分厚い嵐雲が空を暗くすると、遅かれ早かれそこから稲妻が発生する可能性が非常に高くなります。これらは、雲の形成の原因となる水滴内の静電気の結果です。しかし、これまでのところ、それらの出現の原因は科学的知識から逃れられています。しかし今、ついに彼らの多くのスパイクの説明が得られました。
雷: 電子と分子の衝突が光学を生み出す
オーストラリアの物理学者Dr.ジョン・ロウク氏と同僚のエンドレ・シリ氏は、新しい研究のために雷を詳しく調べました。これは、雷がどのように地面に到達するかを示す高速カメラによる観察に基づいています。
稲妻がいくつかの個別に認識可能な別々のセクション (ロークはそれらをステージと呼んでいます) に分かれて形成されることが観察されました。これらはそれぞれ長さが約 50 メートルで、ほんの一瞬だけ現れてから、同じくらい短時間暗転します。その後、別の段階が発生します。この連鎖は、雷がターゲットに到達するまで繰り返されます。
しかし、その間に暗闇の段階がある場合、連続的な電気接続を使用してこれらの段階をどのように形成できるのでしょうか? Lowke と Szili の場合、電子が分子に衝突することが原因です。
導電性空気
具体的には、準安定一重項デルタ酸素分子に関するものです。これらは多くのエネルギーを持っており、電子が酸素分子と衝突するときに生成されます。これにより、電子が分離され、電界が再分布されます。
その結果、稲妻のステップが形成されるにつれて、たとえそれが暗くなったとしても、雲との接続を維持する導電性の電荷が生成されます。このプロセスは、酸素分子が準安定状態になる励起状態によって促進されます。数値が十分に大きければ、空気が確実に電気を通すことができます。
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セキュリティに関する重要な洞察が可能
Lowke が要約しているように、稲妻段階 (およびそのスパイク) は、十分な量の準安定状態が生成されて非常に多くの電子が放出されるときに発生します。ステージの暗いセクションでは、準安定状態と電子の密度が増加します。
5,000 万分の 1 秒経過すると、ステージに電気が流れるようになります。ステージの上部では、電位が雲のレベルに達し、別のステージが生成されます。
科学者らによると、雷に関する新たな洞察は、日常生活をより安全にし、建物、航空機、そして最終的には人々の保護を向上させるのに役立つ可能性があります。
出典: 「雷の「ステップリーダー」理論に向けて」 (Journal of Physics D: Applied Physics、2022)