Aldebaran bulletin

Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie.
Vydavatel: AGA & Štefánikova hvězdárna v Praze
Číslo 11 (vyšlo 20. března, ročník 4 (2006)
© Copyright Aldebaran Group for Astrophysics
Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno.
ISSN: 1214-1674,
Email: bulletin@aldebaran.cz

Hledej

Kulový blesk a mikrovlnka

David Břeň

David Břeň: Kulový blesk a mikrovlnka

Téměř každý již slyšel o jevu, nazývaném kulový bleskKulový blesk – Zatím ne zcela objasněný jev, pravděpodobně koule z plazmatu objevující se při bouřkách. Kulový blesk má typicky 30 centimetrů v průměru a trvá po dobu několika sekund., ale jen málokdo měl příležitost sledovat jej na vlastní oči. Většinou je kulový blesk popisován jako žhavá koule, která se před pozorovatelem náhle zhmotnila, někdy syčí, někdy je kolem něj pozorována modravá mlha a ostrá vůně. Koule může být větší než volejbalový míč letící jako šipka, někdy se zastaví, jakoby váhala před dalším pohybem.

Kulový blesk

Kulový blesk

Kulový blesk – Zatím ne zcela objasněný jev, pravděpodobně koule z plazmatu objevující se při bouřkách. Kulový blesk má typicky 30 centimetrů v průměru a trvá po dobu několika sekund.

Plazma – kvazineutrální soubor nabitých a neutrálních částic, který vykazuje kolektivní chování. Lidsky to znamená, že se v dané látce nachází alespoň malé množství elektricky nabitých částic, které jsou v celém objemu elektricky neutrální a jsou schopny reagovat na elektrická a magnetická pole jako celek. Plazma vzniká odtržením elektronů z elektrického obalu atomárního plynu nebo ionizací molekul. S plazmatem se můžeme setkat v elektrických výbojích (blesky, jiskry, zářivky), v polárních zářích, ve hvězdách, ve slunečním větru a v mlhovinách. Přes 99 % atomární látky ve vesmíru je v plazmatickém skupenství.

Mikrovlny – část spektra s vlnovou délkou od 0,4 mm do 15 cm (frekvencí od 2 GHz do 750 GHz). Hranice mezi infračervenou a mikrovlnnou oblastí, stejně tak jako hranice mezi mikrovlnnou a rádiovou oblastí, není přesně definována a různí autoři používají různé hodnoty. Mikrovlnným vlnovým délkám odpovídá velikost hmyzu. S mikrovlnami se v praxi setkáme při televizním vysílání, u polohovacího systému GPS nebo při ohřevu potravin v mikrovlnné troubě (vlnová délka 12.24 cm). Ve vesmíru září v mikrovlnné oblasti reliktní záření z období konce Velkého třesku (maximum má na vlnové délce 1 mm), plyn a prach v galaxiích, rodící se hvězdy a nejchladnější zákoutí hlubin vesmíru.

Mikrovlnné vrtání – technologie používající k narušení pevného materiálu koncentrovaného svazku mikrovlnného elektromagnetického záření.

Koule se někdy valí po zemi, někdy skáče, někdy šplhá na tyče vysokého napětí. Na své cestě může zničit elektrická zařízení, zapálit oheň nebo dokonce sežehnout i zvířata a lidi. Jev trvá desítky sekund a zmizí náhle jako otočením vypínače, jindy prudce vzplane s ostrým prásknutím a srší ohnivými plameny. Navzdory až půl tisíc let starým svědectvím a až dvě stě let trvajícímu vědeckému zkoumání, nikdo dosud není schopen detailně objasnit podstatu a příčinu tohoto jevu.

Stopa  kulového blesku

Stopa kulového blesku

Vznik kulového blesku

Tento kulový blesk se oddělil z kanálu běžného blesku prokazatelně nad zemí.
Zdroj: Ern Maika, Austrálie, 2002.

Kulový bleskKulový blesk – Zatím ne zcela objasněný jev, pravděpodobně koule z plazmatu objevující se při bouřkách. Kulový blesk má typicky 30 centimetrů v průměru a trvá po dobu několika sekund. je pravděpodobně koule vzniklá v okamžiku, kdy se blesk dotkne země a vytvoří žhavé roztavené horké místo. Obvykle vznikají za bouřky. Eli Jerby a Vladimir Dikhtyar z Tel Avivské univerzity v Izraeli jsou schopni vyrábět malé kulové blesky v laboratoři při mikrovlnném vrtáníMikrovlnné vrtání – technologie používající k narušení pevného materiálu koncentrovaného svazku mikrovlnného elektromagnetického záření.. Zařízení se skládá z magnetronu soustřeďujícího energii obyčejné 600 wattové domácí mikrovlnné trouby do objemu přibližně jednoho krychlového centimetru. Vědci injektují mikrovlnyMikrovlny – část spektra s vlnovou délkou od 0,4 mm do 15 cm (frekvencí od 2 GHz do 750 GHz). Hranice mezi infračervenou a mikrovlnnou oblastí, stejně tak jako hranice mezi mikrovlnnou a rádiovou oblastí, není přesně definována a různí autoři používají různé hodnoty. Mikrovlnným vlnovým délkám odpovídá velikost hmyzu. S mikrovlnami se v praxi setkáme při televizním vysílání, u polohovacího systému GPS nebo při ohřevu potravin v mikrovlnné troubě (vlnová délka 12.24 cm). Ve vesmíru září v mikrovlnné oblasti reliktní záření z období konce Velkého třesku (maximum má na vlnové délce 1 mm), plyn a prach v galaxiích, rodící se hvězdy a nejchladnější zákoutí hlubin vesmíru. skrze špičatý tyčový vlnovod do materiálu ze skla, křemíku, germania, hliníku nebo některých keramických látek. Energie z mikrovlnné trouby pak v materiálu vytvoří žhavý, tekutý, horký bod. Vědci poté odejmou vrtací hrot od pevného materiálu s roztavenou skvrnou. Okamžitě poté se v tomto místě vytvoří horká kapička, která se stane volně se vznášející ohnivou koulí měřící okolo 3 cm v průměru. Celý jev trvá řádově sekundy.

Blesk v mikrovlnce

Popis experimentu, při kterém na Tel Avivské univerzitě v Izraeli vytvořili ohnivou kouli
podobnou kulovému blesku. Zdroj: Physical Review Letters 96, 045002 (2006).

Blesk v mikrovlnce

Blesk v mikrovlnné troubě. Tel Avivská univerzita v Izraeli.

Složení laboratorních ohnivých koulí bude ještě potřeba ověřit. Zdá se, že obsahují složky ze substrátu materiálu v různých fázích, jako jsou ionty, neutrální atomy i větší makroskopické částečky. Je to podobné tomu, co nejspíše obsahují přírodní kulové blesky, tj. odpařené minerály z půdy roztavené a odpařené „obyčejným“ bleskem. Zdá se, že laboratorně vyrobené kulové blesky kombinují plasma s chemickou oxidací a procesem hoření. A to je opět to, co je velmi podobné přírodně vzniklým kulovým bleskům, ve kterých je materiál z vypařených pískových zrníček, která zřejmě reagují s atmosférickým kyslíkem a při hoření vyzařují světlo. Schopnost vyrábět takovéto ohnivé koule jednoduchým sériovým způsobem může vést k technikám pro výrobu kulových blesků z mnoha pevných látek. Eli Jerby a Vladimir Dikhtyar věří, že laboratorně vyráběné koule by mohly mít praktické využití při nanášení vrstev, pokovování a výrobě energie. Každopádně tento objev nám kromě možných technických a technologických využití pravděpodobně více pomůže porozumět podstatě tohoto zatím stále ještě tajemného jevu.

Ohnivá koule v mikrovlnné troubě

Ohnivá koule v mikrovlnné troubě.
(avi, 4 MB)

Odkazy

Valid HTML 5 Valid CSS!

Aldebaran Homepage