Огънят на свети Елм

Огънят на свети Елм – зад това романтично-религиозно наименование всъщност се крие едно необичайно и атрактивно физично явление. Става дума за синьо сияние, което се появява понякога по време на буря близо до остри предмети. Както ще разберете в следващите редове, макар че е наречено огън, сиянието е резултат от електрически сили и има повече общо с мълнията или северното сияние.

Огъня на свети Елм е познат най-вече на морските и авио капитаните, тъй като светлинният ефект често се появява около мачтите на корабите или крилата на самолетите. Моряците го описват от хиляди години, но едва през последните 150 години учените проумяват причината да го има. Именно те разгадаха, че загадъчният огън не е разпален от богове или светци, а представлява едно от петте състояния на материята – плазмата.

Свидетелства за Огъня на свети Елм

Писмени свидетелства за сини светлини, които проблясват слабо около корабите, има от Античността. Древните гърци и римляни смятат, че това е дело на полубоговете близнаци Кастор и Полукс и е обнадеждаващо предзнаменование за това, че бурята скоро ще премине.

С навлизането на християнството феноменът получава името Огън на свети Еразъм, или накратко свети Елм. Той е считан за покровител на моряците и те често отправяли към него молби за закрила в трудни моменти. Но дори в тези времена продължили да смятат, че сиянието, придружено от съскане, е знак за благоприятен изход от бедствието.

Как се появява Огънят на свети Елм

Научното разбиране на феномена започва от британския физик и химик Уилям Крукс, който работи с вакуумни тръби и през 1879 година успява да произведе плазмата, като я нарича „излъчваща материя”, тъй като произвежда светлина. След 20 години идва откриването на електрона и светът осъзнава, че е сътворен от още по-малко частици от атома. Едва тогава учените разбират каква е причината материята, открита от Крукс, да сияе. Това е началото на съвсем нов дял във физиката, която започва да се занимава с новооткритата плазма.

Плазмата възниква, когато излишната енергия в атомите разгражда неутралния газ в зареден газ. Един от начините за създаване на плазма е топлината – например нагряването на твърд лед разрушава молекулните кристали и превръща леда в течна вода, а врящата вода освобождава водни молекули, които се издигат под формата на газ. Ако продължаваме да внасяме енергия в парата (например като я загряваме до 12 000 °С), атомите във водните молекули започват да губят електроните си и да се превръщат в заредени йони. От тази точка започва преходът от газ (облак от неутрални частици) към плазма (облак с много заредени частици).

Електричеството обаче може да разкъсва газовите молекули и да създаде плазма по-лесно, отколкото топлината. Огънят на свети Елм е плод именно на това проявление на електричеството. По време на буря триенето „избива” електрони от определени части на облаците, генерирайки мощни електрически полета, които достигат до земята. На теория едно достатъчно силно поле от този вид може да разгради въздуха навсякъде, но на практика това се получава около остри предмети (като мачтите на корабите). Те успяват да концентрират полето, като отнемат електрони от атомите и оставят около себе си големи количества заредени йони.

След като въздухът около мачтата частично се превръща в плазма, започва да се извършва процес, наречен „разряд на короната” – свободните електрони се блъскат в неутралните частици и ги карат да се движат по-енергично. За да се охладят, възбудените частици излъчват фотон светлина с определена енергия и цвят. Азотът от въздуха свети в синьо, а кислородът – във виолетово. Това е причината Огънят на свети Елм да се вижда като синьо-виолетова светлина.

Макар че се получава най-често при буря и има подобен цвят, Огънят на свети Елм не е мълния. Мълнията свети и в бяло, което е смес от много цветове, тъй като загрява въздуха около себе си.

Опасен ли е Огънят на свети Елм

За щастие и на моряците, и на туристите, Огънят на свети Елм не гори и не представлява никаква опасност сам по себе си.

Инженерите обаче вземат предвид разряда на короната, когато проектират електропроводи. Той може да предизвика пожар по проводниците на електричество. За да сведат риска до минимум, много от далекопроводите разполагат с обръчи около острите си части, които пречат на електричеството да се концентрира толкова, че да произведе много плазма.

Употреба на Огъня на свети Елм

След като Огънят на свети Елм беше демистифииран, учените намериха начин да го използват в съвременни технологии. Контролираното създаване на коронен разряд се използва при производството на озон, който е промишлен дезинфектант. Служи и при създаването на заредени повърхности, необходими при фотокопирането.

Странни явления

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *