Introduktion
Et velkendt fænomen, lynnedslag mellem et tordenvejr og jorden, antages at være rent elektrisk. Det antages, at mekanismen til dannelse af en sådan lyn generelt er den samme som mekanismen til dannelse af en lang gnist, nemlig: en lavine nedbrydning af luft ved en nedbrydning af det elektriske feltstyrke.
Lynudsprøjtning er dog grundlæggende forskellig fra lang gnistudspring. For det første dannes ledningskanalen for et lynnedslag under forhold, hvor det elektriske feltstyrke er meget mindre end det, der kræves for en lavinenedbrydning. For det andet er denne kanal ikke dannet på én gang for hele længden mellem skyen og jorden, men gennem successive opbygninger - med betydelige pauser imellem. Inden for rammerne af traditionelle tilgange har begge disse omstændigheder endnu ikke fundet rimelige forklaringer, og derfor er selv et lyn i princippet muligt et mysterium.
I denne artikel vil vi forsøge at udfylde disse huller. Vi vil forsøge at vise, at tyngdekraften spiller en vigtig rolle i at sikre muligheden for en elektrisk udladning mellem et tordenvejr og jorden. Tyngdekraften spiller naturligvis ikke her i gravitationseffekten på frit ladede partikler, men i påvirkningen på driften af programmerne, der kontrollerer opførelsen af disse partikler, dvs. programmer, der leverer elektromagnetiske fænomener. Denne indflydelse af tyngdekraften mærkes, når den elektriske fænomenes lodrette skala er ganske storartet, og sky til jord lynet er netop et sådant fænomen. Gratis ladede partikler mellem et tordenvejr og jorden styres i henhold til en standardalgoritme: partikler med en ladning med samme navn med en overskydende ladning i den nedre del af skyen "elektrisk" frastøttes derfra, og partikler med en ladning, der er modsat den ladning,"Tiltrukket" af ham. Men tyngdekraften får denne standardalgoritme til at fungere på en helt paradoksal måde. Tilstedeværelsen af tyngdekraft fører til det faktum, at for partikler adskilt af en tilstrækkelig høj forskel i højde, er det samme navn eller forskellighed af ladninger ikke en egenskab, der er konstant i tiden. Frekvensen, som tegn på ladningen af denne partikel ændrer sig cyklisk med hensyn til tegnet på overskydende ladning, afhænger af højdeforskellen mellem overskydende ladning i skyen og den frit ladede partikel. Følgelig oplever hver sådan partikel vekslende kraftpåvirkninger - "til skyen - fra skyen." Dette letter dannelsen af en ledningskanal til et lynnedslag, da typen af elektrisk nedbrydning af luft ikke er lavine, men højfrekvens (HF). Den trinvise opbygning af ledningskanalen (trinlederens bevægelse) finder også en naturlig forklaring.
Impotensen af traditionelle tilgange
Indtil nu er der ingen rimelig forklaring på, hvordan lynet forekommer ved de eksisterende styrker af det elektriske felt.
Frenkel, efter at have illustreret den gnistrende utilstrækkelighed af det elektriske feltstyrke til en lavine nedbrydning af luft mellem et tordenvejr og jorden, fremsatte en hypotese om, at spidsen af det voksende nedbrud er en styrkeforstærker på grund af markens stærke inhomogenitet nær spidsen. På trods af denne model's eksterne sandsynlighed har den efter vores mening en alvorlig ulempe. Spidsen forbedrer feltstyrken, når der er en for stor ladning på denne spids. Men som vi vil se nedenfor, dannes kanalen med ioniseret luft under forhold, når ladningerne fra skyen endnu ikke har formået at gå videre til slutningen af denne kanal, og der stadig ikke er nogen overladning i denne ende. Hvordan vokser denne kanal, hvis feltforstærkningen ikke fungerer endnu? Og hvor kommer den første sektion af ledningskanalen fra,det første punkt? Dette er, hvad moderne forfattere skriver om det elektriske feltstyrker i tordenvejr:”Det er tydeligt, at på det tidspunkt, hvor lynet startes, skulle det elektriske felt være tilstrækkeligt til at øge elektrondensiteten som et resultat af påvirkningionisering. I luft med normal densitet kræver dette Ejeg"30 kV / cm; i en højde på 3 km over havets overflade (dette er den gennemsnitlige højde for lynets start i Europa) - cirka 20 kV / cm. Et så stærkt elektrisk felt er aldrig blevet målt i et tordenvejr. De højeste tal blev registreret under raketudgivelse af skyer (10 kV / cm) … og når de flyvede gennem en sky af et specielt udstyret laboratoriefly (12 kV / cm). I umiddelbar nærhed af tordenvejr, når det flyver rundt i en flyvemaskine, er det beregnet til at være cirka 3,5 kV / cm … Tal fra 1,4 til 8 kV / cm blev opnået i en række målinger, der ligner metodik. " Hvis disse tal ikke er for høje, falder de stadig langt under den værdi, der kræves til en snøskrednedbrydning - selv når lynet starter.”Selv med megavolt-spændinger fra laboratoriegeneratorer vokser streamere kun op til flere meter i luften. Spændinger i snesevis af megavolt,provoserende lynnedslag er i stand til at øge længden af streamere, i bedste fald, op til titalls meter, men ikke op til kilometer, som lynet normalt vokser over,”skriver forfatterne. De tilbyder en fantastisk vej ud af forbilledet: "Det eneste, der kan forhindres … forringelse af luftplasma i et svagt elektrisk felt er at hæve temperaturen på gassen i kanalen … til 5000-6000K" - og så fortæller de fantastiske beretninger om, hvordan temperaturen på solens overflade kunne ville blive opnået og opretholdt i den dannende ledningskanal - indtil den største strømstød. I dette tilfælde omgår forfatterne spørgsmålet om, hvordan luften ville gløde ved en så høj temperatur - når alt kommer til alt observeres ingen intens glød ved den dannende ledningskanal.hvorpå lynet normalt vokser”- skriv forfatterne. De tilbyder en forbløffende vej ud af forbilledet: "Det eneste, der kan forhindres … nedbrydning af luftplasma i et svagt elektrisk felt er at hæve temperaturen på gassen i kanalen … op til 5000-6000K" - og så giver de fantastiske beretninger om, hvordan temperaturen på solens overflade kunne ville blive opnået og opretholdt i den dannende ledningskanal - indtil den største strømstød. I dette tilfælde omgår forfatterne spørgsmålet om, hvordan luften ville gløde ved en så høj temperatur - når alt kommer til alt observeres ingen intens glød ved den dannende ledningskanal.hvorpå lynet normalt vokser”- skriv forfatterne. De tilbyder en forbløffende vej ud af forbilledet: "Det eneste, der kan forhindres … nedbrydning af luftplasma i et svagt elektrisk felt er at hæve temperaturen på gassen i kanalen … op til 5000-6000K" - og så giver de fantastiske beretninger om, hvordan temperaturen på solens overflade kunne ville blive opnået og opretholdt i den dannende ledningskanal - indtil den største strømstød. I dette tilfælde omgår forfatterne spørgsmålet om, hvordan luften ville gløde ved en så høj temperatur - når alt kommer til alt observeres ingen intens glød ved den dannende ledningskanal.det er at hæve temperaturen på gassen i kanalen … til 5000-6000K "- og derefter gives fantastiske layouts om emnet for, hvordan temperaturen på Solens overflade kunne nås og opretholdes i den dannende ledningskanal - indtil den største strømstød. I dette tilfælde omgår forfatterne spørgsmålet om, hvordan luften ville gløde ved en så høj temperatur - når alt kommer til alt observeres ingen intens glød ved den dannende ledningskanal.dette er for at hæve temperaturen på gassen i kanalen … til 5000-6000K "- og derefter gives fantastiske layouts om emnet, hvordan temperaturen på Solens overflade kunne nås og opretholdes i den dannende ledningskanal - indtil den største strømstød. I dette tilfælde omgår forfatterne spørgsmålet om, hvordan luften ville gløde ved en så høj temperatur - når alt kommer til alt observeres ingen intens glød ved den dannende ledningskanal.
Salgsfremmende video:
Vi tilføjer, at der tidligere var forsøg på at foreslå en mekanisme, der ville spille en ekstra rolle i dannelsen af ledningskanalen og lette skrednedbrydningen. Så Tverskoy giver et link til Kaptsov, der udbreder teorien om Loeb og Mick. I henhold til denne teori er der i spidsen for den voksende ledningskanal ophidsede ioner - med excitationsenergier, der overstiger atomernes ioniseringsenergier. Disse ioner udsender kortbølgelængde-fotoner, der ioniserer atomerne - hvilket bidrager til dannelsen af ledningskanalen. Uden at benægte denne mekanismes eksistens bemærker vi, at også her bruges elektroniske kinetiske energi på excitation af ioner - som ellers ville gå direkte til ionisering af atomer. Indirekte ionisering gennem excitation af ioner og emission af fotobølger med kort bølgelængde er mindre effektiv end direkte ionisering ved elektronpåvirkning. Derfor letter denne indirekte ionisering ikke skrednedbrydning, men tværtimod komplicerer det, hvilket giver energitab under dannelsen af et lavine - især hvis vi tager højde for, at ioniserende fotoner, der ikke har nogen ladning, skal sprede sig i alle retninger, og ledningskanalen vokser i en foretrukken retning. Endelig er det en kendsgerning: "emitterede ioner" hjælper ikke lange streamere med at dannes under laboratorieforhold.
Men ikke kun er væksten af selve ledningskanalen et mysterium ved de eksisterende styrker af det elektriske felt - diskontinuiteten i denne vækst, med betydelige pauser mellem successive opbygninger, forbliver ikke mindre et mysterium. Schonland skriver:”Længden af pausen mellem successive trin for en trinleder varierer overraskende lidt … I 90% af de mange studerede ledere falder den i området mellem 50 og 90 m sek. Derfor er det vanskeligt at acceptere en forklaring af pausen, der ikke inkluderer en grundlæggende gasudladningsmekanisme. Pausen kan således næppe være forbundet med nogen egenskab ved ladningen i skyen, der mater lederen, da dette skulle give en bred spredning af pauser fra flash til flash. Af samme grund bør enhver fortolkning kasseres.baseret på svingninger i kanalen mellem skyen og lederens spids eller på impulser, der bevæger sig langs denne kanal. Fra sådanne forklaringer er en stigning i pausens varighed, når kanalens længde vokser, men en sådan stigning observeres ikke”(vores oversættelse). Men en rimelig forklaring af pauserne, der er baseret på "gasudladningsmekanismen af grundlæggende karakter", er endnu ikke blevet foreslået. Human skriver:”For at vildlede læseren fuldstændigt i litteraturen om” teorien”om lyn, er laboratoriedata, hvoraf mange er modstridende, ofte ekstrapoleret for at” forklare”lynets fænomener. Den generelle beklagelige tilstand er illustreret ved forskellige teorier fra trinlederen … I de fleste litterære kilder til ordets lynFra sådanne forklaringer er en stigning i pausens varighed, når kanalens længde vokser, men en sådan stigning observeres ikke”(vores oversættelse). Men en rimelig forklaring af pauserne, der er baseret på "gasudladningsmekanismen af grundlæggende karakter", er endnu ikke blevet foreslået. Human skriver:”For at vildlede læseren fuldstændigt i litteraturen om” teorien”om lyn, er laboratoriedata, hvoraf mange er modstridende, ofte ekstrapoleret for at” forklare”lynets fænomener. Den generelle beklagelige tilstand er illustreret ved forskellige teorier fra trinlederen … I de fleste litterære kilder til ordets lynFra sådanne forklaringer er en stigning i pausens varighed, når kanalens længde vokser, men en sådan stigning observeres ikke”(vores oversættelse). Men en rimelig forklaring af pauserne, der er baseret på "gasudladningsmekanismen af grundlæggende karakter", er endnu ikke blevet foreslået. Human skriver:”For at vildlede læseren fuldstændigt i litteraturen om” teorien”om lyn, er laboratoriedata, hvoraf mange er modstridende, ofte ekstrapoleret for at” forklare”lynets fænomener. Den generelle beklagelige tilstand er illustreret ved forskellige teorier fra trinlederen … I de fleste litterære kilder til ordets lyn”For at vildlede læseren fuldstændigt i lyn 'teorilitteratur', laboratoriedata, hvoraf mange er modstridende, ofte ekstrapoleret til at 'forklare' lynfænomener. Den generelle beklagelige tilstand er illustreret ved forskellige teorier fra trinlederen … I de fleste litterære kilder til ordets lyn”For at vildlede læseren fuldstændigt i lyn 'teorilitteratur', laboratoriedata, hvoraf mange er modstridende, ofte ekstrapoleret til at 'forklare' lynfænomener. Den generelle beklagelige tilstand er illustreret ved forskellige teorier fra trinlederen … I de fleste litterære kilder til ordets lyn pilotleder og streamer erstatter forklaringer på den fysiske betydning af fænomener. Men at navngive betyder ikke at forklare. " Endelig er her endnu et citat:”Talrige hypoteser om trinledermekanismen er så ufuldkommen, overbevisende og ofte bare latterlige, at vi ikke engang vil diskutere dem her. I dag er vi ikke klar til at tilbyde vores egen mekanisme”.
Disse er kort sagt de moderne videnskabelige synspunkter om lynets fysik. Lad os nu præsentere en alternativ tilgang.
Hvordan tyngdekraften forstyrrer elektromagnetiske fænomener
Dynamikken i frie ladninger er godt undersøgt i tilfælde, hvor de involverede ladede partikler har omtrent det samme tyngdekraftpotentiale. Men hvis de involverede partikler er tilstrækkeligt bredt spredt langs højden, viser det sig, at arten af frie ladninger er radikalt anderledes.
I henhold til begrebet "digital" fysisk verden er en elementær elektrisk ladning ikke en energikarakteristik, idet den kun er et mærke for en partikel, en identifikator for programmer, der tilvejebringer elektromagnetiske fænomener. Lademærket til en partikel implementeres fysisk ganske enkelt. Det repræsenterer quantum pulsationer ved elektron frekvens f e, hvis værdi bestemmes af de Broglie formlen hf e = m e c 2, hvor h er Plancks konstant, m eer massen af et elektron, c er lysets hastighed. Det positive eller negative tegn på en elementær ladning bestemmes af fasen af kvantepulsationer ved elektronfrekvensen: pulsationer, der identificerer ladninger af et tegn, er i fase, men de er antifase til pulsationer, der identificerer ladninger af et andet tegn.
Det er klart, at kun krusninger, der har samme frekvens, konstant kan være nøjagtigt i fase eller antifase. Hvis frekvenserne for de to pulsationer er forskellige, ændres deres faseforskel med tiden, således at tilstande for deres fase og antifase gentagne gange gentages med forskellens frekvens.
Lad os nu huske, at tyngdekraften ifølge vores model er organiseret på en sådan måde, at masserne af elementære partikler og de tilsvarende frekvenser af kvantepulsationer afhænger af tyngdekraften - stigende, når de stiger langs den lokale lodrette. Så for det jordiske rum er forholdet gyldigt.
hvor R er afstanden til Jordens centrum, f ¥ er frekvensen af kvantepulsationer "ved uendeligt", G er gravitationskonstanten, M er jordens masse, c er lysets hastighed.
Når vi sammenligner kriteriet for identificering af ladninger med samme navn-forskellighed og afhængigheden af elektronfrekvensen af tyngdekraften, får vi paradoksale konsekvenser. Elektronfrekvenserne for partikler med det samme tyngdekraftpotentiale er de samme, derfor skal modsatte ladninger placeret i samme højde altid have samme navn, og de samme ladninger skal have samme navn. Men en anden situation bør finde sted for to partikler adskilt med højdeforskellen DH. Den relative forskel mellem deres elektroniske frekvenser som følger fra (1) er
hvor g er den lokale tyngdeaccelerationen, f e = 1,24 x 10 20 Hz er den lokale værdi for elektron frekvens. For disse to partikler gentages tilstandene i fase og antifase af elektroniske pulsationer cyklisk, og gentagelsesperioden er 1 / D f e. Dette betyder, at for programmer, der kontrollerer ladede partikler, bør ladningerne af vores to partikler i forhold til hinanden skiftevis vise sig at være af samme navn, så i modsætning til.
En sådan fremgangsmåde modsætter ved første øjekast begrebet det absolutte tegn på den elementære ladning, der er iboende i en bestemt partikel. Men denne modsigelse er åbenbar. En elektron i en hvilken som helst højde opfører sig derfor som ejeren af en elementær negativ ladning, fordi der for hvert tyngdekraftpotentiale ud over værdien af elektronfrekvensen er to nuværende modsatte faser af pulseringer ved denne frekvens programmeret, der indstiller to tegn på den elektriske ladning - og den aktuelle fase af pulseringer for elektronet svarer altid til en negativ ladning. I denne forstand er det negative tegn på elektronladningen absolut. Omskiftbarheden af ladningstegnene er af relativ karakter, den manifesterer sig i par frit ladede partikler, som er tilstrækkeligt fordelt i højden.
Før du forklarer, hvad "tilstrækkelig højdeafstand" betyder, skal du bemærke, at under betingelser med en lodret gradient af elektronfrekvens, selv med en ubetydelig højdeforskel, der adskiller to elektroner, er deres elektronfrekvenser forskellige, og faseforskellen i deres elektronpulsationer ændrer sig over tid. Hvis for et par af sådanne elektroner den samme navn-forskellighed af afgifter i forhold til hinanden kun ville finde sted på de øjeblikke, hvor den nøjagtige fase-antifase af deres elektroniske pulsationer blev udført, ville deres gensidige "frastødelsesattraktion" kun blive tilvejebragt på disse separate øjeblikke. Så med en højdeforskel på 1 cm, ville to elektroner "føle" hinanden i en kort periode med en periodicitet ifølge (2) på cirka 7 ms. Og dette observeres ikke i erfaringerne: de "føler" hinanden konstant.
Herfra konkluderer vi: der er truffet særlige forholdsregler for at sikre, at ladede partikler, som er i forskellige gravitationspotentialer og har forskellige elektroniske frekvenser, kontinuerligt viser deres ladninger i forhold til hinanden. Det er logisk at antage, at ladningernes samme navn-forskellighed ikke bestemmes for den nøjagtige fase-antifase af elektroniske pulsationer, men for korridorer i bredere fase. Ladninger anses for at være af samme navn, hvis faseforskellen for de tilsvarende kvantepulsationer ved elektronfrekvensen falder i intervallet 0 ± (p / 2) - og i modsætning til, hvis denne faseforskel falder i intervallet p ± (p / 2). Som et resultat af en sådan definition af ladninger med samme navn-forskellighed vil praktisk talt alle ladede partikler, der er placeret i forskellige højder, konstant dækkes af programstyringen,ansvarlig for elektromagnetiske fænomener.
Men som det ser ud til os, er driften af disse programmer radikalt forenklet ved at fjerne behovet for at udarbejde gensidige ændringer i tegnene på gebyrer adskilt af små højdeforskelle. Til dette organiseres tilstødende horisontale lag - med en tykkelse på cirka flere titalls meter - i disse manipuleringer af kvanteimpulsationer ved elektroniske frekvenser, hvor disse pulsationer til trods for en lille frekvensspredning forekommer kvasi-i-fase. I hvert af disse lag, som vi vil kalde kvasi-fase-lag, er den aktuelle fase af pulseringer i højden af lagets centrum referencen, og pulseringer, der forekommer over og under midten af dette lag, pulses i fase, så de forbliver i 0 ± (p / 2) med pulseringer i midten af laget - som vist skematisk i fig. 1. Sådanne fasemanipulationer krænker ikke den frekvensgradient, der tilvejebringer gravitation, men de indstiller en konstant ensartethed af ladningerne for alle frie elektroner, der er placeret i et kvasi-i-fase lag. På samme tid forekommer cykliske ændringer af samme navn-forskellighed af ladninger i frie elektroner kun for dem af dem, der er i forskellige lag af kvasi-i-fase - med en frekvens, der er lig med forskellen mellem elektroniske frekvenser i højderne i midten af disse lag.lige stor forskel mellem elektroniske frekvenser i højderne i midten af disse lag.lige stor forskel mellem elektroniske frekvenser i højderne i midten af disse lag.
Figur: 1
Hvis vores model er korrekt, skulle den overskydende pladsladning i atmosfæren, der er placeret inden for et lag af kvasi-fase, føre til cykliske kraftvirkninger "op og ned" på den gratis ladede partikel under den. Hvis arealet med overskydende ladning dækker flere lag med kvasi-infase, skal ladningerne for hvert lag føre til en effekt på sin egen frekvens - og frekvensspektret af den samlede effekt bør følgelig være bredere. Derefter skal statiske rumopladninger i atmosfæren - udelukkende ved deres tilstedeværelse - generere bredbåndstøj i elektronisk udstyr, og desuden især effektivt i radiomodtagelsesudstyr. Så når den øvre grænse for overladningsområdet er 3 km over radiomodtageren, er den øverste frekvens af det støjbånd, der kunne genereres i modtageren,skal være omkring 40 MHz. Er der sådanne lyde i praksis?
Der opstår støj
Det er meget velkendt, at radiomodtagelse ved medium og især ved lange bølgelængder forstyrres ud over de såkaldte. fløjtende atmosfære og andre karakteristiske interferenser, som akustisk manifesterer sig som støj (rasling) og knitrende. Disse forstyrrelser øges kraftigt, når en lokal tordenvejr nærmer sig og svækkes, når den går tilbage, men det er tydeligt, at de ikke er forårsaget af lokale lynnedladninger. Faktisk, med en pulserende karakter, giver individuelle udladninger henholdsvis separate kortsigtede forstyrrelser - mens den pågældende støj er kendetegnet ved kontinuitet i tiden. En genial forklaring, der var inkluderet i næsten alle lærebøger, erklærer, at denne støj er resultatet af lynnedladninger, der forekommer over hele kloden på én gang - efter nogle skøn angår omkring 100 lyn jordens overflade hvert sekund. Men et latterligt spørgsmål forbliver åbent om, hvorfor interferens på grund af lyn, fjernt i store afstande, stiger kraftigt, når en lokal tordenvejr nærmer sig.
Radioamatørers rige oplevelse kan suppleres med aviators triste oplevelse. Instruktioner og ordrer regulerer besætningens handlinger, når luftfartøjet kommer ind i zonen for forøget atmosfærisk elektrificering - på grund af faren for skade på flyet ved udladning af statisk elektricitet. Udtrykket "skade på fly ved elektriske udladninger uden for tordenvejrsaktiviteter" er typisk her. Faktisk dannes i en betydelig procentdel af tilfælde, især i den kolde sæson, zoner med forøget atmosfærisk elektrificering i fravær af tordenskyer, og hvis pladsafgiftsregionerne ikke har udtalt grænser, giver de ikke ophav til lys på skærme på luftbårne og jordradarer. Derefter forudsiges ikke flyets hit i zonen for øget elektrificering af atmosfæren, men bestemmes faktisk af piloterne, hvis vigtigste tegn er udseendet af stærk radiointerferens,der igen vises som støj og knitrende i piloternes hovedtelefoner. Årsagen til denne støj og knitring er flyets stærke elektrificering, dvs. overskydende gebyr på det. Det kan antages, at afladning af statisk elektricitet fra flyet (corona) genererer støj og knitring i det anvendte radiofrekvensbånd. Men husk, at helt lignende lyde og knitre - i helt lignende betingelser med øget elektrificering af atmosfæren - også produceres af jordbaserede radiomodtagere, hvoraf det er upassende at tale om stærk elektrificering.at fuldstændig analoge lyde og knitring - under helt analoge forhold med øget elektrificering af atmosfæren - også gives af jordbaserede radiomodtagere, hvoraf det er upassende at tale om stærk elektrificering.at fuldstændig analoge lyde og knitring - under helt analoge forhold med øget elektrificering af atmosfæren - også gives af jordbaserede radiomodtagere, hvoraf det er upassende at tale om stærk elektrificering.
Når vi sammenligner erfaringerne fra radioamatører og aviators, konkluderer vi, at den væsentligste årsag til ovennævnte støj i både jordbund og udstyr om bord faktisk er den samme, og at denne grund er ukendt for videnskaben, og at den hverken er forbundet med lynnedladninger i hele kloden eller med elektrificering af flyet. Vi forbinder denne grund med lokale volumetriske ladninger i atmosfæren, hvis blotte tilstedeværelse er tilstrækkelig til vekslende kraftvirkninger på frit ladede partikler i henhold til den ovenfor beskrevne mekanisme.
Om strømmen af elektroner langs en lang lodret leder
Hvis ovennævnte model er korrekt for frekvensfaseadfærden ved kvantepulsationer for frie elektroner fordelt langs højden, mister de traditionelle begreber om potentialeforskellen - for elektriske fænomener, der involverer store forskelle i højden - deres betydning. Lad for eksempel en lodret leder strække sig gennem flere lag kvasi-i-fase. Derefter giver det ingen mening at sige, at der anvendes en konstant potentialeforskel i dens ender. Faktisk, hvilken slags konstant potentialeforskel kan vi tale om, hvis tegnene på elektronladningerne i lederens øvre og nedre ender viser sig at have samme navn, i modsætning til - med en frekvens på, siger, 1 MHz? I dette tilfælde er det korrekt at tale ganske enkelt om koncentrationen af en overskydende mængde elektroner i en af lederens ender - dvs. bruge det konceptuelle apparat,som logikken i programmerne bygger på, hvilket eliminerer den nævnte inhomogenitet i ladningsfordelingen, idet overskydende elektroner flyttes langs lederen.
Men selv når du bruger den rigtige terminologi, kræves en forklaring: hvordan for eksempel fungerer kraftledninger mellem punkter med store højdeforskelle - dvs. ligesom en strøm af elektroner (især en konstant) flyder gennem en leder, i de tilstødende sektioner, hvoraf elektronernes ladninger ikke altid har samme navn, men skifter mellem tilstande med samme navn og forskellighed ved en radiofrekvens.
Lad os overveje tilfældet med en sådan længde af en lodret leder, hvor tyngdekraften g kan betragtes som konstant. Som det kan antages, er tykkelserne af de involverede kvasi-fase-lag de samme, og derfor er forskellene df e mellem frekvenserne af referencepulsationerne i de tilstødende lag de samme. Med lige p-bredder af fasekorridorerne, der giver identifikation af samme navn eller forskel på ladninger (se ovenfor), vil to tilstande erstatte hinanden i lederen med en periodicitet på 1 / df e. Halvperioden vil nemlig vare gennem det samme navn på elektronladningerne i alle lag, og de andre halvperiodesignaler for elektronladningerne vil skifte fra lag til lag - mens ethvert lag kan tages som reference.
Vi er interesseret i spørgsmålet: hvis der siges et konstant overskud af elektroner ved den øverste ende af vores leder, hvad vil der være arten af den resulterende strøm af elektroner i lederen? Ved tidsintervaller med ladningernes ende-til-ende-identitet er det åbenlyst, at elektroner vil bevæge sig nedad langs hele lederen. Med tidsintervaller med skiftvise-skiftende tegn på elektronladninger, vil situationen være mere kompliceret. I lag, hvor ladningerne af elektroner har samme navn med den overskydende ladning øverst, vil elektroner bevæge sig nedad, og i lag, hvor de vil være modsat, vil de bevæge sig opad. Bemærk, at strømmen af "negative" elektroner nedad og strømmen for "positive" elektroner opad er ækvivalente. Og enhver detektor vil detektere i vores problem den samme jævnstrøm hvor som helst i lederen - hvis vi forsømmer kondens og sjældenhed af frie elektroner,som opnås ved lagene i krydsene for hvert tidsinterval med lag-for-lag skiftende ladningstegn. Og disse kondens-sjældenheder vil faktisk være ubetydelige, da hastigheden for fremføring af elektroner i ledere, selv med stærke strømme, kun er et par centimeter i sekundet.
Således påvirker forskellen i tegnene på ladningerne af elektroner, som vores model taler om, praktisk talt ikke processen med bevægelse af overskydende elektroner langs en lang lodret leder. Men lynet strejker gennem luften, som under normale forhold ikke er en leder. For at et lynnedslag kan blive muligt, skal en ledningskanal dannes i luften, dvs. kanal med en tilstrækkelig høj grad af ionisering.
Hvordan skabes betingelser for højfrekvent nedbrydning af luft under et tordenvejr
I den nederste del af tordenvejrskyen, hvorfra dannelsen af en ledningskanal til et lynnedslag begynder, koncentreres en overskydende ladning - som regel negativ. Den lodrette længde på koncentrationsområdet for denne ladning kan være 2-3 km.
Det ser ud til, at denne kraftige koncentration af ladning skulle forårsage en elektrisk drift af gratis ladede partikler til stede i små mængder i den uigennemtrængelige luft mellem skyen og jorden. Statisk kraftvirkning på frie elektroner ville være mere effektiv end på ioner - i sammenligning med hvilke elektroner har mindre inertness og højere mobilitet. Men i litteraturen om atmosfærisk elektricitet fandt vi ikke nogen omtale af drift af atmosfæriske elektroner under et tordenvejr til jorden - og dette drift kunne ikke gå upåagtet hen. Og ingen af forfatterne stillede spørgsmålet: hvorfor er der ingen sådan drift?
Vores model forklarer let dette paradoks ved det faktum, at den kraftige koncentration af ladningen i atmosfæren ikke fører til en statisk krafteffekt på de frit ladede partikler nedenunder, men til et vekslende tegn - desuden i et bredt frekvensbånd bestemt af lodret udstrækning af ladningskoncentrationen. Med en sådan påvirkning er der i den resulterende bevægelse af atmosfæriske elektroner ingen komponent svarende til jævnstrøm - som i en leder med en overskydende ladning i den ene ende - disse elektroner oplever kun en højfrekvent "ujævnhed".
Men denne "ujævnhed" af atmosfæriske elektroner sikrer efter vores mening dannelsen af en ledningskanal til et lynnedslag. Hvis den kinetiske energi fra frie elektroner som et resultat af højfrekvenseksponering er tilstrækkelig til påvirkningionisering af luftatomer, sker der en elektrodeløs højfrekvensfordeling. Det er velkendt, at HF-nedbrydning sker ved langt lavere feltstyrker end lavine-nedbrydning, idet alt andet er lige. Dette forklarer mysteriet om dannelsen af en ledningskanal til et lynnedslag ved spændinger, der langt fra er tilstrækkelige til en lavinenedbrud.
Det er relevant at tilføje, at N. Tesla chokeret sine samtidige med skue af lange udladninger i luften, forårsaget af ham kunstigt - han blev endda kaldt "lynets herre." Det er kendt, at Teslas hemmelighed ikke kun bestod i brugen af meget høje spændinger, men også i vekslingen af disse spændinger ved frekvenser på titalls kHz og højere. Således var typen af luftnedbrydning i Teslas lyn uden tvivl højfrekvens.
Men lad os vende tilbage til HF-nedbrydning af luft, der danner ledningskanalen for et sky til jord lynnedslag. Det er tydeligt, at med den samme densitet af frie elektroner i hele højden mellem skyen og jorden, vil HF-nedbrydningen først og fremmest forekomme, hvor elektronerne på grund af HF-handlingen har den maksimale kinetiske energi. Mellem skyen og jorden viser det sig, at atmosfæriske elektroners energi er maksimal i området umiddelbart ved siden af "bunden" af skyen: for det første er der den maksimale intensitet for HF-eksponering, og for det andet er lufttætheden minimal der, hvilket favoriserer accelerationen af elektroner. Det er derfor, i vores tilfælde, HF-sammenbruddet starter fra under bunden af tordenvejr. Men det spirer ikke på én gang til hele højden mellem skyen og jorden - det spirer kun længden af et trin ved “trinlederen”.
Hvad bestemmer længden af ledertrinet
Så ledningskanalen for en sky til jord lynnedslag begynder at vokse fra området støder op til”bunden” af tordenvejr. Det ser ud til, at HF-nedbrydningen, der udvikler sig fra skyen til jorden, kunne vokse ledningskanalen på én gang for hele den længde, som intensiteten af HF-eksponeringen tillader - denne intensitet ville være tilstrækkelig til at sikre den krævede grad af luftionisering. Men denne tilgang tager ikke højde for de specifikke betingelser, der findes ved grænserne af de kvasi-fase-lag.
Faktisk, lad os overveje et frit elektron, der på det accelererende trin af RF-handlingen krydser grænsen mellem tilstødende kvasi-fase fase. Hvis der i disse tilstødende lag i det øjeblik, hvor vi krydser grænsen, er det samme navn på ladningerne af elektroner, vil der ikke ske noget særligt med vores elektron - det accelererende trin for RF-påvirkningen vil fortsætte. Men hvis overgangen til grænsen falder på forskellen i ladningerne af elektroner i tilstødende lag, vil resultatet af en sådan overgang af grænsen være en øjeblikkelig faseinversion af HF-effekten: det accelererende trin erstattes af en decelererende. I dette tilfælde vil elektronet ikke være i stand til at opfatte HF-effekten fuldt ud, i modsætning til de elektroner, der svinger inden for et kvasi-i-fase lag eller krydser grænsen mellem dem, når elektronladningerne i dem har samme navn.
Det følger heraf, at ved grænserne mellem tilstødende kvasi-i-fase lag er der grænselag, hvor nogle af de frie elektroner har kinetiske energier, der er meget lavere end tilvejebragt ved RF-handlingen for de resterende elektroner. Da den elektroniske reducerede kinetiske energi også betyder dets reducerede evne til at ionisere luft, reduceres ioniseringseffektiviteten i grænselagene - cirka med halvdelen. Derfor er der en stor sandsynlighed for, at HF-nedbrydningen, når den har nået området med en reduceret ioniseringseffektivitet i grænselaget, ikke vil være i stand til at passere gennem dette område, og udviklingen af HF-nedbrydningen vil stoppe der.
Derefter skulle trinene for det overvældende flertal af trinledere begynde og slutte ved grænselagene mellem lagene af kvasi-fase. Og med den gennemsnitlige længde på ledertrinet, kan man bedømme tykkelsen af de kvasi-i-fase lag - under hensyntagen til, at hvis et trin falder på et kvasi-i-fase lag, så skulle trinlængden øges, når trinet afviger fra den lodrette retning. Desværre fandt vi ingen data i litteraturen, der ville give os mulighed for at bekræfte eller tilbagevise afhandlingen om stigningen i længden af ledertrinnet, når det afviger fra lodret. Der er dog indikationer på, at næsten horisontale lineære lyner dannes mere frit - uden disse stive begrænsninger på længderne af ledertrinnene, som er på plads til "sky-til-jord" -nedslag. I betragtning af at længden af "sky-til-jord" lynet gennemsnitligt er 2-3 km, "er lynets længde,hvad der skete mellem skyerne, nåede 15-20 km og endnu mere.
Hvis vores ræsonnement er korrekt, skal tykkelsen af de kvasi-fase-lag være lidt mindre end den gennemsnitlige længde på ledertrinet. Forskellige forfattere giver lidt forskellige værdier for den gennemsnitlige trinlængde - som en omtrentlig værdi kalder vi tallet 40 m. Hvis dette tal ikke er langt fra sandheden, tager vi ikke meget fejl, hvis vi kalder værdien 30 m som en omtrentlig værdi for tykkelsen af de kvasi-i-fase lag.
Hvad sker der i pauserne mellem opbygningen af ledningskanalen
Erfaringen viser, at der efter den næste opbygning af ledningskanalen med længden af et trin af lederen - hvilket tager ca. 1 ms - er der en pause, før den næste fase opbygges; disse pauser varer cirka 50 ms. Hvad sker der under disse pauser?
Svaret antyder sig selv: under disse pauser bevæger frie elektroner sig fra skyen langs hele den dannede ledningskanal med udfyldning af et nyt vokset afsnit helt til dets ende, så koncentrationen af overskydende elektroner i denne ende er tilstrækkelig til nedbrydning af grænselaget mellem tilstødende lag af kvasi-fase. Vi finder bekræftelse af afhandlingen om fremskridt af elektroner langs ledningskanalen i pauserne mellem opbygningen af ledertrapperne i Schonland, som skriver om sammenfaldet mellem trinlederens hastighed og drivhastigheden for frie elektroner - i betragtning af lufttætheden og det elektriske feltstyrke. Her taler Shonland om gennemsnitshastigheden for en trappet leder, men denne leder går videre med korte kast og overvældende resten af tiden, han”hviler”. Og hvis den resulterende gennemsnitlige hastighed for trinlederen er lig med hastigheden for elektronfremføring, betyder dette, at elektroner bevæger sig langs de nye voksende sektioner af ledningskanalen netop under de følgende pauser - når alt kommer til alt, med deres drivhastighed, ville de simpelthen ikke have tid til at gå videre langs den nye sektion under dens dannelse.
Og faktisk udgør HF-opdelingen et nyt afsnit af ledningskanalen kun gennem en stigning i graden af luftionering i den - antallet af frie elektroner og positive ioner stiger, men forbliver lig med hinanden. Derfor er der til at begynde med ingen overskydende ladning i den nye sektion af ledningskanalen - og det tager tid for dets indstrømning. Derfor er vores mening, at Frenkel-modellen til feltforstærkning på spidsen af det voksende sammenbrud ikke fungerer. Til en sådan forbedring af marken kræves en overskydende ladning ved spidsen. Men vi ser, at opbygningen af ledningskanalen sker i mangel af overskydende ladning ved spidsen af det voksende sammenbrud - disse overskydende ladninger strømmer ind med en betydelig forsinkelse.
Lad os understrege, at det er modellen for bevægelse af elektroner fra skyen langs ledningskanalen under pauser mellem successive opbygninger af denne kanal, der giver det enkleste og logiske svar på spørgsmålet om, hvordan en høj grad af ionisering opretholdes i kanalen under disse pauser - når mekanismen, der gav den hurtige sammenbrud, kan ikke længere klare tabet af ioner som følge af rekombination og diffusion. Efter vores mening er det fremskridt med overskydende elektroner, der skaber yderligere ioner gennem påvirkningionisering og således bidrager til at opretholde ledningstilstanden i kanalen.
Vi tilføjer, at bevægelsen af frie elektroner i pauserne mellem ledningskanalens opbygning ikke kun sker langs den kanal, der når jorden, og gennem hvilken hovedstrømstødet vil forekomme, men også langs alle de forgrenede blindgangskanaler. Dette fremgår visuelt af den fuldstændige lighed i væksten i mange kanaler på én gang - når det endnu ikke er klart, hvilken af dem der vil være kanalen for det største strømstød.
Hovedstrømchok
Når ledningskanalen mellem tordenvejr og jorden er fuldt dannet, opstår hovedstrømchok (eller flere strømstød) langs det. Nogle gange i litteraturen kaldes det største strømstød yderst uden succes et tilbagestrømschok eller bagudladning. Disse udtryk er vildledende og giver indtryk af, at elektroner i en omvendt udladning bevæger sig i den modsatte retning som den, hvor ledningskanalen voksede, og hvor de bevægede sig, efterhånden som den voksede. Faktisk i en "omvendt udladning" bevæger elektroner sig i en "fremad" retning og bevæger sig ud af skyen - dvs. fra området med deres overdreven koncentration - på jorden. "Omvendt" af denne udflod manifesterer sig udelukkende gennem dens observerede dynamik. Faktum er, at umiddelbart efter dannelsen af en ledningskanal mellem skyen og jorden,fyldt med overskydende elektroner, udvikler hovedstrømstødet på en sådan måde, at først og fremmest elektroner begynder at bevæge sig i kanalsektionerne tættest på jorden, derefter - i højere sektioner osv. I dette tilfælde bevæger kanten af zonen for intens luminescens, der genereres af disse kraftige bevægelser af elektroner, fra bund til top - hvilket giver andre forfattere en grund til at tale om "omvendt udladning".
Gløden under det nuværende aktuelle chok har interessante funktioner.”Så snart lederen når jorden, opstår øjeblikkeligt hovedafladningen og spreder sig fra jorden til skyen. Hovedafladningen er meget mere intens i luminescens, og det er blevet observeret, at når hovedafladningen bevæger sig opad, falder denne luminescens, især når den passerer gennem forgreningspunkterne. En stigning i glød blev aldrig observeret, da udledningen bevægede sig opad. Vi forklarer disse træk ved det faktum, at elektronstrømmen i hovedledningskanalen, der strækker sig fra skyen til jorden, i de indledende stadier af hovedstrømchoket, fødes af elektronstrømmene fra blindgyder - ligesom en flod bliver fodret med vandløb, der strømmer ind i den. Disse strømme, der fodrer det aktuelle stød i hovedkanalen, er virkelig "omvendt":elektronerne vender derefter tilbage fra blindgyderne til hovedkanalen.
Videooptagelser af en sky-til-jord lynnedslag i langsom bevægelse er frit tilgængelige på Internettet. De viser med en svag forplantningsglød tydeligt dynamikken i fremme af elektroner langs de voksende ledningskanaler - med rigelig forgrening. Endelig forekommer en klar lysende udladning langs hovedkanalen, først ledsaget af en glød i sidegrenene - som dør meget hurtigere ud end glødet i hovedkanalen, da elektroner fra skyen nu ikke kommer ind i sidegrenene, men bevæger sig langs hovedkanalen i jorden.
Konklusion
Vi hævder ikke, at vi fuldt ud dækker de fænomener, der opstår, når lynet strejker. Vi har kun overvejet tilfældet med en typisk sky-til-jorden lineær lyn. Men for første gang har vi givet en systemisk forklaring af sådan lynets fysik. Vi har løst gåten om selve muligheden for lyn ved elektriske feltstyrker, der langt fra er tilstrækkelige til en lavinenedbrydning af luft - trods alt viser det sig, at sammenbruddet her ikke er snøskred, men højfrekvens. Vi har navngivet årsagen til denne RF-sammenbrud. Og vi forklarede, hvorfor denne opdeling spirer i successive segmenter med betydelige pauser imellem.
Alle disse forklaringer viste sig at være direkte konsekvenser af vores ideer om arten af elektricitet og om organiseringen af gravitation - dog med nogle klarere antagelser. Den vigtigste rolle blev spillet af ideen om organiseringen af gravitation, fordi lynet forekommer os som et tyngdekraftelektrisk fænomen. På markant vis viser fænomenet lyn mellem et tordenværk og jorden sig at være et vigtigt bevis på, at to grundlæggende begreber i den "digitale" fysiske verden på én gang, om essensen af elektricitet og tyngdekraft er korrekt, når alt kommer til alt finder lynet en rimelig forklaring på grundlag af at sy disse to begreber.
Vi tilføjer, at den ovennævnte fysik med lineær lyn mellem et tordenvejr og jorden kan tjene som udgangspunkt for at forklare arten af andre typer lyn. For eksempel kan regelmæssigheden af arrangementet af lag med specielle betingelser for luftionisering spille en nøglerolle i dannelsen af den såkaldte. lynlås med perler
Forfatter: A. A. Grishaev, uafhængig forsker