Friss topikok

  • mente: @Squall: Csak egy jó tanács. Ha már szó szerint átveszel valamit egy könyvből (John és Mary Gribbi... (2015.04.08. 22:04) Inverz négyzetes szabály
  • Squall: Igen, elírás történt, és köszönöm, hogy felhívtad rá a figyelmem. Javítva. (2011.05.09. 16:47) A fény útja
  • hoffmann: Számomra furcsa, hogy a gravitációval kapcsolatban valakinek ezek jutnak először az eszébe. Elmond... (2011.04.13. 22:30) Gravitáció
  • willem: Szia Squall! Nagyon érdekesek az írásaid, most olvasgatom őket, szerencsére meg is értettem eddig ... (2010.09.08. 17:51) Az elektromágneses kölcsönhatások természete
  • Dercsár: Ez tényleg jól szemlélteti a kvantumfizikusok helyzetét - a példában ők a Twilóiak. Azonban úgy vo... (2010.05.13. 23:53) A láthatatlan futball-labda

Fizika

Filozófia

Sprite-ok, Blue Jet-ek és Elfek

Squall 2008.01.03. 21:34

Amikor a villám lecsap, a statikus elektromosság hatalmas ívei hasítanak keresztül a légkörön, óráként 100 millió kilométeres sebességgel. Milliárdnyi volt szaggatja szét a levegőt. Az áram által keltett fényhullámot az égbolton átcikázó, ragyogó fényszalagként látjuk. A levegő csaknem 28 ezer fokra hevül föl benne. Robbanásszerű gyorsasággal tágul ki, ezért halljuk a fülsiketítő mennydörgést. Mindez szempillantásnál rövidebb idő alatt zajlik le, naponta akár 8 millió alkalommal is. A természet leggyakoribb, és legtöbbet megfigyelt jelenségei közé tartozik, mégis egyike a legkevésbé ismerteknek. Valószínűleg többet tudunk arról, hogy robban fel egy csillag a galaxis túloldalán, mint arról, hogyan megy végbe a villámlás néhány kilométerrel a fejünk fölött.

A villámok keletkezésének mikéntje évszázadok óta rejtve maradt a tudósok előtt, mégis úgy képzelik, hogy a felhő hatalmas generátorként működik. A felhőben apró vízcseppek emelkednek fölfelé, megfagynak, majd jég formájában visszahullnak. Útközben egymással súrlódva elektromos töltésű részecskéket adnak át egymásnak. A korábban semleges víz- és jégcseppek ekkor már negatív vagy pozitív töltésűek. A negatív szemcsék a felhő aljára süllyednek, a pozitívak pedig a tetejére emelkednek, így a kétféle töltés szétválik. Amikor ismét egyesülnek, lecsap a villám. Ez az elmélet. A valóság azonban még különösebb. A levegő nem jó vezető, vagyis az áram nem könnyen halad át rajta. Az áram átengedéséhez fel kell bontania a molekulaszerkezetét, amihez több millió voltra is szükség lehet. A kutatók régóta keresik az égen a hatalmas töltéseket, de eddig még nem sikerült rájuk bukkanni.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ahhoz, hogy rövid távolságon –levegőn keresztül- létrejöjjön az áram, akár 25 ezer voltra is szükség lehet. Egy villámkisülés azonban 200 km hosszú is lehet. Ekkora távolságon az áram viszont csak sok-ok millió volt hatására indulhat meg. Az ezt létrehozó roppant elektromos töltést a kutatóknak egyenlőre nem sikerült megtalálniuk. A viharok durvák, a villámlás pedig kiszámíthatatlan…

Egy távoli galaxisban felrobban egy csillag. Mikroszkopikus, elektromos töltéssel rendelkező részecskék milliárdjai szóródnak ki az űrbe. Ez az úgynevezett kozmikus sugárzás. Csaknem fénysebességgel száguld át sok millió kilométeren, míg több ezer fényév megtétele után eléri a Földet. Minden másodpercben kozmikus részecskék milliárdjai záporoznak bolygónkra láthatatlanul és hangtalanul. Ám a légkörbe jutó kozmikus sugárzás átmenetileg felbontja a levegő molekulaszerkezetét. Ez a röntgensugárzás, ami már mérhető elektromágneses hullámokat kelt. Amikor a kutatók alaposan elemezték a röntgenméréseket, a kiváltott villámoknál a képernyőn egy röntgenimpulzus rajzolódott ki, éppen a villámlás pillanatában. És ez nem volt véletlen. Minden alkalommal erős röntgenkitörést észleltek, ami éppen a villámlással egy időben érte el a műszereket.

Tehát akkor térjünk vissza a villámlás létrejöttének folyamatához. A villám –végső soron- annak a jele lehet, hogy valami megváltoztatja a levegő belső molekuláris szerkezetét. Talán a kozmikus sugárzás, amely ha felhőt ér, egy pillanatra erős áramot kelt. Ez elég lehet egy szikrához, de túl gyorsan lezajlik ahhoz, hogy mérni lehessen. A sugárzás száguld a Föld felé. A rendkívül gyors részecskék összeütköznek a levegő molekuláival, és felhasítják azokat. A másodperc egy töredékére a levegő elektromos vezetővé válik, és utat nyit az áramnak. Most már lecsaphat a villám. A csatornán negatív töltések halmaza indul lefelé a felhő aljáról, gyors, egyenként csupán 50 milliomod másodperces ugrásokkal haladva a föld felé. Amint közelednek, hatni kezdenek a lenti talaja. A földön vagy a rajta lévő tárgyakban lévő pozitív töltéseket pedig vonzani kezdik a fenti negatívok. Egy viharfelhő több tucat ilyen pozitív-negatív csatornát nyithat meg. A többségük nem ér össze. Amikor viszont megteszik, sok millió  voltos ív húz át a felhő és a talaj között. A villám nem csak lefelé, de fölfelé is halad. Amikor a villám lecsap, a felhőben megmaradt töltés még fel-le fut a csatornán. A vonal villódzni látszik. Egy villám tehát nem csak egyszer csap le. Mindez tehát naponta akár nyolcmilliószor, másodpercenként százszor is megtörténhet. Ha ez a gondolatmenet megállja a helyét, akkor az általunk látott villám kapcsolatban áll egy csillaggal, ami a galaxis másik végén robbant fel sok millió évvel ezelőtt.

Nem a születésük körülménye az egyetlen különös dolog, amely a villámcsapásokat kíséri. A felhők fölött még különösebb események zajlanak: másodpercekkel a villámlás után különös jelenségek tűnnek fel magasan a felhők fölött. A tudósok sprite-nak, vagyis tündérnek nevezték el őket, tünékeny, áttetsző megjelenésük miatt, és azért, ahogyan táncolni látszanak az éjszakai viharfelhők felett. A sprite-ok egy töredékmásodperccel a villámlás után jelennek meg, de csak a legerősebb villámok fölött. Általában lettesével-hármasával jelennek meg, és tízezred másodpercnél is rövidebb ideig tartanak. Azt is megfigyelték, hogy 40-100 kilométerrel a föld felett, leginkább a középső légkörben fordulnak elő, átmérőjük pedig az 50 km-t is meghaladhatja.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2001-ben Puerto Ricoban egy kék fénynyaláb lövellt ki egy viharfelhő tetejéről, és szökellt fel 65 km-es magasságba az ég felé. Ám a megfigyelések elemzése azt mutatta, hogy nem sprite volt. Inkább fölfelé haladt mint lefelé, és  felhőből, nem pedig a középső légkörből indult ki. Ez a blue jet. A mai napig nem derült ki, hogy mi hozza létre. És a sornak még nincs vége. Következett egy még ritkább villámformáció: az elfek. A villámlás hatására vízszintes fényudvar jön létre, mint egy 100 kilométerrel a föld felett, és terjed nagy sebességgel akár 400 km szélesre.

1962. július 9-én egy másfél megatonnás nukleáris töltetet robbantottak föl 400 kilométerrel a Csendes-óceán felett. A robbanás a természetes sugárzás Van Allen-öveknek nevezett tartományában történt. Az övek láthatatlan abroncsként veszik körül a Földet, és tele vannak halálos, radioaktív részecskékkel, melyek az űrhajósokra és a műholdakra is veszélyt jelentenek. Az öv azért is veszélyes, mert a gyorsan mozgó részecskék áthaladnak a bőrön, az izmokon, és más testszöveteken, valamint az űrjárműveken is. Tönkreteszik a finom áramköröket, és végül működésképtelenné teszik a műholdat. Az övek közötti, sokkal gyengébben sugárzó sávot biztonsági zónának is nevezik.

162-ben a Starfish Prime robbanófeje hatalmas dózis radioaktivitást zúdított egyenesen a biztonsági zónába. A sugárzás szintje felszökött, a műholdak működése leállt. Ám alg néhány héttel később a zóna ismét sugárzásmentes volt. De mi állította helyre, és miért van ott egyáltalán az a rés? A NASA kutatói gyorsan megtalálták a kérdésre a választ. Már tudták, hogy a Nap heves viharai radioaktív részecskéket szórnak az űrbe. Ha ezek a megfelelő irányba haladnak, akkor a biztonsági zónát is betöltik, de aztán mint egy varázsütésre, eltűnnek onnan. Mindez azonban nem egyszerre történik. Bármi tisztítja is meg a zónát, úgy tűnik, hogy a nappali oldalon erősebb, mint az éjszakain, és nyáron is erősebb, mint télen. Jim Green kutató észrevette, hogy a villámok éppen olyan jellemzőkkel bírnak, mint a biztonsági zóna tisztulása. Gyakraan fordulnak elő szárazföld-, mint víz felett, gyakoribbak nappal, mint télen és nyáron, mint télen. De hogyan lehet hatással a földi villám  a 6500 kilométerrel följebb húzódó zónára? A megoldás a rádióhullámokkal van kapcsolatban. Kevesebb, mint egy másodperccel azután, hogy a villám lecsap a földön, az általuk keltett rádióhullámok elérik a sugárzási öveket. Itt kölcsönhatásba lépnek a sugárzást alkotó, elektromosan töltött részecskékkel, és kiszorítják őket a biztonsági zónából. A sugárzás eltűnik, és a zóna biztonsága helyreáll. Ezért legyünk hát hálásak a villámoknak, ugyanis ha a műholdak nem tudnák rendeltetési feladatukat megfelelően ellátni, akkor életünk számos, megszokott elemének is egy csapásra vége lenne (távközlés, navigációs rendszerek, mobiltelefonok, műholdas televízió). Ha holnaptól megszűnne a villámlás, akkor életünk drámai módon megváltozna…

Címkék: természettudomány

4 komment

A bejegyzés trackback címe:

http://squall.blog.hu/api/trackback/id/tr72283801

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

Dóri 2008.11.17. 12:47:01

szia! csak annyit tennék hozzá, hogy nem ELFek, hanem ELVE-ek. az ELF az mást jelent, és könnyen össze lehet vele téveszteni. ebben a témában fontosak az ELF-ek is. de az más. üdv

Squall 2008.11.18. 14:03:19

Köszönöm a helyreigazítást:) Egyébként mi a különbség?

betoro 2009.05.03. 20:26:24

Villámlás keletkezése.
Ez igaz ,hogy a felhőben keletkezik.
A teret kitöltő részecskék össze csapódása.Mivel a teret (felhő)víz gőz helyettesíti a kicsapódást követő tér összeomlása 10a6-on nagyság rendben a téret ki töltő részecskék már ilyen nagy gyorsulási energiától felizzik.
Mivel a vízgőz kicsapódik részleges vákuumot hagy maga után.Részecskék gyorsulásának nincs mi ellent ályon,legalábbis a részleges vákuum nagyságától függ.Ugyanis ha közelünkben csap le a villám a követő hatalmas dörrenés a tér részecskéinek összecsapódásából plazma keletkezik mintegy 28000 celziusz fok szétlöki a Föld közép pontjára zsugorodó részecskéket,de ugyan akkor össze is tartja míg a Földet elnem éri.
A Földben szét oszlik.