pengantar
Sebuah fenomena terkenal, kilat garis antara petir dan tanah, diyakini murni bersifat listrik. Dipercaya bahwa mekanisme terbentuknya petir tersebut secara umum sama dengan mekanisme pembentukan percikan api yang panjang, yaitu: longsoran udara pada breakdown kekuatan medan listrik.
Namun, percikan petir pada dasarnya berbeda dari percikan api yang panjang. Pertama, saluran konduksi untuk sambaran petir dibentuk di bawah kondisi ketika kekuatan medan listrik jauh lebih kecil dari yang dibutuhkan untuk kerusakan longsoran. Kedua, saluran ini tidak terbentuk sekaligus untuk seluruh panjang antara awan dan tanah, tetapi melalui penumpukan yang berurutan - dengan jeda yang signifikan di antara keduanya. Dalam kerangka pendekatan tradisional, kedua keadaan ini belum menemukan penjelasan yang masuk akal, oleh karena itu, bahkan bagaimana kilat dimungkinkan pada prinsipnya tetap menjadi misteri.
Pada artikel ini, kami akan mencoba mengisi celah tersebut. Kami akan mencoba untuk menunjukkan bahwa gravitasi memainkan peran penting dalam memastikan kemungkinan pelepasan muatan listrik antara petir dan bumi. Peran gravitasi di sini, tentu saja, bukan dalam efek gravitasi pada partikel bermuatan bebas, tetapi dalam pengaruh pada pengoperasian program yang mengontrol perilaku partikel-partikel ini, yaitu. program yang menyediakan fenomena elektromagnetik. Pengaruh gravitasi ini dirasakan ketika skala vertikal dari fenomena kelistrikan cukup besar, dan petir dari awan ke bumi hanyalah fenomena seperti itu. Partikel bermuatan bebas antara petir dan tanah dikendalikan sesuai dengan algoritma standar: partikel dengan muatan bernama sama dengan muatan berlebih di bagian bawah awan secara elektrik "ditolak" darinya, dan partikel dengan muatan yang berlawanan dengan muatan tersebut,"Tertarik" padanya. Tapi gravitasi membuat algoritma standar ini bekerja dengan cara yang sepenuhnya paradoks. Kehadiran gravitasi mengarah pada fakta bahwa untuk partikel yang dipisahkan oleh perbedaan ketinggian yang cukup besar, nama yang sama atau perbedaan muatan bukanlah sifat yang konstan dalam waktu. Frekuensi tanda muatan partikel ini berubah secara siklis sehubungan dengan tanda muatan berlebih tergantung pada perbedaan ketinggian antara muatan berlebih di awan dan partikel bermuatan bebas. Karenanya, setiap partikel mengalami pengaruh gaya bolak-balik - "ke awan - dari awan". Ini memfasilitasi pembentukan saluran konduksi untuk sambaran petir, karena jenis kerusakan listrik udara bukanlah longsoran salju, tetapi frekuensi tinggi (HF). Peningkatan bertahap saluran konduksi (pergerakan pemimpin langkah) juga menemukan penjelasan yang wajar.
Impotensi dari pendekatan tradisional
Sampai saat ini belum ada penjelasan yang masuk akal bagaimana petir terjadi pada kekuatan medan listrik yang ada.
Frenkel, setelah mengilustrasikan ketidakcukupan yang mencolok dari kekuatan medan listrik untuk kerusakan longsoran udara antara badai petir dan tanah, mengajukan hipotesis bahwa ujung kerusakan yang tumbuh adalah penguat kekuatan karena ketidakhomogenan yang kuat dari bidang di dekat ujung. Meskipun model ini masuk akal secara eksternal, menurut kami, model ini memiliki kelemahan yang serius. Tip meningkatkan kekuatan medan ketika ada muatan berlebih pada tip ini. Tetapi, seperti yang akan kita lihat di bawah, saluran dengan udara terionisasi terbentuk dalam kondisi ketika muatan dari awan belum berhasil bergerak ke ujung saluran ini, dan masih tidak ada muatan berlebih di ujung ini. Bagaimana saluran ini tumbuh jika amplifikasi medan belum berfungsi? Dan dari mana bagian pertama saluran konduksi berasal,poin pertama? Berikut adalah apa yang penulis modern tulis tentang kekuatan medan listrik dalam badai petir: “Jelas bahwa pada titik mulai petir, medan listrik harus cukup untuk meningkatkan kerapatan elektron sebagai akibat dari dampak ionisasi. Di udara dengan kepadatan normal, ini membutuhkan Esaya"30 kV / cm; pada ketinggian 3 km di atas permukaan laut (ini adalah ketinggian rata-rata dimulainya petir di Eropa) - sekitar 20 kV / cm. Medan listrik yang begitu kuat tidak pernah diukur dalam badai petir. Angka tertinggi tercatat selama roket membunyikan awan (10 kV / cm) … dan saat terbang melalui awan pesawat laboratorium yang dilengkapi peralatan khusus (12 kV / cm). Di sekitar awan badai petir, saat terbang mengelilinginya dengan pesawat terbang, diperkirakan sekitar 3,5 kV / cm … Angka dari 1,4 hingga 8 kV / cm diperoleh dalam sejumlah pengukuran yang serupa dalam hal metodologi. Jika angka-angka ini tidak terlalu tinggi, angka tersebut masih jauh dari nilai yang dibutuhkan untuk kerusakan longsoran salju - bahkan saat petir dimulai. “Bahkan dengan voltase megavolt generator laboratorium, streamer hanya tumbuh hingga beberapa meter di udara. Tegangan dalam puluhan megavolt,memprovokasi sambaran petir dapat meningkatkan panjang pita, paling banter, hingga puluhan meter, tetapi tidak hingga kilometer, di mana petir biasanya tumbuh,”tulis penulis. Mereka menawarkan jalan keluar yang menakjubkan dari kebuntuan: "Satu-satunya hal yang dapat dicegah … disintegrasi plasma udara dalam medan listrik yang lemah adalah dengan menaikkan suhu gas di saluran … menjadi 5000-6000K" - dan kemudian memberikan penjelasan yang fantastis tentang bagaimana suhu permukaan Matahari dapat akan dicapai dan dipertahankan dalam saluran konduksi pembentuk - sampai guncangan arus utama. Dalam hal ini, penulis mengabaikan pertanyaan tentang bagaimana udara akan bersinar pada suhu setinggi itu - lagipula, tidak ada cahaya yang kuat yang diamati pada saluran konduksi yang terbentuk.di mana petir biasanya tumbuh”- tulis para penulis. Mereka menawarkan jalan keluar yang menakjubkan dari kebuntuan: "Satu-satunya hal yang dapat dicegah … disintegrasi plasma udara dalam medan listrik yang lemah adalah dengan menaikkan suhu gas di saluran … menjadi 5000-6000K" - dan kemudian memberikan penjelasan yang fantastis tentang bagaimana suhu permukaan Matahari dapat akan dicapai dan dipertahankan dalam saluran konduksi pembentuk - sampai guncangan arus utama. Dalam hal ini, penulis mengabaikan pertanyaan tentang bagaimana udara akan bersinar pada suhu setinggi itu - lagipula, tidak ada cahaya kuat yang diamati pada saluran konduksi yang terbentuk.di mana petir biasanya tumbuh”- tulis para penulis. Mereka menawarkan jalan keluar yang menakjubkan dari kebuntuan: "Satu-satunya hal yang dapat dicegah … pembusukan plasma udara di medan listrik yang lemah adalah dengan menaikkan suhu gas di saluran … hingga 5.000-6000K" - dan kemudian mereka memberikan catatan yang fantastis tentang bagaimana suhu permukaan Matahari dapat akan dicapai dan dipertahankan dalam saluran konduksi pembentuk - sampai guncangan arus utama. Dalam hal ini, penulis mengabaikan pertanyaan tentang bagaimana udara akan bersinar pada suhu setinggi itu - lagipula, tidak ada cahaya kuat yang diamati pada saluran konduksi yang terbentuk.ini untuk menaikkan suhu gas di saluran … menjadi 5000-6000K "- dan kemudian diberikan tata letak yang fantastis tentang topik bagaimana suhu permukaan Matahari dapat dicapai dan dipertahankan dalam saluran konduksi pembentuk - hingga guncangan arus utama. Dalam hal ini, penulis mengabaikan pertanyaan tentang bagaimana udara akan bersinar pada suhu setinggi itu - lagipula, tidak ada cahaya yang kuat yang diamati pada saluran konduksi yang terbentuk.ini untuk menaikkan suhu gas di saluran … menjadi 5000-6000K "- dan kemudian diberikan tata letak yang fantastis tentang topik bagaimana suhu permukaan Matahari dapat dicapai dan dipertahankan dalam saluran konduksi pembentuk - hingga guncangan arus utama. Dalam hal ini, penulis mengabaikan pertanyaan tentang bagaimana udara akan bersinar pada suhu setinggi itu - lagipula, tidak ada cahaya yang kuat yang diamati pada saluran konduksi yang terbentuk.
Video promosi:
Kami menambahkan bahwa ada upaya sebelumnya untuk mengusulkan mekanisme yang akan memainkan peran tambahan dalam pembentukan saluran konduksi dan memfasilitasi kerusakan longsoran. Jadi, Tverskoy memberikan link ke Kaptsov, yang menguraikan teori Loeb dan Mick. Menurut teori ini, di kepala saluran konduksi yang sedang tumbuh terdapat ion-ion tereksitasi - dengan energi eksitasi yang melebihi energi ionisasi atom. Ion-ion ini memancarkan foton dengan panjang gelombang pendek yang mengionisasi atom - yang berkontribusi pada pembentukan saluran konduksi. Tanpa menyangkal keberadaan mekanisme ini, kami mencatat bahwa di sini, sekali lagi, energi kinetik elektron dihabiskan untuk eksitasi ion - yang jika tidak, akan langsung menuju ionisasi atom. Ionisasi tidak langsung, melalui eksitasi ion dan emisi foton panjang gelombang pendek, kurang efektif dibandingkan ionisasi langsung oleh tumbukan elektron. Oleh karena itu, ionisasi tidak langsung ini tidak memfasilitasi kerusakan longsoran, tetapi, sebaliknya, memperumitnya, memberikan kehilangan energi selama pembentukan longsoran - terutama jika kita memperhitungkan bahwa foton pengion, yang tidak bermuatan, harus menyebar ke segala arah, dan saluran konduksi tumbuh ke arah yang disukai. Akhirnya, ini adalah fakta: "ion yang dipancarkan" tidak membantu pita panjang terbentuk di bawah kondisi laboratorium.
Tetapi pertumbuhan saluran konduksi itu sendiri tidak hanya menjadi misteri pada kekuatan medan listrik yang ada - diskontinuitas pertumbuhan ini, dengan jeda yang signifikan antara penumpukan yang berurutan, tetap menjadi misteri. Schonland menulis: “Lamanya jeda antara langkah-langkah berturut-turut untuk seorang pemimpin yang melangkah sangat sedikit bervariasi … Dalam 90% dari banyak pemimpin yang dipelajari, itu berada dalam kisaran antara 50 dan 90 m detik. Oleh karena itu, sulit untuk menerima penjelasan tentang jeda yang tidak mencakup mekanisme pelepasan gas yang mendasar. Jadi, jeda hampir tidak dapat dikaitkan dengan properti muatan apa pun di cloud, yang memberi makan pemimpin, karena ini akan memberikan jeda yang tersebar luas dari flash ke flash. Untuk alasan yang sama, interpretasi apa pun harus dibuang.berdasarkan osilasi di saluran antara awan dan ujung pemimpin atau pada impuls yang bergerak di sepanjang saluran ini. Dari penjelasan tersebut, peningkatan durasi jeda seiring bertambahnya panjang saluran, tetapi peningkatan seperti itu tidak diamati”(terjemahan kami). Tetapi penjelasan yang masuk akal tentang jeda tersebut, berdasarkan pada "mekanisme pelepasan gas yang bersifat fundamental," belum diajukan. Manusia menulis: “Untuk sepenuhnya menyesatkan pembaca, dalam literatur tentang“teori”petir, data laboratorium, banyak di antaranya yang kontradiktif, sering diekstrapolasi untuk“menjelaskan”fenomena petir. Keadaan umum yang menyedihkan diilustrasikan oleh berbagai teori pemimpin langkah … Di sebagian besar sumber sastra tentang kilat kataDari penjelasan tersebut, peningkatan durasi jeda seiring bertambahnya panjang saluran, tetapi peningkatan seperti itu tidak diamati "(terjemahan kami) Tetapi penjelasan yang masuk akal tentang jeda tersebut, berdasarkan pada "mekanisme pelepasan gas yang bersifat fundamental," belum diajukan. Manusia menulis: “Untuk sepenuhnya menyesatkan pembaca, dalam literatur tentang“teori”petir, data laboratorium, banyak di antaranya yang kontradiktif, sering diekstrapolasi untuk“menjelaskan”fenomena petir. Keadaan umum yang menyedihkan diilustrasikan oleh berbagai teori pemimpin langkah … Di sebagian besar sumber sastra tentang kilat kataDari penjelasan tersebut, peningkatan durasi jeda seiring bertambahnya panjang saluran, tetapi peningkatan seperti itu tidak diamati”(terjemahan kami). Tetapi penjelasan yang masuk akal tentang jeda tersebut, berdasarkan pada "mekanisme pelepasan gas yang bersifat fundamental," belum diajukan. Manusia menulis: “Untuk sepenuhnya menyesatkan pembaca, dalam literatur tentang“teori”petir, data laboratorium, banyak di antaranya yang kontradiktif, sering diekstrapolasi untuk“menjelaskan”fenomena petir. Keadaan umum yang menyedihkan diilustrasikan oleh berbagai teori pemimpin langkah … Di sebagian besar sumber sastra tentang kilat kata“Untuk sepenuhnya menyesatkan pembaca, dalam literatur 'teori' petir, data laboratorium, yang banyak di antaranya kontradiktif, sering kali diekstrapolasi untuk 'menjelaskan' fenomena petir. Keadaan umum yang menyedihkan diilustrasikan oleh berbagai teori pemimpin langkah … Di sebagian besar sumber sastra tentang kilat kata“Untuk sepenuhnya menyesatkan pembaca, dalam literatur 'teori' petir, data laboratorium, yang banyak di antaranya kontradiktif, sering kali diekstrapolasi untuk 'menjelaskan' fenomena petir. Keadaan umum yang menyedihkan diilustrasikan oleh berbagai teori pemimpin langkah … Di sebagian besar sumber sastra tentang kilat kata pilot-leader dan streamer menggantikan penjelasan makna fisik dari fenomena. Tapi memberi nama tidak berarti menjelaskan. " Terakhir, inilah satu kutipan lagi: “Banyak hipotesis tentang mekanisme pemimpin langkah yang begitu tidak sempurna, tidak meyakinkan, dan seringkali konyol sehingga kita bahkan tidak akan membahasnya di sini. Saat ini kami belum siap menawarkan mekanisme kami sendiri”.
Singkatnya, ini adalah pandangan sains modern tentang fisika petir. Sekarang mari kita hadirkan pendekatan alternatif.
Bagaimana gravitasi mengganggu fenomena elektromagnetik
Dinamika muatan bebas dipelajari dengan baik untuk kasus-kasus ketika partikel bermuatan yang terlibat kira-kira memiliki potensial gravitasi yang sama. Tetapi jika partikel yang terlibat tersebar cukup luas di sepanjang ketinggian, maka sifat dinamika muatan bebas menjadi sangat berbeda.
Menurut konsep dunia fisik "digital", muatan listrik elementer bukanlah karakteristik energi, melainkan hanya tanda untuk partikel, pengenal program yang menyediakan fenomena elektromagnetik. Label muatan untuk partikel diterapkan secara fisik dengan cukup sederhana. Ini mewakili pulsasi kuantum pada frekuensi elektron f e, yang nilainya ditentukan oleh rumus de Broglie hf e = m e c 2, di mana h adalah konstanta Planck, m eadalah massa elektron, c adalah kecepatan cahaya. Tanda positif atau negatif dari muatan elementer ditentukan oleh fase pulsasi kuantum pada frekuensi elektron: pulsasi yang mengidentifikasi muatan dari satu tanda berada dalam fasa, tetapi merupakan antiphase terhadap pulsasi yang mengidentifikasi muatan dari tanda yang berbeda.
Jelas bahwa hanya riak yang memiliki frekuensi yang sama yang dapat secara konstan berada dalam fase atau antiphase. Jika frekuensi kedua denyutan berbeda, maka perbedaan fasa mereka berubah seiring waktu, sehingga keadaan fase-dalam dan antiphase diulang secara bergantian pada frekuensi yang berbeda.
Sekarang mari kita ingat bahwa gravitasi, menurut model kita, diatur sedemikian rupa sehingga massa partikel elementer dan frekuensi yang sesuai dari pulsasi kuantum bergantung pada potensial gravitasi - meningkat saat mereka naik di sepanjang vertikal lokal. Jadi, untuk ruang dekat bumi, relasinya valid.
dengan R adalah jarak ke pusat bumi, f ¥ adalah frekuensi pulsasi kuantum "pada tak terhingga", G adalah konstanta gravitasi, M adalah massa Bumi, c adalah kecepatan cahaya.
Membandingkan kriteria untuk mengidentifikasi muatan dengan nama yang sama dan ketidaksamaan muatan dan ketergantungan frekuensi elektron pada potensial gravitasi, kita mendapatkan konsekuensi yang paradoks. Frekuensi elektron partikel dalam potensial gravitasi yang sama adalah sama, oleh karena itu, muatan berlawanan yang terletak pada ketinggian yang sama harus selalu memiliki nama yang sama, dan muatan yang sama harus memiliki nama yang sama. Tetapi situasi yang berbeda harus terjadi untuk dua partikel yang dipisahkan oleh perbedaan ketinggian DH. Perbedaan relatif antara frekuensi elektroniknya, sebagai berikut dari (1), adalah
di mana g adalah percepatan gravitasi lokal, f e = 1,24 × 10 20 Hz adalah nilai lokal frekuensi elektron. Untuk kedua partikel ini, keadaan dalam-fase dan antiphase dari pulsasi elektronik diulang secara siklis, dan periode pengulangan adalah 1 / D f e. Ini berarti bahwa untuk program yang mengontrol partikel bermuatan, muatan kedua partikel kita, relatif satu sama lain, harus berubah menjadi nama yang sama, lalu tidak seperti.
Pendekatan seperti itu, pada pandangan pertama, bertentangan dengan konsep tanda absolut muatan elementer yang melekat pada partikel tertentu. Tetapi kontradiksi ini terlihat jelas. Oleh karena itu, sebuah elektron pada ketinggian berapapun berperilaku seperti pemilik muatan negatif elementer, karena untuk setiap potensial gravitasi, selain nilai frekuensi elektron, dua fase denyut berlawanan arus pada frekuensi ini juga diprogram, mengatur dua tanda muatan listrik - dan fase denyut arus untuk elektron selalu berhubungan dengan muatan negatif. Dalam pengertian ini, tanda negatif dari muatan elektron adalah mutlak. Sakelar tanda muatan bersifat relatif; ia memanifestasikan dirinya dalam pasangan partikel bermuatan bebas, yang tingginya cukup spasi.
Sebelum menjelaskan apa artinya “jarak ketinggian yang cukup”, mari kita perhatikan bahwa dalam kondisi gradien vertikal frekuensi elektron, bahkan dengan perbedaan ketinggian yang dapat diabaikan yang memisahkan dua elektron, frekuensi elektronnya berbeda, dan perbedaan fasa pulsasi elektronnya berubah seiring waktu. Jika untuk sepasang elektron semacam itu, perbedaan muatan dengan nama yang sama dalam hubungannya satu sama lain hanya akan terjadi pada saat-saat antiphase-dalam-fase yang tepat dari pulsasi elektronik mereka, maka "daya tarik-tolakan" timbal balik mereka akan diberikan hanya pada saat-saat waktu yang terpisah ini. Jadi, dengan perbedaan ketinggian 1 cm, dua elektron akan “merasakan” satu sama lain untuk waktu yang singkat dengan periodisitas, menurut (2), sekitar 7 ms. Dan ini tidak diamati dalam pengalaman: mereka "merasakan" satu sama lain secara konstan.
Dari sini kita menyimpulkan: langkah-langkah khusus telah diambil untuk memastikan bahwa partikel bermuatan, yang berada dalam potensi gravitasi berbeda dan memiliki frekuensi elektronik yang berbeda, terus menunjukkan muatannya dalam kaitannya satu sama lain. Adalah logis untuk mengasumsikan bahwa perbedaan muatan dengan nama yang sama ditentukan bukan untuk antiphase-dalam-fase yang tepat dari pulsasi elektronik, tetapi untuk koridor fase yang lebih luas. Yakni, muatan dianggap memiliki nama yang sama jika perbedaan fasa untuk pulsasi kuantum yang sesuai pada frekuensi elektron jatuh dalam interval 0 ± (p / 2) - dan tidak seperti jika perbedaan fasa ini jatuh dalam interval p ± (p / 2). Sebagai hasil dari definisi muatan yang sama-nama-ketidaksamaan, hampir semua partikel bermuatan yang terletak pada ketinggian yang berbeda akan terus-menerus tercakup oleh kontrol program,bertanggung jawab atas fenomena elektromagnetik.
Namun, bagi kami, pengoperasian program-program ini secara radikal disederhanakan dengan menghilangkan kebutuhan untuk melakukan perubahan timbal balik pada tanda-tanda muatan yang dipisahkan oleh perbedaan ketinggian yang kecil. Untuk ini, melalui manipulasi perangkat lunak fase pulsasi kuantum pada frekuensi elektronik, lapisan horizontal yang berdekatan diatur - kira-kira beberapa puluh meter tebalnya - di mana pulsasi ini, meskipun penyebaran frekuensi kecil, terjadi kuasi-dalam-fase. Pada masing-masing lapisan ini, yang akan kita sebut lapisan fase-kuasi, fase denyut saat ini di ketinggian pusat lapisan adalah referensi, dan denyut yang terjadi di atas dan di bawah pusat lapisan ini digerakkan dalam fase sehingga tetap berada di 0 ± (p / 2) dengan denyut nadi di tengah lapisan - seperti yang ditunjukkan secara skematis pada Gambar 1. Manipulasi fasa tersebut tidak melanggar gradien frekuensi yang menghasilkan gravitasi, tetapi manipulasi tersebut menetapkan keseragaman muatan yang konstan untuk semua elektron bebas yang terletak dalam satu lapisan kuasi-dalam-fasa. Pada saat yang sama, perubahan siklik dari muatan dengan nama yang sama pada elektron bebas hanya terjadi pada mereka yang berada di lapisan berbeda dari fase kuasi - dengan frekuensi yang sama dengan perbedaan frekuensi elektronik di ketinggian tengah lapisan ini.perbedaan frekuensi elektronik yang sama pada ketinggian di tengah-tengah lapisan ini.perbedaan frekuensi elektronik yang sama pada ketinggian di tengah-tengah lapisan ini.
Angka: 1
Jika model kita benar, maka muatan ruang berlebih di atmosfer, yang terletak di dalam satu lapisan kuasi-dalam-fasa, akan menyebabkan efek gaya siklik "naik turun" pada partikel bermuatan bebas di bawahnya. Jika area kelebihan muatan mencakup beberapa lapisan quasi-in-phase, maka muatan dari setiap lapisan akan menimbulkan efek pada frekuensinya sendiri - dan spektrum frekuensi dari efek total harus, karenanya, lebih luas. Kemudian muatan ruang statis di atmosfer - dengan fakta keberadaannya - seharusnya menghasilkan derau broadband pada peralatan elektronik, dan, terutama secara efektif, pada peralatan penerima radio. Jadi, ketika batas atas dari wilayah overcharge adalah 3 km di atas penerima radio, frekuensi atas pita kebisingan yang dapat dihasilkan di penerima adalahharus sekitar 40 MHz. Apakah ada kebisingan seperti itu dalam praktiknya?
Kebisingan memang terjadi
Diketahui dengan baik bahwa penerimaan radio pada gelombang menengah dan terutama pada gelombang panjang terganggu, selain yang disebut. atmosfer bersiul, dan gangguan karakteristik lainnya, yang secara akustik memanifestasikan dirinya sebagai kebisingan (gemerisik) dan berderak. Gangguan ini meningkat tajam saat badai petir lokal mendekat dan melemah saat surut, tetapi jelas bahwa gangguan tersebut tidak disebabkan oleh lucutan petir lokal. Memang, memiliki karakter berdenyut, pelepasan individu memberikan, masing-masing, gangguan jangka pendek yang terpisah - sementara kebisingan tersebut dicirikan oleh kontinuitas dalam waktu. Penjelasan yang cerdik, yang disertakan di hampir semua buku teks, menyatakan kebisingan ini sebagai hasil dari pelepasan petir yang terjadi di seluruh dunia sekaligus - bagaimanapun juga, menurut beberapa perkiraan, sekitar 100 petir menyambar permukaan bumi setiap detik. Tetapi pertanyaan konyol tetap terbuka tentang mengapa gangguan karena petir, jauh pada jarak yang sangat jauh, meningkat tajam ketika badai petir lokal mendekat.
Pengalaman yang kaya dari amatir radio dapat ditambah dengan pengalaman sedih para penerbang. Instruksi dan perintah mengatur tindakan awak pesawat ketika pesawat memasuki zona peningkatan elektrifikasi atmosfer - karena bahaya kerusakan pesawat akibat pelepasan listrik statis. Istilah "kerusakan pesawat karena aliran listrik di luar zona aktivitas badai" adalah tipikal di sini. Memang, dalam persentase kasus yang signifikan, terutama di musim dingin, zona peningkatan elektrifikasi atmosfer terbentuk tanpa adanya awan petir, dan jika wilayah muatan antariksa tidak memiliki batas yang ditentukan dengan jelas, maka daerah tersebut tidak menimbulkan flare pada layar radar onboard dan ground. Kemudian hantaman pesawat di zona peningkatan elektrifikasi atmosfer tidak diprediksi, tetapi ditentukan oleh pilot pada kenyataannya, tanda terpenting di antaranya adalah munculnya interferensi radio yang kuat,yang muncul, sekali lagi, sebagai suara dan derak di headphone pilot. Penyebab suara bising dan berderak ini adalah elektrifikasi yang kuat dari pesawat, mis. kelebihan biaya di atasnya. Dapat diasumsikan bahwa pelepasan muatan listrik statik dari pesawat (korona) menimbulkan noise dan cracking pada pita frekuensi radio bekas. Tetapi ingat bahwa suara dan derak yang benar-benar serupa - dalam kondisi yang sangat mirip dengan peningkatan elektrifikasi atmosfer - juga dihasilkan oleh penerima radio berbasis darat, yang tidak tepat untuk membicarakan tentang elektrifikasi yang kuat.bahwa suara dan kresek yang sepenuhnya analog - dalam kondisi yang sepenuhnya analog dari peningkatan elektrifikasi atmosfer - juga diberikan oleh penerima radio berbasis darat, yang tidak pantas untuk membicarakan tentang elektrifikasi yang kuat.bahwa suara dan kresek yang sepenuhnya analog - dalam kondisi yang sepenuhnya analog dari peningkatan elektrifikasi atmosfer - juga diberikan oleh penerima radio berbasis darat, yang tidak pantas untuk membicarakan tentang elektrifikasi yang kuat.
Membandingkan pengalaman amatir radio dan penerbang, kami sampai pada kesimpulan bahwa penyebab utama kebisingan di atas pada peralatan di darat dan di pesawat sebenarnya sama, dan bahwa alasan ini tidak diketahui oleh sains, karena tidak terhubung baik dengan lucutan petir di seluruh dunia, atau dengan elektrifikasi pesawat. Kami mengaitkan alasan ini dengan muatan volumetrik lokal di atmosfer, yang keberadaannya cukup untuk efek gaya bolak-balik pada partikel bermuatan bebas, menurut mekanisme yang dijelaskan di atas.
Tentang arus elektron di sepanjang konduktor vertikal panjang
Jika model di atas benar untuk perilaku fase-frekuensi pulsasi kuantum dalam elektron bebas yang didistribusikan sepanjang ketinggian, maka konsep tradisional perbedaan potensial - untuk fenomena listrik yang melibatkan perbedaan besar dalam ketinggian, kehilangan artinya. Misalnya, biarkan konduktor vertikal meregang melalui beberapa lapisan kuasi-dalam-fase. Maka tidak masuk akal untuk mengatakan bahwa beberapa perbedaan potensial konstan diterapkan pada ujungnya. Memang, perbedaan potensial konstan seperti apa yang dapat kita bicarakan jika tanda-tanda muatan elektron di ujung atas dan bawah konduktor ternyata memiliki nama yang sama, lalu tidak seperti - dengan frekuensi, katakanlah, 1 MHz? Dalam hal ini, adalah benar untuk berbicara hanya tentang konsentrasi elektron dalam jumlah berlebih di salah satu ujung konduktor - yaitu menggunakan alat konseptual,di mana logika program dibangun, yang menghilangkan ketidakhomogenan bernama dalam distribusi muatan, memindahkan elektron berlebih di sepanjang konduktor.
Tetapi bahkan ketika menggunakan terminologi yang benar, diperlukan penjelasan: bagaimana, misalnya, saluran listrik bekerja di antara titik-titik dengan perbedaan ketinggian yang besar - mis. bagaimana arus elektron (terutama konstanta) melewati sebuah konduktor, di bagian tetangga yang muatan elektronnya tidak selalu dengan nama yang sama, tetapi beralih di antara keadaan dengan nama yang sama dan nama yang berlawanan pada frekuensi radio.
Mari kita pertimbangkan kasus panjang konduktor vertikal di mana percepatan gravitasi g dapat dianggap konstan. Kemudian, seperti dapat diasumsikan, ketebalan lapisan kuasi-inphase terlibat adalah sama, dan, karena itu, perbedaan df e antara frekuensi dari denyutan acuan dalam lapisan yang berdekatan adalah sama. Dengan lebar p yang sama dari koridor fase, yang memberikan identifikasi muatan yang sama atau berlawanan (lihat di atas), dua keadaan dalam konduktor akan saling menggantikan dengan periodisitas 1 / df e. Yakni, periode setengah akan berlangsung melalui nama yang sama dari muatan elektron di semua lapisan, dan tanda setengah periode lainnya dari muatan elektron akan bergantian dari lapisan ke lapisan - sementara salah satu lapisan dapat diambil sebagai referensi.
Kami tertarik pada pertanyaan: jika, katakanlah, kelebihan elektron yang konstan dipertahankan di ujung atas konduktor kita, lalu bagaimana sifat arus yang dihasilkan elektron dalam konduktor? Pada interval waktu dengan identitas ujung-ke-ujung muatan, jelas bahwa elektron akan bergerak ke bawah di sepanjang konduktor. Pada interval waktu dengan tanda muatan elektron selapis demi selapis, situasinya akan menjadi lebih rumit. Pada lapisan yang muatan elektronnya akan memiliki nama yang sama dengan muatan berlebih di bagian atas, elektron akan bergerak ke bawah, dan pada lapisan yang berlawanan, elektron akan bergerak ke atas. Perhatikan bahwa arus elektron "negatif" ke bawah dan arus elektron "positif" ke atas adalah ekivalen. Dan detektor apa pun akan mendeteksi, dalam masalah kita, arus searah yang sama di mana pun di konduktor - jika kita mengabaikan kondensasi dan penghalusan elektron bebas,yang akan diperoleh di persimpangan lapisan untuk setiap interval waktu dengan tanda muatan bergantian lapis demi lapis. Dan kondensasi-penghalusan ini memang akan diabaikan, karena kecepatan kemajuan elektron dalam konduktor, bahkan dengan arus yang kuat, hanya beberapa sentimeter per detik.
Dengan demikian, perbedaan tanda muatan elektron, yang dibicarakan oleh model kita, secara praktis tidak mempengaruhi proses pergerakan elektron berlebih di sepanjang konduktor vertikal yang panjang. Tetapi petir menyambar melalui udara, yang dalam kondisi normal bukan merupakan konduktor. Agar sambaran petir menjadi mungkin, saluran konduksi harus dibentuk di udara, mis. saluran dengan derajat ionisasi yang cukup tinggi.
Bagaimana kondisi untuk gangguan udara frekuensi tinggi tercipta di bawah awan petir
Di bagian bawah petir, dari mana pembentukan saluran konduksi untuk sambaran petir dimulai, muatan berlebih terkonsentrasi - sebagai aturan, negatif. Panjang vertikal area konsentrasi muatan ini bisa 2-3 km.
Tampaknya konsentrasi muatan yang kuat ini menyebabkan arus listrik dari partikel bermuatan bebas yang hadir dalam jumlah kecil di udara yang tidak dapat ditembus antara awan dan tanah. Aksi gaya statis pada elektron bebas akan lebih efektif daripada ion - dibandingkan dengan, elektron memiliki kelembaman yang lebih rendah dan mobilitas yang lebih tinggi. Tetapi dalam literatur tentang kelistrikan atmosfer, kami tidak menemukan penyebutan apapun tentang penyimpangan elektron atmosfer di bawah awan petir ke tanah - dan penyimpangan ini tidak dapat luput dari perhatian. Dan tidak ada penulis yang mengajukan pertanyaan: mengapa tidak ada penyimpangan seperti itu?
Model kami dengan mudah menjelaskan paradoks ini dengan fakta bahwa konsentrasi kuat muatan di atmosfer tidak mengarah pada efek gaya statis pada partikel bermuatan bebas di bawahnya, tetapi pada tanda bolak-balik - terlebih lagi, dalam pita frekuensi lebar yang ditentukan oleh panjang vertikal konsentrasi muatan. Dengan dampak seperti itu, dalam pergerakan elektron atmosfer yang dihasilkan tidak ada komponen yang sesuai dengan arus searah - seperti pada konduktor dengan muatan berlebih di salah satu ujungnya - elektron ini hanya mengalami "benturan" frekuensi tinggi.
Tapi "kekentalan" elektron di atmosfer ini memastikan, menurut pendapat kami, pembentukan saluran konduksi untuk sambaran petir. Jika energi kinetik elektron bebas sebagai hasil dari pemaparan frekuensi tinggi cukup untuk ionisasi impak atom udara, maka kerusakan frekuensi tinggi tanpa elektroda akan terjadi. Diketahui dengan baik bahwa kerusakan HF terjadi pada kekuatan medan yang jauh lebih rendah daripada kerusakan longsoran, semua hal lainnya dianggap sama. Ini menjelaskan misteri pembentukan saluran konduksi untuk sambaran petir pada tegangan yang jauh dari cukup untuk kerusakan longsoran salju.
Penting untuk ditambahkan bahwa N. Tesla mengejutkan orang-orang sezamannya dengan tontonan pelepasan panjang di udara, yang disebabkan olehnya secara artifisial - dia bahkan disebut "penguasa petir". Diketahui bahwa rahasia Tesla tidak hanya terdiri dari penggunaan tegangan yang sangat tinggi, tetapi juga dalam pergantian tegangan ini, pada frekuensi puluhan kHz dan lebih tinggi. Jadi, jenis gangguan udara di petir Tesla tidak diragukan lagi adalah frekuensi tinggi.
Tapi mari kita kembali ke pemecahan HF udara, yang membentuk saluran konduksi untuk sambaran petir dari awan ke darat. Jelas bahwa, dengan kerapatan elektron bebas yang sama di seluruh ketinggian antara awan dan tanah, kerusakan HF pertama-tama akan terjadi di mana, karena tumbukan HF, elektron memiliki energi kinetik maksimum. Antara awan dan tanah, energi elektron atmosfer ternyata maksimum di daerah yang berbatasan langsung dengan "dasar" awan: pertama, ada intensitas maksimum dampak HF, dan kedua, kepadatan udara minimal, yang mendukung percepatan elektron. Itulah sebabnya, dalam kasus kami, kerusakan HF dimulai dari bawah petir. Tetapi ia tidak langsung bertunas ke seluruh ketinggian antara awan dan tanah - ia hanya bertunas sepanjang satu langkah di "pemimpin langkah".
Yang menentukan panjang langkah pemimpin
Jadi, saluran konduksi untuk sambaran petir dari awan ke tanah mulai tumbuh dari area yang berdekatan dengan "dasar" petir. Tampaknya kerusakan HF yang berkembang dari awan ke tanah dapat menumbuhkan saluran konduksi sekaligus untuk seluruh panjang yang dimungkinkan oleh intensitas paparan HF - intensitas ini akan cukup untuk memastikan derajat ionisasi udara yang diperlukan. Tetapi pendekatan ini tidak memperhitungkan kondisi spesifik yang ada pada batas-batas lapisan quasi-inphase.
Memang, mari kita pertimbangkan elektron bebas, yang, pada tahap percepatan aksi RF, melintasi batas antara lapisan kuasi-fase yang berdekatan. Jika, pada saat melintasi batas, di lapisan yang berdekatan ini terdapat nama muatan elektron yang sama, maka tidak ada yang istimewa yang akan terjadi pada elektron kita - tahap percepatan tumbukan HF akan berlanjut. Tetapi jika transisi batas jatuh pada perbedaan muatan elektron di lapisan yang berdekatan, maka hasil transisi batas tersebut akan menjadi inversi fase langsung dari efek HF: tahap percepatan akan digantikan oleh tahap yang melambat. Dalam hal ini, elektron tidak akan dapat merasakan efek HF secara penuh, tidak seperti elektron yang berosilasi dalam satu lapisan kuasi-dalam-fasa atau melintasi perbatasan di antara mereka ketika muatan elektron di dalamnya memiliki nama yang sama.
Oleh karena itu, pada batas-batas antara lapisan tetangga kuasi-dalam-fase terdapat lapisan batas di mana beberapa elektron bebas memiliki energi kinetik yang jauh lebih rendah daripada yang disediakan oleh aksi HF untuk elektron yang tersisa. Karena energi kinetik elektron yang berkurang juga berarti kemampuannya yang berkurang untuk mengionisasi udara, maka pada lapisan batas efisiensi ionisasi berkurang - kira-kira setengahnya. Oleh karena itu, ada kemungkinan besar bahwa pemecahan HF, setelah mencapai daerah dengan efisiensi ionisasi yang berkurang di lapisan batas, tidak akan dapat melewati daerah ini, dan perkembangan pemecahan HF akan berhenti di situ.
Kemudian langkah-langkah dari mayoritas pemimpin langkah harus dimulai dan diakhiri pada lapisan batas antara lapisan quasi-inphase. Dan dengan panjang rata-rata langkah pemimpin, seseorang dapat menilai ketebalan lapisan kuasi-fase - dengan mempertimbangkan bahwa jika satu langkah jatuh pada satu lapisan fase fase, maka panjang langkah harus bertambah ketika langkah menyimpang dari arah vertikal. Sayangnya, kami tidak menemukan data dalam literatur yang memungkinkan kami untuk mengkonfirmasi atau menyangkal tesis tentang penambahan panjang langkah pemimpin ketika menyimpang dari vertikal. Namun, terdapat indikasi bahwa petir yang hampir linier horizontal terbentuk dengan lebih bebas - tanpa batasan kaku pada panjang tangga pemimpin, yang diterapkan untuk petir "dari awan ke darat". Memang, terlepas dari kenyataan bahwa panjang petir "awan-ke-tanah" rata-rata 2-3 km, "panjang petir,apa yang terjadi di antara awan, mencapai 15-20 km dan bahkan lebih.
Jika alasan kita benar, maka ketebalan lapisan quasi-inphase harus sedikit kurang dari rata-rata panjang langkah pemimpin. Penulis yang berbeda memberikan nilai yang sedikit berbeda untuk panjang langkah rata-rata - sebagai nilai perkiraan kita akan menyebut angka 40 m. Jika angka ini tidak jauh dari kebenaran, maka kita tidak akan banyak salah jika kita menyebut nilai 30 m sebagai nilai perkiraan untuk ketebalan lapisan kuasi-dalam-fase.
Apa yang terjadi di jeda antara pembentukan saluran konduksi
Pengalaman menunjukkan bahwa setelah pembentukan saluran konduksi berikutnya dengan panjang satu tahap pemimpin - yang membutuhkan waktu sekitar 1 md - ada jeda sebelum membangun tahap berikutnya; jeda ini berlangsung sekitar 50 ms. Apa yang terjadi selama jeda ini?
Jawabannya menunjukkan dirinya sendiri: selama jeda ini, elektron bebas bergerak dari awan di sepanjang saluran konduksi yang terbentuk, dengan pengisian bagian baru yang tumbuh sampai ke ujungnya, sehingga pada ujung ini konsentrasi elektron berlebih cukup untuk pemecahan lapisan batas antara lapisan kuasi-inphase yang berdekatan. Kami menemukan konfirmasi tesis tentang kemajuan elektron di sepanjang saluran konduksi di jeda antara penumpukan anak tangga pemimpin di Schonland, yang menulis tentang kebetulan kecepatan pemimpin langkah dengan kecepatan melayang elektron bebas - mengingat kepadatan udara dan kekuatan medan listrik. Di sini Shonland berbicara tentang kecepatan rata-rata seorang pemimpin yang melangkah, tetapi pemimpin ini maju dengan lemparan pendek, dan sebagian besar waktu lainnya dia "beristirahat". Dan jika kecepatan rata-rata yang dihasilkan dari pemimpin langkah sama dengan kecepatan kemajuan elektron, ini berarti bahwa elektron bergerak di sepanjang bagian baru saluran konduksi yang sedang tumbuh tepat selama jeda berikut - lagipula, dengan kecepatan penyimpangannya, mereka tidak akan punya waktu untuk maju di sepanjang bagian baru selama pembentukannya.
Dan, memang, pemecahan HF membentuk bagian baru saluran konduksi hanya melalui peningkatan derajat ionisasi udara di dalamnya - jumlah elektron bebas dan ion positif meningkat, tetapi tetap sama satu sama lain. Oleh karena itu, pada awalnya, tidak ada kelebihan muatan di bagian baru saluran konduksi - dan perlu waktu untuk aliran masuknya. Itulah sebabnya, menurut pendapat kami, model amplifikasi medan Frenkel di ujung kerusakan yang sedang tumbuh tidak dapat digunakan. Untuk peningkatan bidang seperti itu, diperlukan muatan berlebih di ujungnya. Tetapi kami melihat bahwa penumpukan saluran konduksi terjadi karena tidak adanya muatan berlebih di ujung kerusakan yang semakin besar - muatan berlebih ini mengalir masuk dengan penundaan yang signifikan.
Mari kita tekankan bahwa model pergerakan elektron dari awan di sepanjang saluran konduksi selama jeda antara penumpukan saluran ini yang berurutan yang memberikan jawaban paling sederhana dan logis untuk pertanyaan tentang bagaimana derajat ionisasi yang tinggi dipertahankan di saluran selama jeda ini - ketika mekanisme yang menyediakan kerusakan cepat, tidak dapat lagi mengatasi hilangnya ion sebagai akibat rekombinasi dan difusi. Menurut pendapat kami, kemajuan elektron berlebihlah yang menciptakan ion tambahan melalui dampak ionisasi dan dengan demikian berkontribusi untuk mempertahankan keadaan konduksi di saluran.
Kami menambahkan bahwa pergerakan elektron bebas dalam jeda antara penumpukan saluran konduksi terjadi tidak hanya di sepanjang saluran yang mencapai tanah dan melalui mana kejutan arus utama akan terjadi, tetapi juga di sepanjang saluran buntu percabangan. Hal ini secara visual dibuktikan oleh kesamaan lengkap dari pertumbuhan banyak saluran sekaligus - ketika belum jelas saluran mana yang akan menjadi saluran guncangan arus utama.
Guncangan arus utama
Ketika saluran konduksi antara petir dan tanah terbentuk sepenuhnya, kejutan arus utama (atau beberapa kejutan arus) terjadi di sepanjang saluran tersebut. Kadang-kadang dalam literatur, guncangan arus utama sangat tidak berhasil disebut guncangan arus balik atau pelepasan muatan balik. Istilah-istilah ini menyesatkan, memberikan kesan bahwa dalam pelepasan terbalik, elektron bergerak berlawanan arah dengan saluran di mana saluran konduksi tumbuh dan di mana mereka bergerak saat mereka tumbuh. Faktanya, dalam "pelepasan balik", elektron bergerak ke arah "maju", bergerak keluar dari awan - yaitu dari area konsentrasi berlebihan mereka - di tanah. "Kebalikan" dari pelepasan ini memanifestasikan dirinya secara eksklusif melalui dinamika yang diamati. Faktanya adalah bahwa segera setelah pembentukan saluran konduksi antara awan dan tanah,diisi dengan elektron berlebih, kejutan arus utama berkembang sedemikian rupa sehingga, pertama-tama, elektron mulai bergerak di bagian saluran yang paling dekat dengan tanah, kemudian - di bagian yang lebih tinggi, dll. Pada saat yang sama, tepi zona cahaya yang intens, yang dihasilkan oleh gerakan elektron yang kuat ini, bergerak dari bawah ke atas - yang memberi penulis lain alasan untuk membicarakan "pelepasan balik".
Cahaya saat guncangan arus utama memiliki fitur yang menarik. “Begitu pemimpin mencapai Bumi, pelepasan utama segera muncul, menyebar dari Bumi ke awan. Debit utama jauh lebih intens dalam pendaran, dan telah diamati bahwa saat luahan utama bergerak ke atas, pendaran ini berkurang, terutama saat melewati titik-titik percabangan. Peningkatan pancaran tidak pernah diamati saat pelepasan bergerak ke atas. Kami menjelaskan fitur ini dengan fakta bahwa, pada tahap awal guncangan arus utama, arus elektron di saluran konduksi utama, yang membentang dari awan ke tanah, diumpankan oleh arus elektron dari cabang buntu - seperti sungai yang dialiri oleh aliran yang mengalir ke dalamnya. Arus ini, memberi makan kejutan arus di saluran utama, benar-benar "terbalik":elektron kemudian kembali dari cabang ujung buntu ke saluran utama.
Rekaman video sambaran petir dari awan ke darat dalam gerakan lambat tersedia secara gratis di Internet. Mereka jelas menunjukkan, dengan pijar yang merambat lemah, dinamika kemajuan elektron di sepanjang saluran konduksi yang tumbuh - dengan percabangan yang melimpah. Akhirnya, pelepasan cahaya terang terjadi di sepanjang saluran utama, pada awalnya disertai dengan cahaya di cabang samping - yang padam jauh lebih cepat daripada cahaya di saluran utama, karena elektron dari awan sekarang tidak memasuki cabang samping, tetapi bergerak di sepanjang saluran utama ke dalam tanah.
Kesimpulan
Kami tidak mengklaim sepenuhnya menutupi fenomena yang terjadi saat sambaran petir. Kami hanya mempertimbangkan kasus petir linier awan-ke-tanah yang khas. Tetapi untuk pertama kalinya kami memberikan penjelasan sistemik tentang fisika petir semacam itu. Kami telah memecahkan teka-teki kemungkinan petir pada kekuatan medan listrik yang jauh dari cukup untuk pemecahan longsoran udara - lagipula, kerusakan di sini ternyata frekuensi tinggi daripada longsoran salju. Kami telah menyebutkan alasan kerusakan RF ini. Dan kami menjelaskan mengapa kerusakan ini tumbuh dalam segmen yang berurutan, dengan jeda yang signifikan di antara mereka.
Semua penjelasan ini ternyata merupakan konsekuensi langsung dari gagasan kami tentang sifat listrik dan tentang organisasi gravitasi - namun, dengan beberapa asumsi klarifikasi. Peran kunci dimainkan oleh gagasan organisasi gravitasi, karena kilat tampak bagi kita sebagai fenomena listrik-gravitasi. Menariknya, fenomena petir antara petir dan bumi ternyata menjadi bukti penting kebenaran dua konsep dasar dunia fisik "digital" sekaligus, tentang esensi listrik dan gravitasi - lagipula, petir menemukan penjelasan yang masuk akal atas dasar penjahitan kedua konsep tersebut.
Kami menambahkan bahwa fisika petir linier di atas antara badai petir dan bumi dapat berfungsi sebagai titik awal untuk menjelaskan sifat jenis petir lainnya. Misalnya, keteraturan susunan lapisan dengan kondisi khusus ionisasi udara dapat memainkan peran kunci dalam pembentukan apa yang disebut. ritsleting manik-manik.
Penulis: A. A. Grishaev, peneliti independen
