St. Elmo의 화재는 폭풍이 치는 동안 때때로 뾰족한 물체 근처에 나타나는 지속적인 푸른 빛입니다. 전기 현상은 불꽃보다 북극광이나 번개와 더 공통적이므로 이름은 잘못된 이름입니다.
미묘한 빛이 오랫동안 선박의 돛대와 더 최근에는 비행기의 날개에 달라 붙는 것을 보았 기 때문에 바다와 하늘의 선장은 세인트 엘모의 화재를 가장 잘 알고 있습니다. 마리너들은 수천 년 동안 그 광경을 주목했지만, 지난 세기 반만에 과학자들은 현상이 일어나는 이유를 이해하기 위해 물질의 구조에 대해 충분히 배웠습니다. 수수께끼의 불을 불 태우는 것은 신이나 성도가 아니라 물질의 다섯 가지 상태 중 하나 인 플라즈마입니다.
그리스와 로마인들이 시신을 카스트 르와 폴룩스의 반신 쌍둥이의 방문으로 해석했을 때, 선박의 굴착 장치에서 푸른 빛이 희미하게 깜박 거리는 보고서는 고대로 거슬러 올라갑니다. 위험에 처한 사람들의 구세주로 여겨지는 쌍둥이의 유령은 폭풍우를 치는 선원들에게 희망적인 신호가되었을 것입니다.
이 현상은 나중에 3 세기에 살았던 세인트 에라스무스 (St. Erasmus) 또는 세인트 엘모 (St. Elmo)에서 현대적인 이름을 얻었습니다. St. Elmo는 해산으로 사망 한 것으로 알려지면서 선원 수호자 및 장의 고통으로 명성을 얻었습니다. 선원들은 고난의 순간에 그에게기도했으며 성 엘모의 불 춤과 보트 끝에서 his 소리를 유리한 징조로 해석했습니다.
세인트 엘모의 화재의 원인은 무엇입니까?
St. Elmo의 화재에 대한 과학적 이해는 1879 년 영국의 화학자이자 물리학자인 William Crookes가 진공관 작업을 통해 "방사성 물질"을 생산 한 후에야 가능해졌습니다. 중성 원자 이상으로 만들어졌습니다. 원자가 더 작고 하전 된 입자를 함유하고 있다는 사실을 발견하면 크로크 스의 문제가 왜 빛을 발하여 플라즈마 물리학의 새로운 분야가 시작되었는지 이해하는 데 필수적이었습니다.
플라즈마는 과도한 에너지가 중성 가스의 원자를 분해하여 하전 된 가스를 생성 할 때 발생합니다. 플라즈마를 생성하는 한 가지 방법은 열을 이용하는 것입니다. 예를 들어, 고체 얼음을 가열하면 분자 결정이 액체 물로 분해되고 끓는 액체 물이 물 분자를 방출하여 기체 증기로 상승합니다. 화씨 21,000도 (예를 들어 섭씨 12,000도 이상으로 가열)로 증기에 에너지를 계속 버리고 물 분자의 원자가 거칠어 져 전자를 잃고 이온이된다. 이 점은 중성 입자 구름 인 기체에서 많은 하전 입자가 포함 된 구름 인 플라즈마로의 전이를 나타냅니다.
전기는 가스 분자를 분해하여 열 캔보다 플라즈마를 더 쉽게 만들 수 있으며, 이는 세인트 엘모의 화재의 핵심입니다. 폭풍이 발생하는 동안 마찰은 구름의 특정 부분에 여분의 전자를 축적하여 땅에 도달하는 강력한 전기장을 생성합니다. 충분히 강한 전계는 이론적으로 어느 곳에서나 공기를 플라즈마로 분해 할 수 있지만, 실제로는 날카로운 점 (예 : 선박의 마스트)은 전계를 집중시키는 경향이 있으며, 원자에서 전자를 벗겨내어 특히 근처에 많은 수의 이온으로 하전 된 이온을 남겨 둡니다. 장소.
돛대 주변의 공기가 플라즈마로 부분적으로 변형되면 St. Elmo의 화재는 코로나 방전이라는 과정을 통해 빛을 발합니다. 전계가 전자를 둘러싸고 슬링하면 중성 입자를 두드려서 그 중성 입자를보다 에너지가 많은 상태로 교반합니다.
뉴햄프셔 (New Hampshire)에있는 다트머스 대학 (Dartmouth College)의 플라즈마 물리학자인 크리스티나 린치 (Kristina Lynch)는“모든 아이들이 학교를 다니면서 괴롭힘을 당한다고 상상해보십시오. "그들은 모두 흥분하고 휴식을 취해야합니다." 냉각시키기 위해, 여기 된 입자는 특정 에너지 및 색을 갖는 광자의 광자를 방출한다. 지구 대기에서 우세한 질소와 산소의 경우, 그 빛의 파열은 각각 파란색과 보라색을 타냅니다.
세인트 엘모의 화재는 번개가 아닙니다
세인트 엘모의 화재는 폭풍이 치는 조건에서 일어나는 경향이 있지만 번개와는 다른 현상입니다. 번개의 광선에는 같은 이유로 파란색과 보라색이 포함되어 있지만 주변 공기를 가열함에 따라 많은 색상이 혼합 된 흰색으로 빛납니다.
오로라의 화려한 빛은 이완 입자에서도 빛을냅니다.이 입자를 자극하는 전자는 궁극적으로 전기로 충전 된 구름이 아닌 태양풍으로부터 에너지를 얻습니다. 많은 사람들은 또한 세인트 엘모의 불을 공 번개와 혼동합니다. 그것은 천년으로 알려진 또 다른 백열 현상입니다. 떠오르는 빛의 구체는 여전히 잘 이해되지 않지만, 1977 년이 산악인의 설명과 같이 두 가지 사건이 함께보고되었습니다.
"나 아래에는 황폐 한 건물이있었습니다. 폐허에서 튀어 나온 강철 구조물의 모든 지점에서 연한 파란색 불꽃의 혀를 볼 수있었습니다. 4,000 ~ 4,100m 높이에서 번개가 번쩍였다. 축구 공 크기의 오렌지색 공이 검은 구름의 배경에 바람에 날아 갔다. "
세인트 엘모의 화재는 위험한가요?
다행스럽게도 등산객과 선원들에게 St. Elmo의 화재는 폭풍우가 치는 날씨 그 자체를 넘어 화상이나 즉각적인 위험을 초래하지 않습니다.
그러나 엔지니어는 전기 장비, 특히 전력선을 설계 할 때 원치 않는 St. Elmo 화재 사례가 귀중한 전기를 흡수 할 수 있으므로 코로나 방전을 고려해야합니다. 이 효과를 최소화하기 위해 많은 장거리 전력선에는 탑과 기둥의 끝과 같이 뾰족한 영역 주위에 후프 같은 "코로나 링"이 있습니다. 이 링은 전기장이 많은 플라즈마를 생성하기에 충분히 집중되는 것을 방지합니다.
다른 경우에는 엔지니어가 코로나 방전을 사용하여 이점을 얻는 방법을 찾았습니다. 이 공정은 산업 소독제 인 오존의 생산에 관여합니다. 코로나 방전은 복사기 내부에 필요한 대전 표면을 생성하는 역할도합니다.
연구자들은이 현상을 이해하지 못하고 현대 기술에 적용 할 수 있었지만 세인트 엘모 화재의 무해하지만 매혹적인 빛은 여전히 밀레니아와 마찬가지로 방관자들을 놀라게 할 힘을 가지고 있습니다.
