2023 著者: Darleen Leonard | [email protected]. 最終更新日: 2023-05-22 23:34
この現象は、イタリアの聖人「Sant 'Ermo」または「St.エラスムス（Erasmus） "と呼ばれ、地中海の先人たちの守護聖人である。この盛り上がりは、雷雨の消散段階で船のマストの頂上に現れる傾向がありました。一般的な迷信は、もし聖エルモが登場すれば、暴力的な海が崩壊し始め、表向きの風が落ち着くので、船員の祈りに対する良い予兆と答えであった。天気が良い時に彼（火の輝き）が現れたら、セント・エルモの指導手が嵐を警告していたと言われました。
チャールズ・ダーウィンは、J.Sへの手紙の中でこの現象について書いた。ヘンズロー、彼は、 ビーグル 雷雨時には、
すべてが炎の中にあり、空は稲妻、水は輝く粒子、そして非常にマストさえも青い炎で指されていました。
科学的には、この現象は「コロナ放電」または「点放電」として知られています。雷雨時には、導電性表面の先端で発生する可能性があります。それは、教会の尖塔の先端、軽量ロッド、飛行機のプロペラや翼の先端、草の刃や牛の角などで見ることができます！
ベンジャミン・フランクリンは、1749年に大気電気としての現象を多かれ少なかれ正しく説明した最初の人でした。彼は、ストライキを形成するのに十分なチャージを積み上げる前に、ロッドが軽く雷を吹き飛ばしてゆきます。
電場（この場合、雷雨時の大気）の電位が、電気（電子）がどのような媒体を通って流れても抵抗（この場合、尖った導電性ロッド）よりも強いとき、コロナが形成される。科学的には、これはオームの法則として知られています。電流は電圧を抵抗で割った値に等しいです。
それでなぜ雷雨の時にこれが起こるのですか？尖った金属物でもっと簡単に起こるのはなぜですか？
単語（この場合2つ）：静電平衡。静電平衡は、荷電した導体（船のマストの場合のように）が過充電距離そのものを均等に持つ自然な状態です。これは、材料全体にわたって等しい反発力を作用させるためです。基本的には、物質中に存在するすべての電子は、それらがすべて互いに反発するので、全体にわたって均等に距離を置く。これは、船のマストや電場のような尖った導体については注意することが重要です。
電場は常に導体の表面に対して完全に垂直に向けられた力を有する。平らな導体の場合、これは力が下方に加えられることを意味する。このため、尖った導体はより多くの電子を持ち、したがってより多くの電荷を先端に持っています。
2つの磁石を使って平らな面に置くと、互いをある距離だけ跳ね返すことができます。 2つの磁石の中心点を先端にして3次元平面を曲げれば、磁石を先端に向かってスライドさせることができ、表面が平坦であれば一緒に接近させることができます。これは、反発力が反対側の磁石ではなく表面から離れて印加されるためです。曲がった表面の内部は、ある方向の絶縁体として働き、力がそれを通って流れず、反対側の磁石に影響を及ぼすことはない。その結果、静電平衡状態にある導体の曲面の電荷がより多くなります。ポイントがシャープになればなるほど、結果はより顕著になります。
私はあなたが何を考えているか知っています。なぜ、電子が導体内部の原子の周りを回転しても、電子がさらに広がり、湾曲した表面上に電子が蓄積されないのではないでしょうか？
答えは、静電平衡を含むもう一つの真実主義です。指揮者の責任についての驚くべきことは、全体の料金が材料の表面にのみ存在し、その中には存在しないことです。電場線は、表面からのみ延び、内向きではない。表面に存在する力があった場合、電子はその力に応答してまだ動いていなければならず、したがって平衡状態にはならないであろう。彼らはすでに平衡状態にあるので、結果は表面上に存在するすべての電荷である。何百万ボルトものボルトで金属製のケージ（ファラデー・ケージ）の中で無防備に立たせている間に、科学のオタクがどこにでも立つことを可能にするのは、この現象です。
導電性物質が湾曲した表面に過剰な電荷を持つことがわかったので、なぜ雷雨がセントエルモの火を引き起こすのか話しましょう。
前に述べたように、導体には特定の電場があります。ガスには電界が存在することもあります。この場合、ガスは我々が呼吸する空気です。気候が落ち着いているときは、天気が良い時には電場の強さは1センチメートルあたり約1ボルトです（空気の正確な構成に依存します）。雷雨が形成され始めると、電場強度は増加し始め、約1万ボルト/ cmに達するまでそれが続きます。その点を中心に、あなたは明るいストライキを得るでしょう。これは、通常より上のフィールドの強さの増加のウィンドウで、ライトストライキの前に、あなたはセントエルモの火を見るかもしれません。
そこで、静電平衡と雷雨の電場増加について知っていることを知り、コロナの原因を説明しましょう。
この場合、雲雲は雲で、上部には正の電荷が、下部には負の電荷があります。科学者はこれがなぜこれが正しいのかについては依然として論争しているが、最も一般的に除外される理論は、それが2つのプロセスの結果であるということである。
1つ目は、雲に浮遊している水滴や氷が数え切れないほど多く含まれていることです。蒸発した地下水が雲に達すると、電子は正に帯電した上昇する液滴から離れ、雲の底に負の電荷を残す。
関係する第2のメカニズムは氷と関係がある。蒸発する水が上昇するにつれて、それはより高い高度で凍結することがあります。氷塊は中心に向かって負に帯電する傾向があります。氷が雲の周りを旋回するにつれて、より正の電荷を帯びた外側の部分は上に向かって残され、より負に帯電した凍った部分は底に向かって沈む。これら2つのプロセスの結果、底部に向かって負電荷が増加する。この増加する負の電荷が地球の表面にどのように影響を及ぼすかで、セントエルモの火災の場合は問題となります。
通常、雲の周りの空気は、ゼウスとその軽いボルトを邪魔しないようにするのに十分な断熱材です。雷雲の場合、雲からの電荷が増加すると、その電界強度も増加する。これにより、周囲の空気をイオン化してより伝導性にすることができます。雲の底からの過剰な電子が、ますます増加する導電性の空気を通って下りるようになると、電子は地球の表面（または建物や船のマストのような地球に取り付けられた物体）に押しやられます。その結果、ライトロッドのように、地球の隆起部分の正電荷の増加がますます増加しています。
前駆体として静電平衡を使用すると、尖った先端を有する物体は、尖った先端を有さない物体よりも正電荷の濃度が相対的に高いことが分かる。最終的に、正に帯電したチップは、負に帯電した雰囲気と反応し、電流が生成される。
通常、このプロセスは不可視です。コロナの場合（ビールではなく）、電場の可能性が十分に強いとき（船のマストの上部など）、電子は分子から引き裂かれます。その電子が近くの分子に奪われるのを防ぐのに十分なエネルギーを得ることができれば（嵐の雲やその周りの空気の電界強度が増加または減少するように）、結果として自由電子、正に荷電したイオンクラスター船のマストの表面）と周囲の空気はすべてプラズマとして知られる物質の形で互いに衝突します。プラズマはセントエルモと彼の "火"に命を与える光で蛍光を発するでしょう！
プラズマの輝きの色は、存在するガスの種類に依存する。私たちの空気は主に窒素と酸素でできているので、青/紫色に輝きます。
結局のところ、セントエルモと彼の驚くべき青紫色の火は、雷雲によって生成される増加する電場ポテンシャルの影響を受ける導体の静電平衡の結果に過ぎない。ベン・フランクリンが「大気の電気」と言ったように。
