क्या सेंट एल्मो की आग का कारण बनता है

क्या सेंट एल्मो की आग का कारण बनता है

उन लोगों के लिए परिचित नहीं, "सेंट एल्मो फायर "चमक के लिए एक नाम है जो एक तूफान के दौरान धातु की वस्तुओं के शीर्ष के चारों ओर नीली / बैंगनी आग की तरह दिखता है।

यह घटना अपने नाम को इतालवी संत "संत" एर्मो "या" सेंट "पर वापस देख सकती है इरास्मस "लगभग 300 एडी, प्रारंभिक भूमध्य नाविकों के संरक्षक संत। यह चमक एक आंधी के विलुप्त होने के चरणों के दौरान जहाजों के मस्तों के शीर्ष पर दिखाई देने लगा। सामान्य अंधविश्वास यह हुआ कि यदि सेंट एल्मो दिखाई देता है, तो यह एक अच्छा ओमेन था और नाविक की प्रार्थनाओं का जवाब था, क्योंकि हिंसक समुद्र मरने लगेंगे और सतह की हवाएं शांत हो जाएंगी। क्या उसे (आग की चमक) अच्छे मौसम के समय दिखाई देनी चाहिए, यह कहा गया था कि सेंट एल्मो का मार्गदर्शक हाथ तूफान की चेतावनी दे रहा था।

चार्ल्स डार्विन ने जेएस को एक पत्र में इस घटना के बारे में भी लिखा था। हेन्सलो, उन्होंने एक रात के बारे में लिखा था गुप्तचर एक आंधी के दौरान,

सब कुछ आग में था, बिजली के साथ आकाश, चमकीले कणों के साथ पानी, और यहां तक ​​कि बहुत मस्तों को नीली लौ के साथ इंगित किया गया था।

वैज्ञानिक रूप से, इस घटना को "कोरोना डिस्चार्ज" या "प्वाइंट डिस्चार्ज" के रूप में जाना जाता है। यह, और आमतौर पर, आंधी के दौरान किसी भी प्रवाहकीय सतह की नोक पर हो सकता है। यह चर्च के पत्थरों, बिजली की छड़ें, हवाई जहाज के प्रणोदकों और पंखों की युक्तियों, और घास के ब्लेड और मवेशियों पर सींगों पर भी देखा जा सकता है!

बेंजामिन फ्रैंकलिन 1749 में वायुमंडलीय बिजली के रूप में इस घटना का वर्णन करने वाले पहले व्यक्ति थे। उन्होंने सोचा था कि "आग" एक तरह से बिजली की छड़ें एक हड़ताल बनाने के लिए पर्याप्त शुल्क बनाने से पहले धीरे-धीरे बिजली की बिजली को "बाहर निकालने" देती थीं।

एक कोरोना तब बना सकता है जब बिजली के क्षेत्र की संभावना (इस मामले में आंधी के दौरान वायुमंडल) प्रतिरोध से मजबूत है (इस मामले में बिंदु प्रवाहकीय छड़) बिजली (इलेक्ट्रॉन) के माध्यम से जो भी माध्यम बहती है। वैज्ञानिक रूप से, इसे ओह के कानून के रूप में जाना जाता है- विद्युत प्रवाह प्रतिरोध द्वारा विभाजित वोल्टेज के बराबर है।

तो यह आंधी के दौरान क्यों होता है, और यह धातु की वस्तुओं के साथ अधिक आसानी से क्यों होता है?

एक शब्द (या इस मामले में दो): इलेक्ट्रोस्टैटिक संतुलन। इलेक्ट्रोस्टैटिक संतुलन एक प्राकृतिक स्थिति है जिसमें एक चार्ज कंडक्टर (जैसा कि जहाज के मस्तूल के मामले में) में अतिरिक्त चार्ज दूरी पूरी तरह से होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसमें सामग्री के दौरान इस पर कार्य करने वाली समान प्रतिकूल शक्तियां होती हैं। असल में, सामग्री में मौजूद सभी इलेक्ट्रॉनों को खुद को समान रूप से दूर कर दिया जाएगा, क्योंकि वे सभी एक दूसरे को पीछे हटाना चाहते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि जब जहाज के मास्ट की तरह, और उनके बिजली के क्षेत्र की ओर इशारा करते हैं।

इलेक्ट्रिक फ़ील्ड हमेशा कंडक्टर की सतह पर पूरी तरह से लंबवत निर्देशित करेंगे। एक फ्लैट कंडक्टर के मामले में, इसका मतलब है कि बल नीचे की ओर लागू होता है। इसकी वजह यह है कि एक बिंदु वाले कंडक्टर में अधिक इलेक्ट्रॉन होंगे, और इसलिए इसकी नोक पर अधिक चार्ज होगा।

यदि आप दो चुंबक लेते हैं और उन्हें एक सपाट सतह पर रखते हैं, तो वे एक दूसरे को एक निश्चित दूरी को पीछे छोड़ सकते हैं। यदि आप उस त्रि-आयामी फ्लैट सतह को झुकाते हैं तो दो चुंबकों के बीच केंद्र बिंदु बनाते हैं, तो आप चुंबकों को टिप की ओर स्लाइड करने में सक्षम होंगे, और यदि सतह सपाट हो तो एक साथ निकट हो जाएंगे। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रतिकृति बल सतह से दूर किया जाता है न कि विरोधी चुंबक पर। घुमावदार सतह इंटीरियर को एक प्रकार के इन्सुलेटर के रूप में कार्य करती है, जिससे बल को दूसरी तरफ चुंबक को प्रभावित करने की अनुमति नहीं मिलती है। परिणाम इलेक्ट्रोस्टैटिक संतुलन में एक कंडक्टर की किसी घुमावदार सतह पर अधिक चार्ज होता है। बिंदु तेज, परिणाम अधिक स्पष्ट।

मैं जानता हूं तुम क्या सोच्र रहे हो। कंडक्टर के इंटीरियर के परमाणुओं के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन क्यों इलेक्ट्रॉनों को आगे फैलाने का कारण नहीं बनाते और इस प्रकार घुमावदार सतह पर इलेक्ट्रॉनों के संचय की इजाजत नहीं देते?

जवाब इलेक्ट्रोस्टैटिक संतुलन से जुड़ा एक और सत्यवाद है। एक कंडक्टर के चार्ज के बारे में अद्भुत बात यह है कि पूरा शुल्क केवल सामग्री की सतह पर मौजूद है और इसके भीतर नहीं। विद्युत क्षेत्र की रेखाएं केवल सतह से बाहर होंगी और अंदरूनी नहीं होंगी। अगर सतह के भीतर मौजूद एक बल था, तो इलेक्ट्रॉनों को अभी भी उस बल के जवाब में चारों ओर घूमना होगा और इस प्रकार संतुलन में नहीं होना चाहिए। चूंकि वे पहले से ही संतुलन में हैं, नतीजा सतह पर मौजूद सभी चार्ज है। यह ऐसी घटना है जो हर जगह विज्ञान गीक को मेटल पिंजरे (एक फैराडे पिंजरे) के अंदर बिना खड़े होने की अनुमति देती है, जबकि उनके चारों ओर लाखों वोल्ट क्रैकल के साथ रोशनी बोल्ट करते हैं।

तो अब हम जानते हैं कि प्रवाहकीय सामग्रियों के पास उनकी घुमावदार सतहों पर अधिक शुल्क होगा, चलिए बात करते हैं कि क्यों तूफान सेंट एल्मो की आग का कारण बनता है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, कंडक्टर के पास विशिष्ट विद्युत क्षेत्र हैं। गैसों में बिजली के क्षेत्र भी हो सकते हैं। इस मामले में, गैस वह हवा है जिसे हम सांस लेते हैं। जब वातावरण शांत रहता है, अच्छे मौसम के समय, इसकी विद्युत क्षेत्र की ताकत लगभग 1 वोल्ट प्रति सेंटीमीटर (हवा के सटीक मेकअप के आधार पर) होती है।जब एक आंधी का निर्माण शुरू होता है, तो विद्युत क्षेत्र की ताकत बढ़ने लगती है और यह तब तक जारी रहेगी जब तक यह लगभग 10 हजार वोल्ट प्रति सेंटीमीटर तक पहुंच न जाए। उस बिंदु के आसपास, आपको एक हल्की हड़ताल मिल जाएगी। यह सामान्य रूप से बढ़ी हुई फ़ील्ड शक्ति की उस खिड़की में है और हल्की हड़ताल से पहले आप सेंट एल्मो की आग देख सकते हैं।

तो अब हम इलेक्ट्रोस्टैटिक संतुलन के बारे में क्या जानते हैं और हम आंधी के बढ़ते विद्युत क्षेत्रों के बारे में क्या जानते हैं और इस बारे में बात करते हैं कि वे कोरोना क्यों करते हैं।

बादल, इस मामले में एक कमुलोनिंबस क्लाउड, शीर्ष पर सकारात्मक चार्ज और नीचे नकारात्मक शुल्क होता है। जबकि वैज्ञानिक अभी भी सटीक प्रकृति के बारे में बहस कर रहे हैं कि यह क्यों है, सबसे आम तौर पर छोड़कर सिद्धांत यह है कि यह दो प्रक्रियाओं का परिणाम है।

पहला यह है कि बादलों में निलंबित पानी की बूंदों और बर्फ के घूमने के अनगिनत संख्याएं होती हैं। जब भूजल वाष्पीकरण बादल को पहुंचाता है, तो इलेक्ट्रॉनों को सकारात्मक चार्ज होने वाली बूंद से दूर कर दिया जाता है जिससे बादल के नीचे नकारात्मक शुल्क निकलता है।

शामिल दूसरी तंत्र बर्फ के साथ करना है। जैसे ही वाष्पीकरण पानी उगता है, यह उच्च ऊंचाई पर स्थिर हो सकता है। बर्फ क्लस्टर अपने केंद्र की ओर नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाएगा। चूंकि बर्फ बादल के चारों ओर घूमता है, बाहरी, अधिक सकारात्मक चार्ज किए गए भाग शीर्ष की तरफ जाते हैं, और जमे हुए हिस्सों को अधिक नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, जो नीचे की तरफ डूब जाएंगे। इन दो प्रक्रियाओं का नतीजा नीचे की तरफ बढ़ते नकारात्मक चार्ज को छोड़ देता है। यह सेंट एल्मो की आग के मामले में महत्वपूर्ण है क्योंकि यह बढ़ती नकारात्मक चार्ज पृथ्वी की सतह को कैसे प्रभावित करती है।

आम तौर पर बादल के चारों ओर हवा ज़ीउस और उसके हल्के बोल्ट को खाड़ी में रखने के लिए एक इन्सुलेटर के लिए पर्याप्त है। बादलों के मामले में, बादलों के बढ़ने के मामले में, इसकी क्षेत्र की ताकत भी बढ़ जाती है। यह चारों ओर हवा को आयनित कर सकता है जिससे इसे अधिक प्रवाहकीय बना दिया जा सकता है। चूंकि बादल के निचले भाग से अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन लगातार बढ़ती प्रवाहकीय हवा के माध्यम से अपना रास्ता कम करने लगते हैं, यह पृथ्वी की सतह (या पृथ्वी से जुड़ी कोई भी वस्तु, जैसे भवन या जहाजों के मस्तूल) पर इलेक्ट्रॉनों को मजबूर करती है । नतीजा पृथ्वी के ऊंचे हिस्सों पर एक हल्की छड़ी की तरह सकारात्मक चार्ज की बढ़ती वृद्धि है।

एक अग्रदूत के रूप में इलेक्ट्रोस्टैटिक संतुलन का उपयोग करके, हम देख सकते हैं कि एक ऑब्जेक्ट टिप वाले ऑब्जेक्ट में उस ऑब्जेक्ट की तुलना में सकारात्मक चार्ज की अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता होगी जिसमें कोई इशारा नहीं है। अंत में, सकारात्मक चार्ज टिप बढ़ती नकारात्मक चार्ज वातावरण के साथ प्रतिक्रिया करता है और एक विद्युत प्रवाह का उत्पादन होता है।

आम तौर पर यह प्रक्रिया अदृश्य होगी। कोरोना के मामले में (नहीं, बियर नहीं), जब विद्युत क्षेत्र की क्षमता पर्याप्त मजबूत होती है (जैसे जहाज के मस्तूल के शीर्ष पर), इलेक्ट्रॉनों को उनके अणुओं से फेंक दिया जा सकता है। यदि वह इलेक्ट्रॉन पास के अणु द्वारा उठाए जाने से बचने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त कर सकता है (जैसे तूफान बादल की बढ़ती हुई या घटती विद्युत क्षेत्र की ताकत और इसके चारों ओर की हवा), परिणाम मुक्त इलेक्ट्रॉन है, सकारात्मक चार्ज आयन क्लस्टर (पर जहाज के मस्तूल की सतह) और आसपास की हवा, सभी एक दूसरे के साथ प्लाज्मा के रूप में जाना जाता है। प्लाज्मा सेंट एल्मो और उसकी "आग" को प्रकाश देने के साथ फ्लोरोसिस करेगा!

प्लाज्मा की चमक का रंग मौजूद गैस के प्रकार पर निर्भर करेगा। चूंकि हमारी हवा मुख्य रूप से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन से बना है, यह नीला / बैंगनी चमक जाएगी।

अंत में, सेंट एल्मो और उसकी अद्भुत नीली / बैंगनी आग केवल एक कंडक्टर के इलेक्ट्रोस्टैटिक संतुलन का परिणाम है जो बिजली के क्षेत्र में बढ़ती विद्युत क्षेत्र क्षमता से प्रभावित होती है। या बेन फ्रैंकलिन ने कहा "वायुमंडलीय बिजली।"

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