ستوضح لك هذه المقالة كيفية جعل الشفق القطبي الشمالي. افعلها بنفسك. يتم أخذ هذه التعليمات من قناة Fiery TV على YouTube.
Aurora borealis هي ظاهرة طبيعية تحدث تحت تأثير الجزيئات المشحونة من الرياح الشمسية. يتكون أساس الرياح الشمسية من الإلكترونات ، وكذلك البروتونات ونوى الهيليوم ، التي يتم طرحها في كل ثانية وفي حجم هائل من قبل نجمنا - الشمس.
تم تصميم المجال المغناطيسي للأرض لحماية كوكبنا من مثل هذا القصف بواسطة الجسيمات المشحونة. بفضل المجال المغناطيسي للأرض تنعكس معظم الجسيمات المشحونة التي تطير بسرعة كبيرة وتغلف كوكبنا.
لكن بعض الجسيمات لا تزال قادرة على اختراق المجال المغناطيسي للأرض ودخول الغلاف الجوي. يحدث هذا في مناطق القطبين الشمالي والجنوبي.
تبدأ الغازات المؤينة في توصيل التيار الكهربائي ويحدث تفريغ متوهج ، يسمى الأضواء الشمالية أو الشفق.
في الواقع ، هذا هو عمليا مثل البرق ، ولكن فقط في الطبقات العليا من الغلاف الجوي ، حيث يتم تفريغ الغاز بما فيه الكفاية ، مما لا يسمح لشحنة الاحتراق بالانتقال إلى تفريغ القوس.
كما تعلمون ، في القطبين الشمالي والجنوبي يكاد يكون من المستحيل رؤية البرق ، ولكن هناك يمكنك مشاهدة الشفق المحير بجماله - سحب ضخمة من الغاز في حالة البلازما.
يمتلك الحقل الكهربائي أيضًا القدرة على تأين الغاز. خذ ، على سبيل المثال ، مولد الجهد العالي هذا:
هنا يمكنك ملاحظة أن التيار الكهربائي يمر حرفيا عبر الهواء ، مشكلا في الوقت نفسه تصريفات كهربائية صغيرة - برق. بمساعدة هذا المولد عالي الجهد ، سنقوم الآن بإنشاء الأضواء الشمالية الحقيقية ، ولكن فقط في صورة مصغرة. سنحاول جعل الهواء العادي المحيط بنا يتوهج. في يد المؤلف أنبوب اختبار عادي ، بداخله هواء عادي.
الآن دعونا نرى ما يحدث للهواء داخل الأنبوب إذا أحضرت السفينة إلى مولد الجهد العالي.
كما ترون ، لا يحدث شيء. ولكن ماذا يحدث إذا بدأنا في ضخ الهواء من أنبوب الاختبار هذا ، وبالتالي خلق ضغط منخفض في الداخل؟ من أجل ضخ الهواء من أنبوب الاختبار ، سنستخدم مضخة فراغية.
بالمناسبة ، صنع المؤلف مضخة التفريغ هذه بشكل مستقل عن الضاغط من الثلاجة.
بالإضافة إلى المضخة ، من الضروري توصيل أنبوب الاختبار الخاص بنا بطريقة أو بأخرى ، المملوء ، وأكرر ، بالهواء العادي الأكثر ، الذي نتنفسه. قرر المؤلف القيام بذلك بمساعدة الشريط الكهربائي الأزرق العادي.
الآن قم بتشغيل مضخة الفراغ وابدأ تدريجياً في ضخ الهواء من أنبوب الاختبار. دعونا نرى كيف ستتغير طبيعة البرق داخل هذا الأنبوب.
كما ترون ، مع إخلاء الهواء من الأنبوب ، يبدو أن المقاومة الداخلية تنخفض. في الداخل ، يمكننا ملاحظة إفرازات ، ولكن هذا بعيد عن التفريغ المتوهج ، ولكن لم يعد قوسًا ، كما ترى ، لم يعد يبدو مثل البرق العادي.
يحدث التوهج داخل الأنبوب فقط إذا تم تقريب الأنبوب المخلوط بما يكفي من مصدر الجهد العالي. ولكن عند إزالة أنبوب الاختبار من مولد الجهد العالي ، لا يرغب الهواء الموجود فيه في التوهج.
من أجل الاستمرار في انبعاث الضوء ، من الضروري تقليل الضغط داخل الأنبوب أكثر. لكن سعة هذا الضاغط ليست كافية على ما يبدو ونحن بحاجة لهذا الغرض إلى شيء أقوى من هذا الضاغط. قرر المؤلف أن يصنع أمبولين. في الأمبولة الأولى ، سيكون هناك هواء عادي بضغط جوي عادي ، وفي الأمبولة الثانية سوف نخلق ضغطًا مخفضًا باستخدام مضخة فراغية ونغلقها.
إليكم ما حدث في النهاية.
بهذه الطريقة غير الماكرة ، تمكنا من لحام 2 أمبولات من هذا القبيل ، في أحدهما هواء عادي ، وفي الهواء الآخر تحت ضغط منخفض. الآن دعنا نقارن كيف ستختلف طبيعة القوس في ظروف مختلفة.
يصبح من الواضح أنه عند الضغط المنخفض ، تزداد موصلية الهواء. تنزلق التصريفات الطويلة جدًا داخل الأمبولة بضغط منخفض ، ولا نلاحظ أي تصريفات داخل الأمبولة بضغط جوي طبيعي. الفرق واضح ببساطة!
لكن مع ذلك ، لا يزال لا يبدو الأضواء الشمالية. لقاء ، هذه مضخة فراغ على مرحلتين ، ليست منتجة للغاية ، ولكن مع ذلك يمكننا إنشاء فراغ عميق للغاية ، فراغ عميق للغاية ...
باستخدام مضخة التفريغ هذه ، سنحاول ضخ الهواء من هذا الأنبوب الزجاجي الطويل ومعرفة ما إذا كان الفرق ملحوظًا.
يمكن ملاحظة الفرق حرفيا على الفور. كما ترون ، بدأ الأنبوب يتوهج على طوله بالكامل. الآن هو الآن أشبه بتفريغ متوهج يتدفق في الغلاف الجوي العلوي لكوكبنا. علاوة على ذلك ، كلما تم ضخ المزيد من الهواء خارج الأنبوب ، كلما زاد التوهج في النهاية الذي نلاحظه. الآن يتوهج كل الهواء في الأنبوب.
فقط فكر في أن الهواء العادي قادر على ذلك ، إنه نوع من السحر! على ارتفاعات مختلفة ، يكون تكوين الهواء مختلفًا جدًا ، لذلك تكون الأضواء الشمالية غالبًا ملونة. ولكن على مستوى سطح البحر ، يكون لون وهج الهواء هكذا تمامًا.
يخزن المؤلف البرق في هذه الأمبولة:
ولكن في هذه الأمبولة الأضواء الشمالية:
يرجى ملاحظة أنه عندما يكون الأمبولة ذات الأضواء الشمالية أقرب إلى مصدر المجال الكهربائي ، يتوقف البرق في الأمبولة المقابلة على الفور.
يوضح هذا بوضوح أنه في المناطق التي يمكنك فيها مراقبة الأضواء الشمالية ، فإن البرق نادر جدًا.
من أجل عدم لمس الأمبولة بيديه ، صنع المؤلف مثل هذا الحامل من الخشب:
تجري الشجرة التيار ، ولكن ضعيفًا جدًا. سيكون هذا كافيًا لبدء التوهج. عند الاقتراب من الأمبولة بالقرب من مصدر الجهد العالي ، يبدأ الهواء بداخلها في التوهج بالتساوي.
ولكن بمجرد زيادة هذه المسافة ، يبدأ الغاز على الفور في رسم خطوط تتجه إلى جانبي الملف.
إذا نظرت إلى الأمبولة من ناحية أخرى ، سنرى أن التوهج في الداخل مسطح بالفعل وهذه الطائرة تمر عبر محور الملف.
إذا نظرت بعناية إلى الأضواء الشمالية الحقيقية ، يمكنك أن ترى أنها تتكون أيضًا من العديد من الخطوط المتوازية التي تكرر خطوط المجال المغناطيسي لكوكبنا.
هنا مثل هذه التجربة. ونتيجة لذلك ، تمكن مؤلف قناة "Fiery TV" على YouTube من الحصول على صورة مصغرة مشابهة للأضواء الشمالية الحقيقية. هذا كل شيء. شكرا لكم على اهتمامكم. اراك قريبا!
فيديو المؤلف: