Электрический ток невидим. Он, как вода, течет повсюду: и в окружающей нас неживой среде, и внутри биологических объектов, порождая целый спектр разнообразных явлений. Наиболее яркие из них можно наблюдать в небе в виде электрических разрядов — молний, имеющих, как выяснили ученые, фрактальную природу.

Огненные зигзаги, распарывающие небо, — это разновидность искрового электрического разряда. Он возникает в грозовом облаке, когда между частями самого облака или между облаком и землей появляется большая разность потенциалов. Разделение зарядов внутри грозового облака происходит благодаря конвективным потокам, переносящим наэлектризованные из-за трения капельки воды. Перед самой вспышкой молнии от облака к земле устремляется поток электронов, которые, соударяясь с молекулами воздуха — кислорода и азота, — ионизируют их. В результате в газовой среде возникает яркий разряд тока силой в десятки тысяч ампер. Быстро нагреваясь, атмосферный газ расширяется, порождая ударную звуковую волну, и мы слышим гром.

Электрический разряд в газе можно создать и искусственно:

В центре стеклянного шара установлен электрод. Когда напряжение на нем достигает критической величины, происходит разряд и электроны, устремляясь к стеклу, ионизируют молекулы газа, вызывая излучение квантов света. Так образуется плазма — светящийся поток раскаленных ионов.

«Ёлка» Тесла

Следующий разряд похож на снежинку - только снежинки не бывают криволинейными. Любопытно, как шесть корневых «отростков» потом раздваиваются.

Разряд в магнитном поле:

Причудливые формы разряд приобретает, видимо, под действием переменного магнитного поля, который закрутил линии разряда то в одну, то в другую сторону. Очень похоже на корневую систему какого-нибудь растения.

В отличие от молний и искусственных электрических разрядов на свободном воздухе, разряд в газоразрядной трубке очень плотный, «заросший»:

Электрический разряд можно создать и в воде. Разряд в жидкости начинает формироваться как с острия потенциального электрода, так и из «тройной точки», которая находится в месте контакта металла потенциального электрода, изоляции электрода и воды. Ниже приведена фотография развития разряда с тройной точки, где 1 - изолятор высоковольтного электрода; 2 - высоковольтный электрод; 3 - заземленный электрод.

Диэлектрики - это вещества, которые не проводят ток в нормальных условиях. Но только в нормальных!

Разряд в диэлектрике

Подобные картины распределения искровых каналов, стелющихся на поверхности твёрдого диэлектрика при скользящем искровом разряде, впервые наблюдались Георгом Кристофом Лихтенбергом в 1777 году и были названы в его честь «фигурами Лихтенберга». В сильном разряде высокие давления и температуры в искровых каналах деформируют поверхность диэлектрика, запечатлевая оригинальные фигуры папоротникообразной формы.

В слабых разрядах фигуры соответствуют избирательной поляризации диэлектрика, и их можно сделать видимыми, посыпая поверхность диэлектрика специальным порошком или проявляя фотопластинку, подложенную во время разряда под слой диэлектрика.

Электрический разряд в трёхдюймовом кубе из оргстекла

Фигуры Лихтенберга называют ещё «цветами молнии» и мы можем в этом убедиться:

Кстати, в историю физики Лихтенберг вошел как ученый, который ввёл обозначения разных видов электричества знаками «+» и «-» (положительное и отрицательное напряжение). До него электричество имело другие обозначения – «стеклянное» и «гуттаперчевое», «янтарное» и «шерстяное» и т.д.

Удары молний оставляют очень характерные следы – те же фигуры Лихтенберга.

След от ударившей в землю молнии

След от удара молнии на асфальте

След разрядов на дереве

След от удара молнии на руке

Обязательно выключайте мобильные телефоны во время грозы
и не пренебрегайте мерами безопасности!

Мало кто знает, что молнии после удара в землю не исчезают бесследно, а превращаются в камень...

В начале мая 2006 года в штате Миннесота, в Миннеаполисе на тротуаре обнаружили странные шрамы. Около 3 метров в длину, примерно в 5 сегментов, каждый около 2 см в глубину и 5 см в ширину. При ближайшем рассмотрении оказалось, что по краям "шрам" почти полностью инструктирован черными прозрачными камнями, похожими на стекло.

Тогда списали это на разряд от высоковольтного кабеля, проходящего прямо над тем же местом. Вот только не учли, что температура плавления песка (кварца) более 1700°C, следовательно, это разбившаяся о поверхность молния.

Окаменелые молнии появляются при попадании очень мощной молнии в поверхность Земли и вследствие ударов молний в песчаный или насыщенный кварцем грунт, скальную породу. В толще грунта из спёкшегося песка формируются полые ветвистые трубки с гладкой или покрытой маленькими пузырьками внутренней поверхностью – фульгуриты (от лат. fulgur — удар молнии и греч. - eidēs — подобный).

Появление стеклянной трубочки связано с тем, что между песчинками всегда находятся воздух и влага. Электрический ток молнии за доли секунд раскаляет воздух и водяные пары до огромных температур, вызывая взрывообразный рост давления воздуха между песчинками и его расширение. Расширяющийся воздух образует цилиндрическую полость внутри расплавленного песка. Иногда образуются отдельные капли.

Фактически, окаменевшая молния является природным стеклом, с доисторических времен люди делают из них украшения. Такие камни украшения очень ценились в Древнем Египте жрецами. Они считали, что их наделяет божественная сила...

Часто аккуратно выкопанный из песка фульгурит по форме напоминает корень дерева или ветвь с многочисленными отростками. Такие ветвистые фульгуриты образуются, когда разряд молнии попадает во влажный песок, который, как известно, имеет большую электропроводность, чем сухой:

А этот фульгурит очень напоминает кораллы:

В рассказе о разрядах нельзя не упомянуть об эффекте Кирлиан - коронном барьерном разряде в газе. Он был открыт в 1939 году С. Д. Кирлианом (совместно с супругой В. Х. Кирлиан). Кирлиановская фотография – это фотографическая фиксация разрядов, образующихся вокруг различных проводящих предметов и веществ в поле высокого напряжения и высокой частоты.

Известность эта техника приобрела благодаря энтузиастам биоэнергетики, которые считают, что кирлиановские снимки фиксируют "ауру" различных предметов и веществ. По форме, однородности, плотности разрядов они судят о биоэнергетическом состоянии предмета. Особенно популярны исследования воды, которая, как считают биоэнергетики, обладает памятью и способна накапливать эмоции. Следующие фотографии сделаны Наталией Морозовой, и на них результаты опытов с каплями воды из различных источников.

Кирлиановские фотографии

Естественно, что корона электрических разрядов вокруг капель воды имеет фрактальную структуру, потому что вообще электрические разряды имеют такую структуру. Но на снимках видна разница между различными каплями: некоторые дают густую и разветвленную корону, а некоторые образцы – разряженную корону, образованную веникообразными отростками.

Роман Уфимцев (материалы его сайта здесь снова были использованы) считает, что на снимках «кое-какая система всё же прослеживается: чем больше минеральных солей в воде, тем гуще и разветвлённее электрическая корона. Возможно, что количество солей в воде (а может быть, и другие параметры, например, температура) влияет на фрактальную размерность формы короны – чем больше солей, тем она выше».

И напоследок. Биохимик Стэнли Миллер в 1953 году провел опыт по пропусканию электрического тока через воду, насыщенную газами первобытной атмосферы Земли (метан, аммиак и водород), в результате чего синтезировались аминокислоты - одни из кирпичиков жизни. В результате этого опыта теория зарождения жизни на Земле претерпела существенные изменения, и теперь молниям в ней отводится основополагающая роль.

Вот такие они электрические разряды: завораживающе красивые, смертельно опасные и сотворяющие!

 

 Публикация Сайт "СИМФОНИЯ ТВОРЕНИЯ"