Ловушка молнии в блоке

Чтобы создать подобные красивые узоры электрических зарядов, можно использовать гигантский ускоритель частиц. Но ворсистый ковер тоже подойдет.

Теодор Грей | Опубликовано 15 февраля 2008 г., 23:06 по восточному стандартному времени.

В окрестностях Ньютон-Фолс, штат Огайо, можно увидеть много необычного — магазин «Уолмарт» с прицепными стойками для багги амишей, армейскую базу с вертолетами и танками, гордо расставленными на холмах, — но я приехал сюда из-за самой необычной вещи: местного «Динамитрона». Я был здесь, чтобы создать замороженную молнию.

Установка Dynamitron на предприятии Neo Beam в штате Кент представляет собой четырехэтажный ускоритель частиц с напряжением 5 миллионов вольт, очень похожий на ламповый телевизор, только больше. (Да, ламповые телевизоры являются бытовыми ускорителями частиц.) И «Динамитроны», и телевизоры используют высокое напряжение и магниты для удара электронов в мишень. В телевизоре это люминофорный экран; в этом «Динамитроне» обычно используются пластиковые детали сантехники, закаленные балкой. Но когда я присоединился к команде инженера-электрика на пенсии Берта Хикмана и физиков Билла Хэтэуэя и Кима Гойнса, продуктом стали фигурки Лихтенберга, молнии, навсегда записанные на блоке прозрачного акрила.

Взяв в аренду на день «Динамитрон», настроенный примерно на 3 миллиона вольт, он прогоняет электроны примерно через половину кусков акрилового листа толщиной в полдюйма. Пластик — очень хороший изолятор, поэтому он задерживает электроны внутри. Выйдя из машины, блоки не выглядят по-другому, но они содержат осиное гнездо электронов, отчаянно пытающихся выбраться наружу.

Оставшись в покое, электроны будут оставаться в ловушке в течение нескольких часов, но удар острым кончиком открывает им путь к быстрому освобождению. Электроны собираются со всех частей блока, объединяясь, образуя все большие и большие потоки электрического тока на пути к точке выхода. Когда заряд уходит, он нагревается и повреждает пластик вдоль разветвляющихся дорожек, по которым следует, оставляя постоянный след на своем пути. Если бы вы могли заглянуть внутрь грозового облака за наносекунды до появления молнии, вы бы увидели такую ​​же картину. Болт не просто выскакивает полностью сформированным; ему приходится собирать заряд со всего облака.

Вы можете создать похожие, хотя и менее долговечные, фигурки Лихтенберга, используя тонер из копировального аппарата или принтера и любой обычный источник статического электричества (см. Ниже). Именно так впервые сделал это немецкий учёный Георг Кристоф Лихтенберг в конце 18 века (он использовал порошкообразную серу), что в то время представляло собой одно из величайших открытий в истории электричества. Сегодня фигурки — отличный способ узнать об электрическом разряде и стать классным сувениром после дня, проведенного с очень дорогой машиной.

Создайте фигурку Лихтенберга из мелкой пыли, как это сделал сам Лихтенберг в 1777 году.

1. Поместите острый металлический наконечник так, чтобы он касался центра листа изоляционного материала. (Лихтенберг использовал смолу, изготовленную из древесного сока; сегодня хорошо подойдет прозрачный акрил.)

2. Используйте машину Вимшерста (показана выше), генератор Ван де Граафа или энергично шаркайте по ворсистому ковру, чтобы накопить статическое электричество, а затем коснитесь металлического наконечника пальцем или электродом машины, чтобы разрядить его. Это образует на пластике рисунок многожильного заряда. Фигура Лихтенберга здесь; ты просто не можешь этого увидеть.

3. Продуйте тонер для копировального аппарата по поверхности. Он будет прилипать к статическому электричеству, открывая прекрасную фигуру Лихтенберга. Открытие Лихтенберга в конечном итоге привело к изобретению копировальных аппаратов и лазерных принтеров, в которых заряд заложен в наборах слов и изображений.

Эта история была обновлена. Первоначально оно было опубликовано в мартовском номере журнала Popular Science за 2008 год.