Elmo's fire je trvalá modrá záře, která se během bouří občas objeví poblíž špičatých objektů. Název je něco nesprávného názvu, protože elektrický jev má více společného s blesky nebo polární záře než s plamenem.
Kapitáni moří a nebe znají nejlépe oheň sv. Elmo, protože éterické světlo bylo dlouho viděno, jak lpí na stěžňech lodí a později na křídlech letadel. Námořníci zaznamenali tuto podívanou tisíce let, ale teprve v minulém století a půl se vědci dozvěděli dost o struktuře hmoty, aby pochopili, proč k tomuto jevu dochází. Enigmatický oheň zapalují bohové nebo světci, ale jeden z pěti stavů hmoty: plazma.
Zprávy o modrých světlech matně blikajících z vrtulníků lodí sahají až do starověku, kdy Řekové a Římané interpretovali pohled jako návštěvy polobohů dvojčat Castora a Polluxa. Vzhledem k zachráncům těch, kteří byli v nebezpečí, by zjevení dvojčat přišlo jako nadějný znak pro námořníky zvětralé bouří.
Tento jev později dostal své moderní jméno od St. Erasmus, nebo St. Elmo zkrátka, kteří žili ve třetím století. Svatý Elmo získal slávu jako svatý patron námořníků a střevní úzkosti poté, co byl údajně zabit disembowelingem. Námořníci se k němu modlili ve chvílích nouze a pokračovali v interpretaci záře ohně tančícího sv. Elmo a syčení na špičkách jejich lodí jako příznivého znamení.
Co způsobuje požár St. Elmo?
Vědecké porozumění ohněm sv. vyrobené z více než neutrálních atomů. Zjistit, že atomy obsahovaly menší nabité částice, se ukázalo jako nezbytné pro pochopení toho, proč Crookesova hmota zářila, čímž se spustilo celé nové pole fyziky plazmatu.
Plazma nastává, když přebytečná energie rozdělí atomy v neutrálním plynu a vytvoří nabitý plyn. Jedním způsobem, jak vytvořit plazmu, je teplo. Například zahřátím tuhého ledu se rozbijí molekulární krystaly na kapalnou vodu a vroucí kapalná voda uvolňuje molekuly vody k vzestupu jako plynná pára. Pokračujte ve vypouštění energie do páry (zahříváním kolem 21 000 stupňů Fahrenheita nebo například 12 000 stupňů Celsia) a atomy v molekulách vody se zdrsní, ztratí své elektrony a stanou se nabitými ionty. Tento bod představuje přechod z plynu, oblaku neutrálních částic, na plazmu, oblak obsahující mnoho nabitých částic.
Elektřina dokáže roztrhnout molekuly plynu a vytvořit plazmu snadněji než teplo, což je klíčem k ohni sv. Během bouře vytváří tření v určitých částech mraků další elektrony a vytváří tak silná elektrická pole, která se dostávají na zem. Dostatečně silné pole může teoreticky rozdělit vzduch na plazmu kdekoli, ale v praxi mají ostré body (jako je stožár lodi) sklon soustřeďovat pole, strhávat elektrony z atomů, aby zanechávaly nabité ionty ve zvláště vysokých počtech blízko ostrých míst.
Jakmile se vzduch kolem stožáru částečně přemění v plazmu, oheň sv. Elmo svítí procesem zvaným koronový výboj. Když se elektrické pole uklouzne kolem elektronů, klepou do neutrálních částic a promíchají je do energetičtějšího stavu.
Představte si, že „někteří šikani prochází školním dvorem, kteří kopají všechny děti,“ řekla Kristina Lynch, plazmová fyzikka na Dartmouth College v New Hampshire. "Všichni jsou nadšeni a pak se musí uvolnit." K ochlazení vyzařované částice emitují foton světla se zvláštní energií a barvou. U dusíku a kyslíku, které dominují v zemské atmosféře, výbuch světla pálí modrou a fialovou.
Oheň sv. Elmo není blesk
Zatímco oheň sv. Elmo má tendenci se odehrávat v bouřlivých podmínkách, je to jasný jev od blesku. Blesk blesku obsahuje ze stejného důvodu modrou a fialovou barvu, ale také září bíle - směs mnoha barev - protože ohřívá vzduch kolem ní.
Barevná světla polární záře získávají svou záři také z uvolňujících částic, i když elektrony, které tyto částice vzrušují, nakonec získají svou energii ze slunečního větru, spíše než elektricky nabité mraky. Mnozí také zaměňují oheň sv. Elmo s kulovým bleskem, což je další žhavý jev známý pro tisíciletí. Zatímco ty vznášející se sféry světla zůstávají špatně pochopeny, obě události byly hlášeny společně, jak je v tomto horolezeckém účtu z roku 1977 hlášeno v Journal of Scientific Exploration:
„Hned pode mnou byla zchátralá budova. Na každém místě ocelové konstrukce, která vyčnívala ze zřícenin, jsem viděl stále jazyky světle modrého plamene. Plamen měl různé velikosti. Čím vyšší byl bod, tím větší byl jazyk plamene. Stále nižší, ve výšce 4 000 až 4 100 m, blesk blýskal. Oranžové koule velikosti fotbalového míče létaly větrem na pozadí černých mraků. "
Je oheň St. Elmo nebezpečný?
Naštěstí pro turisty a námořníky oheň sv. Elmo nespaluje ani nepředstavuje žádné bezprostřední nebezpečí nad rámec samotného potenciálně bouřlivého počasí.
Inženýři však musí při navrhování elektrických zařízení, zejména elektrických vedení, brát v úvahu koronový výboj, protože nechtěné případy požáru St. Elmo mohou vysát hodnotnou elektřinu. Aby se tento účinek minimalizoval, mnoho vedení na dlouhé vzdálenosti obsahuje „koronové prstence“ podobné špičkám kolem špičatých oblastí, jako jsou špičky věží a sloupů. Tyto kroužky chrání elektrické pole před dostatečnou koncentrací k produkci velkého množství plazmy.
V jiných případech inženýři našli způsoby, jak využít koronový výboj ve svůj prospěch. Tento proces se podílí na výrobě ozónu, průmyslového dezinfekčního prostředku. Výboj Corona také hraje roli při vytváření nabitých povrchů potřebných uvnitř kopírky.
Zatímco vědci tento fenomén demystifikovali a uvedli do provozu v moderní technologii, neškodná, ale podmanivá záře ohně sv.
