Úvod
Známý jev, linkový blesk mezi bouřkou a zemí, je považován za čistě elektrický charakter. Předpokládá se, že mechanismus pro vytvoření takového blesku je obecně stejný jako mechanismus pro vytvoření dlouhé jiskry, jmenovitě: lavinové zhroucení vzduchu při poruše elektrického pole.
Klíčení blesku se však zásadně liší od klíčení dlouhé jiskry. Zaprvé je vodivý kanál pro úder blesku vytvořen za podmínek, kdy je intenzita elektrického pole mnohem menší, než je požadovaná pro poruchu laviny. Za druhé, tento kanál není vytvořen najednou po celé délce mezi mrakem a zemí, ale prostřednictvím postupných nárůstu - s významnými přestávkami mezi nimi. V rámci tradičních přístupů obě tyto okolnosti dosud nenašly rozumná vysvětlení, a proto i to, jak je blesk v zásadě možné, zůstává záhadou.
V tomto článku se pokusíme tyto mezery zaplnit. Pokusíme se ukázat, že gravitace hraje důležitou roli při zajišťování možnosti elektrického výboje mezi bouřkou a zemí. Role gravitace zde samozřejmě není v gravitačním účinku na volné nabité částice, ale ve vlivu na fungování programů, které řídí chování těchto částic, tj. programy poskytující elektromagnetické jevy. Tento vliv gravitace je patrný, když je vertikální stupnice elektrického jevu poměrně velkolepá a blesky typu cloud-to-earth jsou právě takovým jevem. Volné nabité částice mezi bouřkou a zemí jsou řízeny podle standardního algoritmu: částice s nábojem stejného jména s nadměrným nábojem v dolní části oblaku jsou elektricky „odpuzovány“a částice s nábojem, který se liší od náboje,„Přitahováno“k němu. Díky gravitaci však tento standardní algoritmus funguje paradoxně. Přítomnost gravitace vede ke skutečnosti, že pro částice oddělené dostatečně velkým rozdílem ve výšce není stejné jméno nebo odlišnost nábojů vlastnost, která je časově konstantní. Frekvence, s níž se cyklicky mění znaménko náboje této částice vzhledem ke znaménku nadměrného náboje, závisí na výškovém rozdílu mezi nadměrným nábojem v cloudu a volně nabitou částicí. V souladu s tím každá taková částice zažívá střídavé vlivy síly - „na cloud - z cloudu“. To usnadňuje vytvoření vodivého kanálu pro úder blesku, protože typ elektrického rozpadu vzduchu není lavina, ale vysokofrekvenční (HF). Postupné vytváření vodivého kanálu (pohyb krokového vedoucího) také nachází přirozené vysvětlení.
Impotence tradičních přístupů
Až dosud neexistuje rozumné vysvětlení toho, jak k blesku dochází při existujících silách elektrického pole.
Frenkel poté, co ilustroval do očí bijící nedostatečnost intenzity elektrického pole pro lavinové zhroucení vzduchu mezi bouřkou a zemí, předložil hypotézu, že špičkou rostoucího zhroucení je zesilovač síly - kvůli silné nehomogenitě pole blízko špičky. Navzdory vnější věrohodnosti tohoto modelu má podle našeho názoru vážnou nevýhodu. Špička zvyšuje intenzitu pole, pokud je na ní špička. Jak však uvidíme níže, kanál s ionizovaným vzduchem se vytvoří za podmínek, kdy se náboje z cloudu ještě nepodařilo postoupit na konec tohoto kanálu a na tomto konci stále není žádný přebytečný náboj. Jak tento kanál roste, pokud amplifikace pole dosud nefunguje? A odkud pochází první část vodivého kanálu,první bod? Zde je to, co moderní autoři píšou o silách elektrického pole v bouřce: „Je jasné, že v okamžiku zahájení blesku by elektrické pole mělo být dostatečné ke zvýšení hustoty elektronů v důsledku nárazové ionizace. Ve vzduchu o normální hustotě to vyžaduje Ei"30 kV / cm; v nadmořské výšce 3 km (to je průměrná výška začátku blesku v Evropě) - přibližně 20 kV / cm. Tak silné elektrické pole nebylo nikdy změřeno v bouřce. Nejvyšší hodnoty byly zaznamenány během raketového sondování mraků (10 kV / cm) … a při letu oblakem speciálně vybaveného laboratorního letadla (12 kV / cm). V bezprostřední blízkosti bouřkového mraku, když letí kolem letadla v letadle, má být přibližně 3,5 kV / cm … Obrázky od 1,4 do 8 kV / cm byly získány v řadě měření podobných metodologii. " Pokud tato čísla nejsou příliš vysoká, stále nedosahují hodnoty potřebné pro rozpad laviny - a to i tam, kde začíná úder blesku. "I s megavoltovým napětím laboratorních generátorů proudy ve vzduchu stoupají jen do několika metrů." Napětí v desítkách megavoltů,provokující údery blesku jsou schopny zvětšit délku stuh, v nejlepším případě až na desítky metrů, ale ne až na kilometry, přes které blesk obvykle roste, “píšou autoři. Nabízejí úžasnou cestu ven z slepé uličky: „Jediná věc, které lze zabránit … rozpadu vzdušné plazmy ve slabém elektrickém poli je zvýšení teploty plynu v kanálu … na 5 000 až 6 000 K“- a poté podat fantastické zprávy o tom, jak by mohla teplota povrchu Slunce by bylo dosaženo a udržováno v kanálu formovacího vedení - až do hlavního proudu. V tomto případě autoři obcházejí otázku, jak by vzduch zářil při tak vysoké teplotě - konec konců není na kanálu tvarovacího vedení pozorována žádná intenzivní záře.na kterém blesk obvykle roste “- napište autoři. Nabízejí úžasnou cestu ven z slepé uličky: „Jedinou věcí, které lze zabránit … rozpadu vzdušné plazmy ve slabém elektrickém poli je zvýšení teploty plynu v kanálu … na 5 000 až 6 000 K“- a potom podat fantastické zprávy o tom, jak by mohla teplota povrchu Slunce by bylo dosaženo a udržováno v kanálu formovacího vedení - až do hlavního proudu. V tomto případě autoři obcházejí otázku, jak by vzduch zářil při tak vysoké teplotě - konec konců není na kanálu tvarovacího vedení pozorována žádná intenzivní záře.na kterém blesk obvykle roste “- napište autoři. Nabízejí úžasnou cestu ven z slepé uličky: „Jedinou věcí, které lze zabránit … rozpadu vzdušné plazmy ve slabém elektrickém poli je zvýšení teploty plynu v kanálu … na 5 000 až 6 000 K“- a potom podat fantastické zprávy o tom, jak by mohla teplota povrchu Slunce by bylo dosaženo a udržováno v kanálu formovacího vedení - až do hlavního proudu. V tomto případě autoři obcházejí otázku, jak by vzduch zářil při tak vysoké teplotě - konec konců není na kanálu tvarovacího vedení pozorována žádná intenzivní záře.to má zvýšit teplotu plynu v kanálu … na 5 000 - 6 000 K "- a poté jsou uvedena fantastická schémata na téma toho, jak by bylo možné dosáhnout a udržet teplotu povrchu Slunce ve vodivém kanálu - až do hlavního proudového šoku. V tomto případě autoři obcházejí otázku, jak by vzduch zářil při tak vysoké teplotě - konec konců není na kanálu tvarovacího vedení pozorována žádná intenzivní záře.to má zvýšit teplotu plynu v kanálu … na 5 000 - 6 000 K "- a poté jsou uvedena fantastická schémata na téma toho, jak by bylo možné dosáhnout a udržet teplotu povrchu Slunce ve vodivém kanálu - až do hlavního proudového šoku. V tomto případě autoři obcházejí otázku, jak by vzduch zářil při tak vysoké teplotě - konec konců není na kanálu tvarovacího vedení pozorována žádná intenzivní záře.
Propagační video:
Dodáváme, že došlo k dřívějším pokusům navrhnout mechanismus, který by hrál pomocnou roli při tvorbě vodivého kanálu a usnadnil rozpad laviny. Tverskoy tedy dává odkaz na Kaptsov, který vysvětluje Loebovu a Mickovu teorii. Podle této teorie jsou v čele rostoucího vodivého kanálu excitované ionty - excitační energie převyšují ionizační energie atomů. Tyto ionty emitují fotony s krátkou vlnovou délkou, které ionizují atomy - což přispívá k vytvoření vodivého kanálu. Aniž bychom popírali existenci tohoto mechanismu, poznamenáváme, že zde je opět kinetická energie elektronů utracena na excitaci iontů - což by jinak přímo vedlo k ionizaci atomů. Nepřímá ionizace prostřednictvím excitace iontů a emise fotonů s krátkou vlnovou délkou je méně účinná než přímá ionizace působením elektronů. Tato nepřímá ionizace tedy ne usnadňuje rozpad laviny, ale naopak ji komplikuje a dává energetické ztráty při tvorbě laviny - zejména pokud vezmeme v úvahu, že ionizující fotony, které nemají náboj, se musí rozptylovat ve všech směrech a vodivý kanál roste ve výhodném směru. Konečně je to pravda: „emitované ionty“nepomáhají tvoření dlouhých streamerů za laboratorních podmínek.
Nejenže je však růst samotného vodivého kanálu záhadou existujících sil elektrického pole - diskontinuita tohoto růstu se značnými přestávkami mezi následnými hromadami zůstává neméně tajemstvím. Schonland píše: „Délka pauzy mezi po sobě jdoucími kroky pro vedoucího kroku se mění překvapivě málo … V 90% z mnoha studovaných vůdců klesá v rozmezí 50 až 90 m sec. Je proto obtížné přijmout vysvětlení pauzy, která nezahrnuje základní mechanismus vypouštění plynu. Pauza tedy nemůže být spojena s jakoukoli vlastností náboje v cloudu, která napájí vůdce, protože by to mělo poskytnout široký rozptyl pauzy od záblesku k záblesku. Ze stejného důvodu by měla být jakákoli interpretace vyřazena.na základě kmitů v kanálu mezi oblakem a špičkou vůdce nebo na impulzech pohybujících se podél tohoto kanálu. Z těchto vysvětlení se prodlužuje doba pauzy, jak se délka kanálu zvyšuje, ale takové zvýšení není pozorováno “(náš překlad). Dosud však nebylo navrženo rozumné vysvětlení pauzy, založené na „mechanismu vypouštění plynu základní povahy“. Člověk píše: „Abychom úplně uvedli čtenáře do omylu, v literatuře o„ teorii “blesku jsou laboratorní údaje, z nichž mnohé jsou protichůdné, často extrapolovány, aby„ vysvětlily “jevy blesku. Obecný žalostný stav ilustrují různé teorie vůdce kroku … Ve většině literárních zdrojů o blesku slovaZ těchto vysvětlení se prodlužuje doba pauzy, jak se délka kanálu zvyšuje, ale takové zvýšení není pozorováno “(náš překlad). Dosud však nebylo navrženo rozumné vysvětlení pauzy, založené na „mechanismu vypouštění plynu základní povahy“. Člověk píše: „Abychom úplně uvedli čtenáře do omylu, v literatuře o„ teorii “blesku jsou laboratorní údaje, z nichž mnohé jsou protichůdné, často extrapolovány, aby„ vysvětlily “jevy blesku. Obecný žalostný stav ilustrují různé teorie vůdce kroku … Ve většině literárních zdrojů o blesku slovaNa základě těchto vysvětlení se prodlužuje doba trvání pauzy, jak se délka kanálu zvyšuje, ale takové zvýšení není pozorováno “(náš překlad) Dosud však nebylo navrženo rozumné vysvětlení pauzy, založené na „mechanismu vypouštění plynu základní povahy“. Člověk píše: „Abychom čtenáře úplně uvedli do omylu, v literatuře o„ teorii “blesku jsou laboratorní údaje, z nichž mnohé jsou protichůdné, často extrapolovány, aby„ vysvětlily “jevy blesku. Obecný žalostný stav ilustrují různé teorie vůdce kroku … Ve většině literárních zdrojů o blesku slova„Abychom čtenáře úplně uvedli do omylu, v literatuře o„ bleskové teorii “jsou laboratorní údaje, z nichž mnohé jsou protichůdné, často extrapolovány, aby„ vysvětlily “jevy blesku. Obecný žalostný stav ilustrují různé teorie vůdce kroku … Ve většině literárních zdrojů o blesku slova„Abychom čtenáře úplně uvedli do omylu, v literatuře o„ bleskové teorii “jsou laboratorní údaje, z nichž mnohé jsou protichůdné, často extrapolovány, aby„ vysvětlily “jevy blesku. Obecný žalostný stav ilustrují různé teorie vůdce kroku … Ve většině literárních zdrojů o blesku slovavysvětlení fyzického významu jevů nahrazuje pilot-vůdce a návazce. Ale vyjmenovat to neznamená vysvětlit. “Nakonec je zde ještě jedna citace: „Četné hypotézy o mechanismu vůdce kroku jsou tak nedokonalé, nepřesvědčivé a často prostě směšné, že o nich nebudeme diskutovat ani zde. Dnes nejsme připraveni nabídnout svůj vlastní mechanismus “.
Toto jsou zkrátka moderní pohledy vědy na fyziku blesku. Podívejme se nyní na alternativní přístup.
Jak gravitace narušuje elektromagnetické jevy
Dynamika volných nábojů je dobře studována v případech, kdy jsou nabité částice v přibližně stejném gravitačním potenciálu. Ale pokud jsou zúčastněné částice dostatečně rozptýleny po výšce, pak se povaha dynamiky volných nábojů ukáže být radikálně odlišná.
Podle konceptu „digitálního“fyzického světa není elementární elektrický náboj energetickou charakteristikou, je to jen známka pro částici, identifikátor programů poskytujících elektromagnetické jevy. Štítek náboje pro částici je fyzicky implementován docela jednoduše. Představuje kvantové pulzy na elektronové frekvenci f e, jejichž hodnota je určena de Broglieho vzorcem hf e = m e c 2, kde h je Planckova konstanta, m eje hmotnost elektronu, c je rychlost světla. Pozitivní nebo negativní znamení elementárního náboje je určeno fází kvantových pulzací na elektronové frekvenci: pulzy, které identifikují náboje jednoho znaménka, jsou ve fázi, ale jsou antifázou k pulzacím, které identifikují náboje jiného znaménka.
Je zřejmé, že pouze vlnky, které mají stejnou frekvenci, mohou být neustále přesně ve fázi nebo antifázi. Pokud se frekvence těchto dvou pulzací liší, pak se jejich fázový rozdíl mění s časem, takže stavy jejich fáze a antifázy se střídavě opakují na rozdílové frekvenci.
Nyní si připomeňme, že gravitace je podle našeho modelu uspořádána tak, že masy elementárních částic a odpovídající frekvence kvantových pulzací závisí na gravitačním potenciálu - zvyšují se, jak stoupají podél místní vertikální polohy. Pro prostor blízký Zemi je tedy vztah platný.
kde R je vzdálenost od středu Země, f ¥ je frekvence kvantových pulzací „v nekonečnu“, G je gravitační konstanta, M je hmotnost Země, c je rychlost světla.
Porovnáním kritéria pro identifikaci stejného jména rozdílnosti nábojů a závislosti elektronové frekvence na gravitačním potenciálu získáme paradoxní důsledky. Elektronové frekvence částic ve stejném gravitačním potenciálu jsou stejné, proto musí být opačné náboje umístěné ve stejné výšce vždy stejného jména a stejné náboje musí být stejného jména. Jiná situace by však měla nastat pro dvě částice oddělené výškovým rozdílem DH. Relativní rozdíl mezi jejich elektronickými kmitočty, jak vyplývá z bodu (1), je
kde g je místní zrychlení gravitace, f e = 1,24 × 10 20 Hz je místní hodnota elektronové frekvence. Pro tyto dvě částice se cyklicky opakují stavy fáze a antifázy elektronických pulzací a doba opakování je 1 / D f e. To znamená, že u programů, které řídí nabité částice, by se náboje našich dvou částic měly vůči sobě střídavě ukázat jako stejná jména, a pak na rozdíl od nich.
Takový přístup je na první pohled v rozporu s konceptem absolutního znamení elementárního náboje spojeného s konkrétní částicí. Tento rozpor je však zjevný. Elektron v jakékoli výšce se tedy chová jako majitel elementárního záporného náboje, protože pro každý gravitační potenciál jsou kromě hodnoty elektronové frekvence naprogramovány dvě protilehlé fáze pulzací na této frekvenci, nastavující dva znaky elektrického náboje - a aktuální fáze pulzací pro elektron vždy odpovídá zápornému náboji. V tomto smyslu je negativní známka náboje elektronů absolutní. Přepínatelnost značek náboje je relativní povahy, projevuje se ve dvojicích volně nabitých částic, které jsou dostatečně výškově rozmístěny.
Před vysvětlením toho, co znamená „dostatečné výškové rozestupy“, si uvědomujeme, že za podmínek vertikálního gradientu elektronové frekvence, i když se zanedbatelný výškový rozdíl odděluje dva elektrony, se jejich elektronové frekvence liší a fázový rozdíl jejich elektronových pulzací se mění s časem. Pokud by u dvojice takových elektronů došlo k rozdílnosti poplatků ve stejném jménu vůči sobě navzájem pouze ve chvílích přesné fázové antifázy jejich elektronických pulzací, pak by jejich vzájemná „přitažlivost k odpudivosti“byla poskytnuta pouze v těchto oddělených okamžicích času. Takže s výškovým rozdílem 1 cm by se dva elektrony „pocítily“po krátkou dobu s periodicitou podle (2) asi 7 ms. A to není ve zkušenosti pozorováno: navzájem se „cítí“neustále.
Z toho usuzujeme: byla učiněna zvláštní opatření, aby se zajistilo, že nabité částice, které mají různý gravitační potenciál a mají různé elektronické frekvence, neustále ukazují své náboje ve vztahu k sobě navzájem. Je logické předpokládat, že rozdílnost nábojů se stejným názvem není určena pro přesnou fázovou antifázi elektronických pulzací, ale pro širší fázové koridory. Konkrétně se náboje považují za stejné jméno, pokud fázový rozdíl odpovídajících kvantových pulzací na elektronové frekvenci spadá do intervalu 0 ± (p / 2) - a na rozdíl od toho, pokud tento fázový rozdíl spadá do intervalu p ± (p / 2). V důsledku takové definice nesouměrnosti nábojů se stejným názvem se prakticky všechny programované částice umístěné v různých výškách budou neustále řídit programem.zodpovědný za elektromagnetické jevy.
Ale jak se nám zdá, fungování těchto programů je radikálně zjednodušeno tím, že se eliminuje potřeba vypracovat vzájemné změny ve znakech poplatků oddělených malými rozdíly v nadmořské výšce. Za tímto účelem se pomocí softwarové manipulace s fázemi kvantových pulzací na elektronických kmitočtech uspořádají sousední horizontální vrstvy - s tloušťkou přibližně několika desítek metrů -, ve kterých se tyto pulzy vyskytují, navzdory malému frekvenčnímu rozpětí, kvazi-fázově. V každé z těchto vrstev, které budeme nazývat kvazifázové vrstvy, je aktuální fáze pulzací ve výšce středu vrstvy referenční a pulzy vznikající nad a pod středem této vrstvy jsou pulzovány ve fázi tak, že zůstávají v 0 ± (p / 2) s pulzacemi ve středu vrstvy - jak je schematicky znázorněno na obr. 1. Takové fázové manipulace nenarušují frekvenční gradient, který zajišťuje gravitaci, ale nastavují konstantní uniformitu nábojů pro všechny volné elektrony umístěné v jedné vrstvě kvazifázi. Současně dochází ke cyklickým změnám podobnosti stejného jména nábojů ve volných elektronech pouze u těch z nich, které jsou v různých vrstvách kvazi-fázově - s frekvencí rovnající se rozdílu elektronických frekvencí ve výškách uprostřed těchto vrstev.stejný rozdíl elektronických frekvencí ve výškách uprostřed těchto vrstev.stejný rozdíl elektronických frekvencí ve výškách uprostřed těchto vrstev.
Postava: 1
Pokud je náš model správný, pak by přebytečný prostorový náboj v atmosféře, umístěný v jedné vrstvě kvazifázi, měl vést k účinkům cyklické síly „nahoru a dolů“na volně nabitou částici pod ní. Pokud oblast přebytečného náboje pokrývá několik vrstev kvazifázi, pak by poplatky každé vrstvy měly vést k účinku na vlastní frekvenci - a frekvenční spektrum celkového účinku by proto mělo být širší. Pak by statické kosmické náboje v atmosféře - pouhou skutečností jejich přítomnosti - měly generovat širokopásmový šum v elektronických zařízeních, a zejména efektivně, v rádiových přijímacích zařízeních. Když je tedy horní hranice oblasti přebití 3 km nad rádiovým přijímačem, je horní frekvence pásma šumu, které by mohlo být generováno v přijímači,by měla být kolem 40 MHz. Existují v praxi takové zvuky?
K šumům dochází
Je velmi dobře známo, že kromě tzv. Rádiového příjmu na střední a zejména na dlouhých vlnových délkách dochází k rušení. pískající atmosféru a další charakteristické interference, které se akusticky projevují jako hluk (šustění) a praskání. Tyto rušení se prudce zvyšují s blížící se místní bouřkou a oslabují, jak ustupuje, ale je zřejmé, že nejsou způsobeny místními výboji blesku. Ve skutečnosti mají jednotlivé výboje pulzní charakter, což způsobuje jednotlivá krátkodobá rušení - zatímco daný šum je charakterizován kontinuitou v čase. Geniální vysvětlení, které bylo zahrnuto téměř ve všech učebnicích, prohlašuje, že tento hluk je výsledkem bleskových výbojů vyskytujících se po celém světě najednou - nakonec, podle některých odhadů, každou sekundu zasáhne zemský povrch asi 100 blesků. Zůstává však směšná otázka, proč se rušení způsobené bleskem, vzdálené na velké vzdálenosti, prudce zvyšuje, když se blíží místní bouřka.
Bohatou zkušenost radioamatérů může doplnit smutná zkušenost letců. Pokyny a příkazy upravují činnost posádky, když letadlo vstoupí do zóny zvýšené atmosférické elektrifikace - kvůli nebezpečí poškození letadla výbojem statické elektřiny. Typický je zde pojem „poškození letadla elektrickými výboji mimo zóny bouřkové činnosti“. Ve významném procentu případů, zejména v chladném období, se zóny se zvýšenou atmosférickou elektrifikací vytvářejí v nepřítomnosti bouřek, a pokud oblasti s vesmírným nábojem nemají výrazné hranice, nezpůsobí vzplanutí na obrazovkách leteckých a pozemních radarů. Potom zásah letadla v oblasti zvýšené elektrifikace atmosféry není předpovídán, ale je určován piloty, jejichž nejdůležitějším znakem je výskyt silného rádiového rušení,které se znovu objevují jako hluk a praskání ve sluchátkách pilotů. Důvodem tohoto hluku a praskání je silná elektrifikace letadla, tj. nadměrný poplatek za to. Lze předpokládat, že výboj statické elektřiny z letadla (korona) vytváří šum a praskání v používaném vysokofrekvenčním pásmu. Nezapomeňte však, že zcela podobné zvuky a praskání - ve zcela analogických podmínkách zvýšené elektrizace atmosféry - jsou dány také pozemními rádiovými přijímači, o nichž není vhodné hovořit o silné elektrizaci.že zcela analogické zvuky a praskání - za zcela analogických podmínek zvýšené elektrizace atmosféry - jsou také dány pozemními rádiovými přijímači, o nichž není vhodné hovořit o silné elektrizaci.že zcela analogické zvuky a praskání - za zcela analogických podmínek zvýšené elektrizace atmosféry - jsou také dány pozemními rádiovými přijímači, o nichž není vhodné hovořit o silné elektrizaci.
Porovnáním zkušeností radioamatérů a pilotů dochází k závěru, že hlavní příčina výše uvedených hluků jak v pozemních, tak na palubních zařízeních je ve skutečnosti stejná a že tento důvod není vědě znám, protože není spojen s žádnými výboji blesku na celou planetu, ani elektrifikací letadla. Tento důvod spojujeme s místními volumetrickými náboji v atmosféře, jejichž přítomnost sama o sobě postačuje k tomu, aby se vlivem měnících se sil na volné částice, podle výše popsaného mechanismu, projevily síly.
O proudu elektronů podél dlouhého svislého vodiče
Pokud je výše uvedený model správný pro frekvenční fázové chování kvantových pulzací pro volné elektrony rozložené po výšce, pak tradiční koncepce potenciálního rozdílu - pro elektrické jevy zahrnující velké rozdíly v nadmořské výšce - ztrácejí svůj význam. Například nechte svislý vodič protáhnout několik vrstev kvazi-fázově. Pak nemá smysl říkat, že na jeho konci je aplikován nějaký konstantní potenciál. Ve skutečnosti, o jakém konstantním rozdílu potenciálu můžeme mluvit, pokud se projevy nábojů elektronů na horním a dolním konci vodiče ukážou jako stejná jména, pak na rozdíl od - s frekvencí, řekněme 1 MHz? V tomto případě je správné mluvit jednoduše o koncentraci nadměrného množství elektronů na jednom z konců vodiče - tj. používat koncepční aparát,na kterém je postavena logika programů, které eliminují jmenovanou nehomogenitu v distribuci náboje a pohybují přebytečné elektrony podél vodiče.
Ale i při použití správné terminologie je nutné vysvětlení: jak například fungují elektrické vedení mezi body s velkými výškovými rozdíly - tj. jako proud elektronů (zejména konstantní) protéká dirigentem, v sousedních sekcích, kde náboje elektronů nejsou vždy stejného jména, ale přepínají mezi stavy stejného jména a odlišností při rádiové frekvenci.
Uvažujme případ takové délky svislého vodiče, u kterého lze zrychlení gravitace g považovat za konstantní. Potom, jak lze předpokládat, jsou tloušťky příslušných kvazifázových vrstev stejné, a proto rozdíly df e mezi kmitočty referenčních pulzací v sousedních vrstvách jsou stejné. Při stejných šířkách p fázových koridorů, které dávají identifikaci stejného nebo opačného náboje (viz výše), se dva stavy ve vodiči nahradí navzájem periodicitou 1 / df e. Konkrétně bude polovina periody trvat stejným názvem elektronových nábojů ve všech vrstvách a další poloviční periody elektronových nábojů se budou střídat z jedné vrstvy na druhou - zatímco kteroukoli z vrstev lze považovat za referenční.
Zajímá nás otázka: pokud je například na horním konci našeho vodiče udržován stálý nadbytek elektronů, jaká bude povaha výsledného proudu elektronů ve vodiči? V časových intervalech s end-to-end identitou nábojů je zřejmé, že elektrony se budou pohybovat dolů podél celého vodiče. V časových intervalech se střídavými známkami elektronových nábojů bude situace komplikovanější. Ve vrstvách, kde budou náboje elektronů stejného jména s nadměrným nábojem nahoře, se elektrony budou pohybovat dolů a ve vrstvách, kde budou opačné, budou se pohybovat nahoru. Všimněte si, že proud „negativních“elektronů směrem dolů a proud „pozitivních“elektronů směrem nahoru jsou ekvivalentní. A jakýkoli detektor v našem problému detekuje stejný stejnosměrný proud kdekoli ve vodiči - pokud zanedbáme kondenzaci a vzácnost volných elektronů,které budou získány na spojích vrstev pro každý časový interval se střídavými značkami náboje po vrstvě. A tyto kondenzace-vzácné frakce budou skutečně zanedbatelné, protože rychlost postupu elektronů ve vodičích, dokonce i při silných proudech, je jen několik centimetrů za sekundu.
Rozpor ve známkách nábojů elektronů, o nichž náš model mluví, tedy prakticky neovlivňuje proces pohybu nadměrných elektronů podél dlouhého svislého vodiče. Ale blesk zasáhne vzduch, který za normálních podmínek není dirigent. Aby bylo možné dosáhnout úderu blesku, musí být ve vzduchu vytvořen vodivý kanál, tj. kanál s dostatečně vysokým stupněm ionizace.
Jak se vytvářejí podmínky pro vysokofrekvenční poruchu vzduchu v bouřce
Ve spodní části bouřky, ze které začíná tvorba vodivého kanálu pro úder blesku, je přebytečný náboj koncentrován - zpravidla záporný. Vertikální délka oblasti koncentrace tohoto náboje může být 2-3 km.
Zdá se, že tato silná koncentrace náboje by měla způsobit elektrický drift volných nabitých částic přítomných v malých množstvích v neproniknutelném vzduchu mezi oblakem a zemí. Statické působení síly na volné elektrony by bylo účinnější než na ionty - ve srovnání s tím mají elektrony menší setrvačnost a vyšší mobilitu. Ale v literatuře o atmosférické elektřině jsme nenašli žádnou zmínku o úletu atmosférických elektronů pod bouřkou k zemi - a tento únos nemohl být bez povšimnutí. A žádný z autorů se neptal na otázku: Proč neexistuje žádný takový drift?
Náš model snadno vysvětluje tento paradox tím, že silná koncentrace náboje v atmosféře nevede k působení statické síly na volné nabité částice pod ním, ale ke střídavému znaménku - navíc v širokém frekvenčním pásmu určeném vertikální délkou koncentrace náboje. Při takovém dopadu ve výsledném pohybu atmosférických elektronů neexistuje žádná složka odpovídající stejnosměrnému proudu - jako ve vodiči s nadměrným nábojem na jednom konci - tyto elektrony zažívají pouze vysokofrekvenční „nárazovost“.
Ale tato „rvačka“atmosférických elektronů podle našeho názoru zajišťuje vytvoření vodivého kanálu pro úder blesku. Pokud kinetická energie volných elektronů v důsledku expozice vysokofrekvenčnímu záření postačuje pro nárazovou ionizaci atomů vzduchu, dojde k vysokofrekvenčnímu rozpadu bez elektrod. Je dobře známo, že k rozpadu vysokofrekvenčního záření dochází při mnohem nižších intenzitách pole než při rozpadu laviny, přičemž všechny ostatní věci jsou stejné. To vysvětluje tajemství vytvoření vodivého kanálu pro úder blesku při napětí, které zdaleka nestačí k selhání laviny.
Je vhodné dodat, že N. Tesla šokoval jeho současníky velkolepou podívanou na dlouhé výboje do vzduchu, které způsobil uměle - dokonce byl nazýván „pánem blesku“. Je známo, že Teslovo tajemství spočívalo nejen v použití velmi vysokých napětí, ale také ve střídání těchto napětí při frekvencích desítek kHz a vyšších. Typ rozpadu vzduchu v Teslově blesku byl tedy bezpochyby vysokofrekvenční.
Vraťme se však k vysokofrekvenčnímu rozpadu vzduchu, který tvoří vodivý kanál pro úder blesku ze země na zem. Je zřejmé, že při stejné hustotě volných elektronů v celé výšce mezi mrakem a zemí dojde ke zhroucení vysokofrekvenčního záření nejprve tam, kde v důsledku působení vysokofrekvenčního záření mají elektrony maximální kinetickou energii. Mezi oblakem a zemí se ukazuje, že energie atmosférických elektronů je maximální v oblasti bezprostředně sousedící s „dnem“oblaku: zaprvé je zde maximální intenzita expozice vysokofrekvenčnímu záření a za druhé je hustota vzduchu minimální, což zvýhodňuje zrychlení elektronů. Z tohoto důvodu začíná v našem případě zhroucení HF zespodu dna bouřky. Ale nepronikne najednou do celé výšky mezi mrakem a zemí - vylíčí pouze délku jednoho kroku u „vedoucího kroku“.
Co určuje délku vedoucího kroku
Kanalizační kanál pro úder blesku ze země na zem začíná tedy stoupat z oblasti přilehlé k „dnu“bouřky. Zdálo by se, že zhroucení vysokofrekvenčního záření vyvíjející se z oblaku na zem by mohlo narůstat vodivý kanál najednou po celou délku, kterou umožňuje intenzita expozice vysokofrekvenčnímu záření - tato intenzita by stačila k zajištění požadovaného stupně ionizace vzduchu. Tento přístup však nebere v úvahu specifické podmínky, které existují na hranici kvazifázových vrstev.
Uvažujme tedy volný elektron, který ve zrychlující fázi RF akce překračuje hranici mezi sousedními kvazifázovými vrstvami. Pokud v okamžiku překročení hranice v těchto sousedních vrstvách bude stejný název nábojů elektronů, pak se nášmu elektronu nestane nic zvláštního - urychlovací fáze dopadu vysokofrekvenčního záření bude pokračovat. Pokud ale přechod hranice klesne na rozdíl v poplatcích elektronů v sousedních vrstvách, bude výsledkem takového přechodu hranice okamžitá fázová inverze účinku HF: zrychlovací fáze bude nahrazena zpomalovací fází. V tomto případě elektron nebude schopen plně vnímat efekt vysokofrekvenčního záření, na rozdíl od elektronů, které oscilují v jedné kvazifázové vrstvě nebo překračují hranici mezi nimi, když náboje elektronů v nich mají stejný název.
Z toho vyplývá, že na hranicích mezi sousedními kvazi-fázovými vrstvami jsou hraniční vrstvy, ve kterých některé z volných elektronů mají kinetické energie, které jsou mnohem nižší než energie, kterou poskytuje RF akce pro zbývající elektrony. Protože snížená kinetická energie elektronu také znamená jeho sníženou schopnost ionizovat vzduch, v hraničních vrstvách je účinnost ionizace snížena - přibližně o polovinu. Proto existuje vysoká pravděpodobnost, že rozpad HF, který dosáhne oblasti se sníženou ionizační účinností v mezní vrstvě, nebude schopen projít touto oblastí a vývoj rozpadu HF se tam zastaví.
Kroky drtivé většiny vůdců kroku by pak měly začínat a končit na hraničních vrstvách mezi vrstvami kvazifázy. A podle průměrné délky vodícího kroku lze posoudit tloušťku kvazifázových vrstev - s přihlédnutím k tomu, že pokud jeden krok padá na jednu kvazifázovou vrstvu, pak by se měla délka kroku zvýšit, když se krok odchýlí od svislého směru. Bohužel jsme v literatuře nenašli žádná data, která by nám umožnila potvrdit nebo vyvrátit tezi o prodloužení délky kroku vedoucího, když se odchyluje od svislice. Existují však náznaky, že téměř horizontální lineární blesky se vytvářejí volněji - bez těchto přísných omezení délky vodicích stupňů, které jsou zavedeny pro blesky typu „cloud-to-ground“. Vzhledem k tomu, že délka blesku typu „mrak-země“je v průměru 2-3 km, „délka blesku,co se stalo mezi mraky, dosáhlo 15-20 km a ještě více.
Pokud je naše odůvodnění správné, měla by být tloušťka kvazifázových vrstev o něco menší než průměrná délka vodícího kroku. Různí autoři uvádějí pro průměrnou délku kroku mírně odlišné hodnoty - jako přibližnou hodnotu nazveme číslem 40 m. Pokud tento údaj není daleko od pravdy, nebudeme se příliš mýlit, pokud označíme hodnotu 30 m jako přibližnou hodnotu pro tloušťku kvazifázových vrstev.
Co se děje v přestávkách mezi vytvářením vodivého kanálu
Zkušenost ukazuje, že po příštím vybudování vodivého kanálu o délku jedné fáze vedoucího - což trvá asi 1 ms - je pauza před vybudováním další fáze; tyto pauzy trvají přibližně 50 ms. Co se stane během těchto přestávek?
Odpověď se navrhuje sama: během těchto pauzy se volné elektrony pohybují z cloudu podél celého vytvořeného vodivého kanálu, s plněním nové dospělé sekce až po její konec, takže na tomto konci je koncentrace přebytečných elektronů dostatečná pro rozložení mezní vrstvy mezi sousedními vrstvami kvazi-fázové fáze. Nalezneme potvrzení teze o postupu elektronů podél vodivého kanálu v pauze mezi nahromaděním vedoucích kroků ve Schonlandu, který píše o shodě rychlosti krokového vůdce s rychlostí driftu volných elektronů - vzhledem k hustotě vzduchu a síle elektrického pole. Zde Shonland hovoří o průměrné rychlosti stupňovitého vůdce, ale tento vůdce postupuje krátkými hody a drtivou většinu času „odpočívá“. A pokud se výsledná průměrná rychlost krokového vedoucího rovná rychlosti postupu elektronů, znamená to, že elektrony se pohybují podél nových nástavbových úseků vodivého kanálu přesně během následujících pauzy - koneckonců, s jejich driftovou rychlostí, jednoduše by neměli čas postoupit po nové sekci během jeho formování.
Vskutku, HF zhroucení tvoří novou sekci vodivého kanálu pouze zvýšením stupně ionizace vzduchu v něm - počet volných elektronů a pozitivních iontů se zvyšuje, ale zůstává si navzájem stejný. Zpočátku tedy v nové části vodivého kanálu nevzniká žádný přebytečný poplatek - a jeho přítoku trvá určitý čas. To je důvod, proč podle našeho názoru Frenkelův model zesílení pole na konci rostoucího členění nefunguje. Pro takové vylepšení pole je na špičce vyžadován nadměrný poplatek. Vidíme však, že k vybudování vodivého kanálu dochází při absenci nadměrného náboje na špičce rostoucí poruchy - tyto nadbytečné poplatky proudí se značným zpožděním.
Zdůrazňme, že je to model pohybu elektronů z cloudu podél vodivého kanálu během pauzy mezi postupnými budováními tohoto kanálu, který dává nejjednodušší a logickou odpověď na otázku, jak je v tomto pauze udržován vysoký stupeň ionizace - když mechanismus, který poskytoval rychlé zhroucení, již nemůže vyrovnat se ztrátou iontů v důsledku rekombinace a difúze. Podle našeho názoru je to pokrok nadbytečných elektronů, který vytváří další ionty pomocí nárazové ionizace, a tak přispívá k udržování stavu vedení v kanálu.
Dodáváme, že k pohybu volných elektronů v pauze mezi nárůstu vodivého kanálu dochází nejen podél kanálu, který dosáhne země a skrze který dojde k hlavnímu proudovému šoku, ale také podél všech rozvětvených slepých koncových kanálů. To je vizuálně doloženo úplnou podobností růstu mnoha kanálů najednou - když ještě není jasné, který z nich bude kanálem hlavního proudu šoku.
Hlavní proudový šok
Když je vodivý kanál mezi bouřkou a zemí zcela vytvořen, podél něj nastává hlavní proudový šok (nebo několik proudových šoků). V literatuře je někdy hlavní proudový šok extrémně neúspěšně nazýván šokem s reverzním proudem nebo s reverzním výbojem. Tyto termíny jsou zavádějící, což vyvolává dojem, že při zpětném výboji se elektrony pohybují v opačném směru, než ve kterém vodivý kanál rostl a ve kterém se pohybovali, jak rostl. Ve skutečnosti v „zpětném výboji“se elektrony pohybují „směrem vpřed“a pohybují se z cloudu - tj. z oblasti jejich nadměrné koncentrace - na zemi. „Reverse“tohoto výboje se projevuje výhradně prostřednictvím pozorované dynamiky. Faktem je, že ihned po vytvoření vodivého kanálu mezi cloudem a zemí,naplněný přebytečnými elektrony, hlavní proudový šok se vyvíjí tak, že se nejprve elektrony začnou pohybovat v sekcích kanálu nejblíže k zemi, pak - ve vyšších sekcích atd. Současně se okraje intenzivní záře, která je generována těmito silnými pohyby elektronů, pohybuje zdola nahoru - což dává ostatním autorům důvod mluvit o „zpětném výboji“.
Záře během hlavního proudu šok má zajímavé vlastnosti. "Jakmile vůdce dorazí na Zemi, okamžitě se objeví hlavní výboj, který se šíří ze Země do mraku." Hlavní výboj je mnohem intenzivnější v luminiscenci a bylo pozorováno, že jak se hlavní výboj pohybuje směrem vzhůru, tato luminiscence klesá, zejména když prochází body větvení. Zvýšení záře nebylo nikdy pozorováno, protože výboj se pohyboval vzhůru. Tyto rysy vysvětlujeme tím, že v počátečních fázích hlavního proudového šoku je elektronový proud v hlavním vodivém kanálu, táhnoucí se od oblaku k zemi, napájen elektronovými proudy z slepých větví - stejně jako řeka je přiváděna proudy, které do ní proudí. Tyto proudy, napájející proudový šok v hlavním kanálu, jsou skutečně „zpětné“:elektrony se pak vracejí z slepých větví do hlavního kanálu.
Videozáznamy bleskových útoků typu cloud-to-down jsou na internetu volně dostupné. Jasně ukazují slabou šířící se záři dynamiku postupu elektronů podél rostoucích vodivých kanálů - s hojným větvením. Konečně k jasnému světelnému výboji dochází podél hlavního kanálu, nejprve doprovázeného žárem v postranních větvích - který vymírá mnohem rychleji než záře v hlavním kanále, protože elektrony z cloudu nyní nevstupují do bočních větví, ale pohybují se podél hlavního kanálu do země.
Závěr
Netvrdíme, že jsme plně pokryli jevy, ke kterým dochází při zásahu blesku. Uvažovali jsme pouze o případu typického lineárního blesku typu mrak-země. Ale poprvé jsme podali systémové vysvětlení fyziky takového blesku. Vyřešili jsme hádanku samotné možnosti blesku při silném elektrickém poli, které zdaleka nestačí pro lavinové zhroucení vzduchu - nakonec se toto zhroucení ukáže jako vysokofrekvenční než lavinové. Pojmenovali jsme důvod tohoto rozpadu RF. A vysvětlili jsme, proč toto zhroucení klíčí v po sobě jdoucích segmentech a mezi nimi jsou značné pauzy.
Všechna tato vysvětlení se ukázala být přímým důsledkem našich představ o povaze elektřiny a organizaci gravitace - avšak s některými objasňujícími předpoklady. Klíčovou roli hrála myšlenka organizace gravitace, protože se nám blesk jeví jako gravitačně-elektrický jev. Překvapivě se ukazuje, že jev blesku mezi bouřkou a zemí je důležitým důkazem správnosti dvou základních konceptů „digitálního“fyzického světa najednou, o podstatách elektřiny a gravitace - konec konců blesk najde rozumné vysvětlení na základě prošití těchto dvou konceptů.
Dodáváme, že výše uvedená fyzika lineárního blesku mezi bouřkou a zemí může sloužit jako výchozí bod pro vysvětlení povahy jiných typů blesků. Například pravidelnost uspořádání vrstev se zvláštními podmínkami ionizace vzduchu může hrát klíčovou roli při vytváření tzv. korálkový zip.
Autor: A. A. Grishaev, nezávislý vědec