„ paaiškinti “žaibo reiškinius. Visuotinę apgailėtiną būseną iliustruoja įvairios žingsnio lyderio teorijos … Daugelyje literatūros šaltinių apie žaibo žaibą„Norėdami visiškai suklaidinti skaitytoją, žaibiškos„ teorijos “literatūroje laboratoriniai duomenys, iš kurių daugelis yra prieštaringi, dažnai ekstrapoliuojami„ paaiškinti “žaibo reiškinius. Visuotinę apgailėtiną būseną iliustruoja įvairios žingsnio lyderio teorijos … Daugelyje literatūros šaltinių apie žaibo žaibą pilotas vadas ir streameris pakeičia reiškinių fizinės prasmės paaiškinimus. Bet pavadinti dar nereiškia paaiškinti “. Pagaliau čia yra dar viena citata: „Daugybė hipotezių apie pakopų lyderio mechanizmą yra tokios netobulos, neįtikinančios ir dažnai tiesiog juokingos, kad mes net jų čia neaptarsime. Šiandien mes nesame pasirengę pasiūlyti savo mechanizmo “.
Trumpai tariant, tai yra šiuolaikiniai mokslo požiūriai į žaibo fiziką. Dabar pateikime alternatyvų požiūrį.
Kaip gravitacija trukdo elektromagnetiniams reiškiniams
Laisvųjų krūvių dinamika gerai ištirta tais atvejais, kai dalyvaujančios įkrautos dalelės yra maždaug vienodame gravitaciniame potenciale. Bet jei dalyvaujančios dalelės yra pakankamai plačiai išsklaidytos aukštyje, tada laisvųjų krūvių dinamikos pobūdis iš esmės skiriasi.
Pagal „skaitmeninio“fizinio pasaulio sampratą, elementarus elektros krūvis nėra energijos savybė, jis yra tik dalelės ženklas, programų, kurios teikia elektromagnetinius reiškinius, žymuo. Dalelių įkrovos etiketė fiziškai įgyvendinama gana paprastai. Tai žymi kvantinius pulsacijas elektronų dažniu f e, kurių vertė nustatoma pagal De Broglie formulę hf e = m e c 2, kur h yra Plancko konstanta, m eyra elektrono masė, c yra šviesos greitis. Teigiamą ar neigiamą pradinio krūvio ženklą lemia kvantinių impulsų fazė elektronų dažniu: pulsacijos, identifikuojančios to paties ženklo krūvius, yra fazėje, tačiau jos yra antifazės pulsacijoms, identifikuojančioms skirtingo ženklo krūvius.
Akivaizdu, kad tik to paties dažnio ripples visada gali būti tiksliai fazėje arba antifazėje. Jei dviejų impulsų dažnis skiriasi, tada jų fazių skirtumas keičiasi laikui bėgant, kad jų fazės ir antifazės būsenos būtų pakaitomis kartojamos skirtumo dažniu.
Dabar prisiminkime, kad gravitacija, remiantis mūsų modeliu, yra organizuota taip, kad elementariųjų dalelių masės ir atitinkami kvantinių impulsų dažniai priklauso nuo gravitacinio potencialo - didėja, kai jie kyla išilgai vietinės vertikalės. Taigi arti žemės esančioje erdvėje santykis yra teisingas.
kur R yra atstumas iki Žemės centro, f ¥ yra kvantinių impulsų dažnis „begalybėje“, G yra gravitacinė konstanta, M yra žemės masė, c yra šviesos greitis.
Palyginę to paties pavadinimo krūvių skirtumo ir elektronų dažnio priklausomybės nuo gravitacinio potencialo identifikavimo kriterijų, gauname paradoksalias pasekmes. Tame pačiame gravitaciniame potenciale esančių dalelių elektronų dažnis yra tas pats, todėl priešingi krūviai, esantys tame pačiame aukštyje, visada turi būti to paties pavadinimo, o tie patys krūviai turi būti to paties pavadinimo. Tačiau skirtinga situacija turėtų būti dviejų dalelių, atskirtų aukščio skirtumu DH, atžvilgiu. Santykinis skirtumas tarp jų elektroninių dažnių, išdėstytas (1), yra
kur g yra vietinis gravitacijos pagreitis, f e = 1,24 × 10 20 Hz yra vietinė elektronų dažnio vertė. Šioms dviem dalelėms cikliškai kartojasi elektroninių pulsacijų fazių ir antifazių būsenos, o pasikartojimo laikotarpis yra 1 / D f e. Tai reiškia, kad programoms, valdančioms įkrautas daleles, mūsų dviejų dalelių krūviai vienas kito atžvilgiu pakaitomis turėtų pasirodyti tuo pačiu pavadinimu, tada skirtingai.
Toks požiūris, iš pirmo žvilgsnio, prieštarauja tam tikros dalelės būdingo elemento krūvio absoliutaus ženklo sampratai. Bet šis prieštaravimas akivaizdus. Taigi bet kokio aukščio elektronas elgiasi taip, kaip neigiamo pradinio krūvio savininkas, nes kiekvienam gravitaciniam potencialui, be elektronų dažnio vertės, taip pat yra užprogramuotos dvi priešingos šio dažnio pulsacijos fazės, nustatančios du elektrinio krūvio požymius - ir dabartinę elektrono impulsų fazę. visada atitinka neigiamą krūvį. Šia prasme neigiamas elektronų krūvio ženklas yra absoliutus. Įkrovos ženklų perjungiamumas yra santykinio pobūdžio: tai pasireiškia poromis laisvai įkrautų dalelių, kurios yra pakankamai išdėstytos aukštyje.
Prieš paaiškindami, ką reiškia „pakankamas atstumas tarp aukščio“, atkreipkite dėmesį, kad esant vertikaliam elektronų dažnio gradientui, net esant nedideliam aukščio skirtumui, atskiriančiam du elektronus, skiriasi jų elektronų dažnis, o bėgant laikui keičiasi jų elektronų impulsų fazių skirtumas. Jei tokių elektronų porai tas pats įkrovos skirtumas vienas kito atžvilgiu įvyktų tik jų elektroninių impulsų tikslios fazės fazėse, tada jų abipusis „atstūmimas-traukimas“būtų užtikrinamas tik šiais atskirais laiko momentais. Taigi, esant 1 cm aukščio skirtumui, du elektronai trumpam „jaustųsi“vienas kitam, laikydamiesi (2), maždaug 7 ms periodiškumu. Ir to nepastebima patyrime: jie „jaučia“vienas kitą nuolat.
Iš to darome išvadą: buvo imtasi specialių priemonių užtikrinti, kad įkrautos dalelės, turinčios skirtingą gravitacinį potencialą ir skirtingą elektroninį dažnį, nuolat parodytų savo krūvius viena kitos atžvilgiu. Logiška manyti, kad tas pats įkrovos skirtumas nustatomas ne tiksliam elektroninių impulsų fazės fazei, o platesniems fazių koridoriams. Būtent, krūviai yra laikomi tuo pačiu pavadinimu, jei atitinkamų kvantinių impulsų fazių skirtumas elektronų dažniu kinta 0 ± (p / 2) intervalu - ir skirtingai nuo to, jei šis fazių skirtumas patenka į intervalą p ± (p / 2). Dėl tokio paties pavadinimo skirtumų, susijusių su krūvių skirtumu, apibrėžimo, praktiškai visos pakrautos dalelės, esančios skirtinguose aukščiuose, bus nuolat kontroliuojamos programos,atsakingas už elektromagnetinius reiškinius.
Bet, kaip mums atrodo, šių programų veikimas yra radikaliai supaprastintas pašalinant poreikį atlikti abipusius mokesčių ženklų pakeitimus, kuriuos skiria nedideli aukščio skirtumai. Tam programiniu būdu manipuliuojant kvantinių impulsų fazėmis elektroniniais dažniais, organizuojami gretimi horizontalūs - maždaug kelių dešimčių metrų storio - sluoksniai, kuriuose šie impulsai, nepaisant nedidelio dažnio pasklidimo, vyksta kvazifaziškai. Kiekviename iš šių sluoksnių, kuriuos mes vadinsime kvazinfaziniais sluoksniais, dabartinė pulsacijos fazė sluoksnio centro aukštyje yra atskaitos taškas, o pulsacijos, vykstančios virš ir žemiau šio sluoksnio centro, impulsuojamos fazėje taip, kad jos liktų 0 ± (p / 2) su pulsacijomis sluoksnio centre - kaip schematiškai parodyta 1 pav. Tokios fazių manipuliacijos nepažeidžia dažnio gradiento, užtikrinančio gravitaciją, tačiau jie nustato pastovų krūvių vienodumą visiems laisviesiems elektronams, esantiems viename kvazifaziniame sluoksnyje. Tuo pačiu metu cikliniai to paties pavadinimo įkrovų skirtumai laisvuose elektronuose vyksta tik tiems iš jų, kurie yra skirtinguose kvazifazės sluoksniuose - dažniu, lygiu elektroninių dažnių skirtumui šių sluoksnių vidurio aukščiuose.vienodas elektroninių dažnių skirtumas šių sluoksnių vidurio aukščiuose.vienodas elektroninių dažnių skirtumas šių sluoksnių vidurio aukščiuose.
Paveikslas: 1
Jei mūsų modelis yra teisingas, perteklinis kosmoso krūvis atmosferoje, esantis viename kvazifazės sluoksnyje, turėtų sukelti ciklinės jėgos poveikį „aukštyn ir žemyn“laisvai įkrautoms dalelėms po juo. Jei perteklinio krūvio sritis apima kelis kvazifazės sluoksnius, tada kiekvieno sluoksnio krūviai turėtų sukelti efektą savo dažniu - ir atitinkamai viso efekto dažnio spektras turėtų būti platesnis. Tuomet statiniai kosmoso mokesčiai atmosferoje, vien jau dėl jų buvimo, turėtų sukelti plačiajuosčio ryšio triukšmą elektroninėje įrangoje, o ypač efektyviai - radijo priėmimo įrangoje. Taigi, kai viršutinė perkrovos srities riba yra 3 km virš radijo imtuvo, aukščiausias triukšmo juostos, kurią gali sukelti imtuvas, dažnis yraturėtų būti apie 40 MHz. Ar praktikoje yra tokių garsų?
Atsiranda triukšmas
Labai gerai žinoma, kad, be vadinamųjų, yra trikdomas radijo bangų priėmimas esant vidutinėms ir ypač ilgoms bangų ilgėms. švilpianti atmosfera ir kiti būdingi trukdžiai, kurie akustiškai pasireiškia kaip triukšmas (šėlsmas) ir įtrūkimai. Šie trukdžiai smarkiai padidėja artėjant vietiniam perkūnijai ir silpnėja artėjant vietai, tačiau akivaizdu, kad juos sukelia ne vietiniai žaibo iškrovos. Iš tikrųjų, turintys impulsinį pobūdį, atskiri išmetimai atitinkamai sukelia atskirus trumpalaikius trikdžius - tuo tarpu aptariamam triukšmui būdingas laiko tęstinumas. Išradingas paaiškinimas, kuris buvo įtrauktas į beveik visus vadovėlius, skelbia, kad šis triukšmas yra žaibo iškrovų, vykstančių visame Žemės rutulyje, rezultatas - galų gale, kai kuriais skaičiavimais, maždaug 100 žaibų kiekvieną sekundę trenkia į Žemės paviršių. Tačiau lieka juokingas klausimas, kodėl artėjant vietiniam perkūnijai staiga padidėja trukdžiai dėl žaibo, nutolę dideliais atstumais.
Gausią radijo mėgėjų patirtį gali papildyti liūdna aviatorių patirtis. Instrukcijos ir įsakymai reglamentuoja įgulos veiksmus, kai orlaivis patenka į padidintos atmosferos elektrifikacijos zoną - dėl orlaivio sugadinimo pavojaus, kurį sukelia elektros iškrova. Čia būdinga sąvoka „orlaivių žala dėl elektros iškrovos už perkūnijos zonų ribų“. Iš tiesų, nemažu procentiniu atvejų, ypač šaltuoju metų laiku, padidėjus atmosferos elektrifikacijos zonoms susidaro, nesant perkūnijos debesims, ir jei kosmoso įkrovos regionai neturi aiškiai apibrėžtų ribų, tada jie nesukelia raketų borto ir antžeminių radarų ekranuose. Tada orlaivio smūgis į padidėjusią atmosferos elektrifikacijos zoną nėra numatomas, o iš tikrųjų nustatomas pagal pilotų, kurių svarbiausias ženklas yra stiprių radijo trukdžių atsiradimas,kurie vėl atrodo kaip triukšmas ir plyšimas pilotų ausinėse. Šio triukšmo ir trūkčiojimo priežastis yra stipri orlaivio elektrifikacija, t. perteklinis mokestis už jį. Galima manyti, kad statinės elektros iškrovimas iš orlaivio (koronos) sukuria triukšmą ir įtrūkimus naudojamoje radijo dažnio juostoje. Bet atminkite, kad visiškai panašius triukšmus ir įtrūkimus - esant visiškai panašioms atmosferos elektrifikacijos sąlygoms - skleidžia ir antžeminiai radijo imtuvai, apie kuriuos kalbėti apie stiprią elektrifikaciją nedera.kad visiškai analogiškus triukšmus ir plyšius - esant visiškai analogiškoms atmosferos elektrifikacijos sąlygoms - taip pat suteikia antžeminiai radijo imtuvai, iš kurių apie stiprią elektrifikaciją kalbėti nėra tikslinga.kad visiškai analogiškus triukšmus ir plyšius - esant visiškai analogiškoms atmosferos elektrifikacijos sąlygoms - taip pat suteikia antžeminiai radijo imtuvai, iš kurių apie stiprią elektrifikaciją kalbėti nėra tikslinga.
Palyginę radijo mėgėjų ir aviatorių patirtį, padarėme išvadą, kad pagrindinė aukščiau minėtų triukšmų priežastis tiek antžeminėje, tiek borto įrangoje yra ta pati ir kad ši priežastis mokslui nežinoma, nes ji nėra susijusi ir su žaibo iškrovomis. visame Žemės rutulyje, taip pat su orlaivio elektrifikacija. Šią priežastį mes susiejame su vietiniais tūriniais krūviais atmosferoje, kurių vien jau pakanka norint pakeisti ženklą keičiantį jėgos poveikį laisvai įkrautoms dalelėms pagal aukščiau aprašytą mechanizmą.
Apie elektronų srovę išilgai vertikalaus laidininko
Jei aukščiau pateiktas modelis tinka kvantinių impulsų, susijusių su laisvaisiais elektronais, pasiskirstymo aukštyje, dažnio fazių elgsenai, tradicinės potencialo skirtumo sampratos - elektriniams reiškiniams, apimantiems didelius aukščio skirtumus - praranda prasmę. Pvz., Leiskite vertikaliam laidininkui ištempti kelis kvazifazės sluoksnius. Tada nėra prasmės sakyti, kad jo galuose yra tam tikras nuolatinis potencialo skirtumas. Tiesą sakant, apie kokį nuolatinį potencialo skirtumą galime kalbėti, jei elektronų įkrovos viršutiniame ir apatiniame laidininko galuose ženklai yra to paties pavadinimo, tada skirtingai - su, tarkime, 1 MHz dažniu? Šiuo atveju teisinga kalbėti tiesiog apie perteklinį elektronų kiekį viename iš laidininko galų - t. naudoti koncepcinį aparatą,ant kurių pastatyta programų logika, pašalinanti pavadintą nehomogeniškumą krūvio pasiskirstyme, perkeliant elektronų perteklių išilgai laidininko.
Bet net ir vartojant teisingą terminiją, reikia paaiškinimo: kaip, pavyzdžiui, elektros linijos veikia tarp taškų, kuriuose yra dideli aukščio skirtumai - t.y. tarsi elektronų (ypač nuolatinių) srovė teka per laidininką, kurio gretimose atkarpose elektronų krūviai ne visada būna to paties pavadinimo, bet pereina tarp to paties pavadinimo būsenų ir radijo dažnio skirtumų.
Panagrinėkime tokio ilgio vertikalaus laidininko atvejį, kai gravitacijos pagreitis g gali būti laikomas pastoviu. Tada, kaip galima numanyti, susijusių kvazifazinių sluoksnių storiai yra vienodi, todėl gretimų sluoksnių etaloninių pulsacijų dažnių skirtumai df e yra vienodi. Esant vienodam fazių koridorių p pločiui, pagal kuriuos galima atpažinti tą patį arba priešingą krūvį (žr. Aukščiau), dvi laidininko būsenos pakeis viena kitą periodiškumu 1 / df e. Būtent pusperiodis truks tuo pačiu pavadinimu elektronų krūvius visuose sluoksniuose, o kiti pusperiodo elektronų krūvių požymiai kinta iš vieno sluoksnio į kitą - tokiu atveju kaip atskaitos elementą galima laikyti bet kurį iš sluoksnių.
Mus domina klausimas: jei, tarkime, viršutiniame mūsų laidininko gale yra palaikomas pastovus elektronų perteklius, tada kokia bus laidininko elektronų srovės rūšis? Laiko tarpais, atsižvelgiant į įkrovų identiškumą, akivaizdu, kad elektronai judės žemyn per visą laidininką. Laikui bėgant su sluoksniais kintamais elektronų krūvių požymiais, padėtis bus sudėtingesnė. Sluoksniuose, kur elektronų krūviai bus to paties pavadinimo su pertekliniu krūviu viršuje, elektronai judės žemyn, o sluoksniuose, kur jie bus priešingi, judės aukštyn. Atkreipkite dėmesį, kad „neigiamų“elektronų srovė žemyn ir „teigiamų“elektronų aukštyn srovė yra lygiavertės. Bet kuris detektorius, spręsdamas mūsų problemą, aptiks tą pačią nuolatinę srovę bet kurioje laidininko laidoje - jei nepaisysime laisvųjų elektronų kondensacijos ir retamfikacijos,kuris bus gautas sluoksnių sankryžose kiekvienam laiko tarpui su sluoksniais po kintamais įkrovos ženklais. Ir šios kondensacijos-retifaktūros iš tikrųjų bus nereikšmingos, nes elektronų judėjimo greitis laidininkuose, net esant stiprioms srovėms, yra tik keli centimetrai per sekundę.
Taigi elektronų krūvių požymių, apie kuriuos kalbama mūsų modelyje, neatitikimas praktiškai neturi įtakos perteklinių elektronų judėjimo palei ilgą vertikalųjį laidininką procesui. Bet žaibas trenkia oru, kuris normaliomis sąlygomis nėra laidininkas. Kad žaibo smūgis būtų įmanomas, ore turi būti suformuotas laidumo kanalas, t. kanalas, turintis pakankamai aukštą jonizacijos laipsnį.
Kaip susidaro sąlygos aukšto dažnio orui suskaidyti, esant griaustiniui
Apatinėje perkūnijos debesies dalyje, iš kurios pradedamas formuoti žaibolaidžio laidumo kanalas, sukoncentruojamas perteklinis krūvis - paprastai neigiamas. Šio krūvio koncentracijos srities vertikalus ilgis gali būti 2–3 km.
Atrodytų, kad ši galinga krūvio koncentracija turėtų sukelti laisvų įkrautų dalelių, esančių nedideliais kiekiais, netirštame ore tarp debesies ir žemės, elektrinį dreifą. Statinės jėgos veikimas laisviesiems elektronams būtų efektyvesnis nei jonams - palyginti su kuriais elektronai turi mažiau inertiškumo ir didesnį judrumą. Tačiau literatūroje apie atmosferos elektrą neradome jokio paminėjimo apie atmosferos elektronų dreifą po griaustinio į žemę - ir šis dreifas negalėjo likti nepastebėtas. Ir nė vienas iš autorių neuždavinėjo klausimo: kodėl tokio dreifo nėra?
Mūsų modelis lengvai paaiškina šį paradoksą tuo, kad galinga krūvio koncentracija atmosferoje sukelia ne statinės jėgos poveikį laisvai įkrautoms dalelėms po apačia, bet kintamąjį ženklą - be to, plačioje dažnių juostoje, kurią lemia vertikalus krūvio koncentracijos laipsnis. Esant tokiam smūgiui, atmosferos elektronų judesio metu nėra komponentų, atitinkančių nuolatinę srovę - kaip laidininkuose, kurių viename gale yra perteklinis krūvis - šie elektronai patiria tik aukšto dažnio „sumušimą“.
Bet toks atmosferos elektronų „susipriešinimas“, mūsų nuomone, užtikrina žaibolaidžio laidumo kanalo susidarymą. Jei laisvųjų elektronų kinetinė energija, susidariusi dėl HF ekspozicijos, yra pakankama oro atomų smūginiam jonizavimui, įvyksta aukštojo dažnio elektrodų skilimas. Gerai žinoma, kad HF suskaidymas vyksta esant daug mažesniam lauko stiprumui nei lavina, kai visi kiti dalykai yra lygūs. Tai paaiškina žaibolaidžio laidumo kanalo formavimo paslaptį esant įtampai, kurios toli gražu nepakanka lavinai nutrūkti.
Dera pridurti, kad N. Tesla sukrėtė savo amžininkus su dirbtiniu jo sukeltu ilgo iškrovimo ore įspūdžiu - jis netgi buvo vadinamas „žaibo valdovu“. Žinoma, kad „Tesla“paslaptis buvo ne tik naudojimasis labai aukštomis įtampomis, bet ir keičiant šias įtampas, esant dešimčių kHz ir aukštesniems dažniams. Taigi, „Tesla“žaibo oro lūžio tipas, be abejo, buvo aukšto dažnio.
Grįžkime prie HF oro skilimo, kuris sudaro žaibolaidžio nuo debesies iki žemės laidumo kanalą. Akivaizdu, kad esant vienodam laisvųjų elektronų tankiui visame aukštyje tarp debesies ir žemės, HF skilimas pirmiausia įvyks ten, kur dėl HF smūgio elektronai turi maksimalią kinetinę energiją. Tarp debesies ir žemės atmosferos elektronų energija pasirodo maksimali tame regione, kuris yra tiesiai šalia debesies „dugno“: pirma, yra didžiausias HF poveikio intensyvumas, ir, antra, oro tankis ten yra minimalus, o tai skatina elektronų pagreitį. Štai kodėl mūsų atveju HF skilimas prasideda nuo griaustinio dugno. Bet jis neišdygsta per visą aukštį tarp debesies ir žemės - jis išauga tik vieno žingsnio ilgio ties „žingsnio lyderiu“.
Kas lemia lyderio žingsnio ilgį
Žaibolaidžio nuo debesies iki žemės laidumo kanalas pradeda augti iš teritorijos, esančios greta griaustinio „dugno“. Atrodytų, kad HF skilimas, atsirandantis iš debesies į žemę, galėtų iš karto augti laidumo kanalą per visą ilgį, kurį leidžia HF poveikio intensyvumas - šio intensyvumo pakaktų norint užtikrinti reikiamą oro jonizacijos laipsnį. Tačiau šis požiūris neatsižvelgia į specifines sąlygas, kurios egzistuoja kvazifazinių sluoksnių ribose.
Iš tikrųjų apsvarstykime laisvą elektroną, kuris pagreitėjus HF veikimui kerta ribą tarp gretimų kvazifazinių sluoksnių. Jei peržengiant ribą šiuose gretimuose sluoksniuose yra tas pats elektronų krūvių pavadinimas, tada mūsų elektronui nieko ypatingo neįvyks - RF smūgio pagreitėjimo stadija tęsis. Bet jei ribos perėjimas nukrinta dėl gretimų sluoksnių elektronų krūvių skirtumo, tada tokio ribos perėjimo rezultatas bus nedelsiant HF efekto inversija: pagreitėjimo stadija pasikeis į lėtėjančią. Tokiu atveju elektronas negalės visiškai suvokti HF efekto, skirtingai nei elektronai, kurie virpa viename kvazifaziniame sluoksnyje arba kerta sieną tarp jų, kai juose esantys elektronų krūviai yra to paties pavadinimo.
Iš to išplaukia, kad ties ribomis tarp kaimyninių kvazifazinių sluoksnių yra ribiniai sluoksniai, kuriuose kai kurių laisvųjų elektronų kinetinė energija yra daug mažesnė už tą, kurią sukuria HF veikimas likusiems elektronams. Kadangi sumažinta elektrono kinetinė energija taip pat reiškia mažesnį jo sugebėjimą jonizuoti orą, tai ribiniuose sluoksniuose jonizacijos efektyvumas sumažėja - maždaug perpus. Todėl yra didelė tikimybė, kad HF skilimas, pasiekęs regioną su sumažėjusiu jonizacijos efektyvumu ribiniame sluoksnyje, negalės praeiti per šį regioną, o HF skilimo raida čia sustos.
Tada daugumos žingsnių lyderių žingsniai turėtų prasidėti ir baigtis ties ribiniais sluoksniais tarp kvazifazės sluoksnių. Ir pagal vidutinį lyderio žingsnio ilgį galima spręsti apie kvazifazinių sluoksnių storį - atsižvelgiant į tai, kad jei vienas žingsnis nukrenta ant vieno kvazifazinio sluoksnio, tada žingsnio ilgis turėtų padidėti, kai žingsnis nukrypsta nuo vertikalios krypties. Deja, literatūroje neradome duomenų, kurie leistų patvirtinti ar paneigti tezę apie lyderio žingsnio ilgio padidėjimą, kai jis nukrypsta nuo vertikalės. Tačiau yra požymių, kad beveik horizontalūs tiesiniai žaibai formuojami laisviau - be griežtų priekinių žingsnių ilgio apribojimų, kurie yra skirti „nuo debesies iki žemės“žaibams. Iš tiesų, nepaisant to, kad žaibo „nuo debesies iki žemės“ilgis yra vidutiniškai 2–3 km, „žaibo ilgis,kas nutiko tarp debesų, siekė 15-20 km ir dar daugiau.
Jei mūsų samprotavimai yra teisingi, kvazifazinių sluoksnių storis turėtų būti šiek tiek mažesnis už vidutinį lyderio žingsnio ilgį. Skirtingi autoriai pateikia šiek tiek skirtingas vidutinio žingsnio ilgio reikšmes - kaip apytikslę vertę mes vadinsime 40 m figūrą. Jei šis skaičius nėra toli nuo tiesos, tada mes daug nesuklysime, jei 30 m vertę vadinsime apytiksliai kvazifazinių sluoksnių storio verte.
Kas nutinka pertraukose tarp laidumo kanalo kaupimo
Patirtis rodo, kad po to, kai vienas laidininko kanalas bus pastatytas per vieną laido kanalą, kuris trunka apie 1 ms, yra pertrauka prieš pradedant kurti kitą etapą; šios pauzės trunka maždaug 50 ms. Kas nutinka per šias pertraukas?
Atsakymas siūlo pats save: per šias pauzes laisvieji elektronai juda iš debesies išilgai viso suformuoto laidumo kanalo, užpildydami naują išaugintą skyrių iki pat jo galo, taigi, šiame gale elektronų pertekliaus koncentracijos yra pakankamos, kad pasiskirstytų ribinis sluoksnis tarp kaimyninių kvazifazių sluoksnių. Mes randame patvirtinimą disertacijai apie elektronų pažangą išilgai laidumo kanalo pertraukose tarp lyderio laiptelių pastatymo Schonlande, kuris rašo apie žingsnio lyderio greičio sutapimą su laisvųjų elektronų dreifuojančiu greičiu - atsižvelgiant į oro tankį ir elektrinio lauko stiprį. Čia Shonlandas kalba apie vidutinį pakopinio lyderio greitį, tačiau šis lyderis į priekį žengia trumpais metimais, o likusį laiką didžiąja dalimi „ilsisi“. Ir jei gautas vidutinis žingsnio lyderio greitis yra lygus elektronų judėjimo greičiui, tai reiškia, kad elektronai juda išilgai naujų augančių laidumo kanalo sekcijų būtent per šias pertraukas - galų gale, su savo dreifuojančiu greičiu, jie tiesiog neturėtų laiko judėti po naują sekciją. jo formavimo metu.
Ir iš tiesų, HF skilimas formuoja naują laidumo kanalo atkarpą tik padidėjus oro jonizacijos laipsniui jame - laisvųjų elektronų ir teigiamų jonų skaičius didėja, tačiau išlieka lygus vienas kitam. Todėl iš pradžių naujoje laidumo kanalo dalyje nėra perteklinio krūvio - ir tai užtrunka. Štai kodėl, mūsų manymu, Frenkelio lauko amplifikacijos modelis augančio gedimo gale yra neveiksmingas. Tokiam lauko patobulinimui reikalingas perteklinis krūvis antgalio. Bet mes matome, kad laidumo kanalas kaupiasi nesant perteklinio krūvio augančio gedimo gale - šie pertekliniai krūviai patenka į didelę vėlavimą.
Pabrėžkime, kad būtent elektronų judėjimo iš debesies išilgai laidumo kanalo modelis per pauzes tarp šio kanalo kaupimų yra paprasčiausias ir logiškas atsakymas į klausimą, kaip kanale palaikomas didelis jonizacijos laipsnis per šias pertraukas - kai mechanizmas, kuris užtikrino greitą skilimą, nebegali susidoroti su jonų praradimu dėl rekombinacijos ir difuzijos. Mūsų nuomone, elektronų perteklius sukuria papildomus jonus per jonizuojančiąją jėgą ir taip padeda išlaikyti laidumo būseną kanale.
Pridedame, kad laisvųjų elektronų judėjimas pauzėse tarp laidumo kanalo kaupimosi vyksta ne tik išilgai kanalo, kuris pasiekia žemę ir per kurį įvyks pagrindinis srovės smūgis, bet ir išilgai visų šakojančių aklavietės kanalų. Tai vizualiai liudija visiškas daugelio kanalų augimo panašumas iškart - kai dar nėra aišku, kuris iš jų bus pagrindinio dabartinio šoko kanalas.
Pagrindinis dabartinis šokas
Kai laidumo kanalas tarp griaustinio ir žemės yra visiškai suformuotas, išilgai jo įvyksta pagrindinis srovės smūgis (arba keli srovės smūgiai). Kartais literatūroje pagrindinis srovės smūgis yra nesėkmingai vadinamas atvirkštinės srovės šoku arba atvirkštiniu išleidimu. Šie terminai yra klaidinantys, sukuriant įspūdį, kad atvirkštinės iškrovos metu elektronai juda priešinga kryptimi nei ta, kurioje augo laidumo kanalas ir kurioje jie judėjo, augdami. Tiesą sakant, „atvirkštinės iškrovos“metu elektronai juda „į priekį“, judami iš debesies - t.y. nuo jų per didelės susikaupimo vietos - ant žemės. Šios iškrovos „atvirkštinė“pusė pasireiškia vien tik stebima dinamika. Faktas yra tas, kad iškart po to, kai susidaro laidumo kanalas tarp debesies ir žemės,užpildytas elektronų pertekliumi, pagrindinis srovės smūgis išsivysto taip, kad pirmiausia elektronai pradeda judėti kanalų sekcijose, esančiose arčiausiai žemės, vėliau - aukštesnėse sekcijose ir kt. Tuo pačiu metu intensyvaus švytėjimo zonos kraštas, kurį sukuria šie galingi elektronų judesiai, juda iš apačios į viršų - tai kitiems autoriams suteikia pagrindą kalbėti apie „atvirkštinę iškrovą“.
Švytėjimas pagrindinio dabartinio šoko metu turi įdomių savybių. Kai tik vadas pasiekia Žemę, iš karto atsiranda pagrindinė iškrova, ji plinta iš Žemės į debesį. Pagrindinis išsiskyrimas yra daug intensyvesnis, kai liuminescencija, ir pastebėta, kad pagrindinei iškrovai judant aukštyn, ši liuminescencija mažėja, ypač kai ji praeina per išsišakojimo vietas. Niekada nepastebėta, kad išmetimas judėjo aukštyn. Šias savybes aiškiname tuo, kad pradinėse pagrindinės srovės smūgio stadijose pagrindiniame laidumo kanale esanti elektronų srovė, besitęsianti nuo debesies iki žemės, maitinama elektronų srovėmis iš aklavietės atšakų - lygiai taip, kaip upę maitina srautai, patenkantys į ją. Šios srovės, maitinančios dabartinį šoką pagrindiniame kanale, yra iš tikrųjų „atvirkštinės“:Tada elektronai grįžta iš aklavietės šakų į pagrindinį kanalą.
Lėtojo judesio debesies-žemės žaibolaidų vaizdo įrašus galima laisvai rasti internete. Jie aiškiai parodo silpną sklindantį švytėjimą elektronų judėjimo palei augančius laidumo kanalus dinamika - gausiai išsišakojus. Galiausiai išilgai pagrindinio kanalo įvyksta ryškiai šviečianti iškrova, iš pradžių lydima švytėjimo šoninėse šakose - kuri miršta daug greičiau nei švytėjimas pagrindiniame kanale, nes elektronai iš debesies dabar neina į šonines šakas, bet juda išilgai pagrindinio kanalo į žemę.
Išvada
Mes nepretenduojame į visiškai aprėpti reiškinius, kurie atsiranda, kai žaibas trenkia. Mes svarstėme tik tipišką linijinį žaibą iš debesies ir žemės. Bet pirmą kartą mes pateikėme sisteminį tokio žaibo fizikos paaiškinimą. Mes išsprendėme mįslę apie pačią žaibo galią, kai stipris yra elektrinis, kurio toli gražu nepakanka oro lavinai suskaidyti - galų gale, suskaidymas čia pasirodo ne lavina, o aukštas dažnis. Mes įvardijome šio RF suskirstymo priežastį. Ir mes paaiškinome, kodėl šis suskirstymas išpopuliarėja iš eilės į segmentus su didelėmis pauzėmis tarp jų.
Visi šie paaiškinimai pasirodė esą tiesioginiai mūsų idėjų apie elektros prigimtį ir apie gravitacijos organizavimą padariniai, tačiau su keletu aiškinančių prielaidų. Pagrindinį vaidmenį atliko gravitacijos organizavimo idėja, nes žaibas mums atrodo kaip gravitacinis-elektrinis reiškinys. Stulbinantis, kad žaibo tarp griaustinio ir žemės fenomenas pasirodo esąs svarbus dviejų „skaitmeninio“fizinio pasaulio sampratų apie elektros ir gravitacijos esmių teisingumą vienu metu - juk žaibas randa pagrįstą paaiškinimą šių dviejų sąvokų susiuvimo pagrindu.
Pridedame, kad aukščiau aprašyta tiesinio žaibo tarp griaustinio ir žemės fizika gali būti atskaitos taškas paaiškinant kitų žaibų rūšis. Pvz., Sluoksnių išdėstymo reguliarumas esant ypatingoms oro jonizacijos sąlygoms gali atlikti pagrindinį vaidmenį formuojant vadinamuosius. karoliukas užtrauktukas.
Autorius: A. A. Grišajevas, nepriklausomas tyrėjas