Приветствую, Самоделкины!
Из этой статьи вы узнаете, как сделать «северное сияние» своими руками. Данная инструкция взята с YouTube канала «Огненное ТВ».
Северное сияние – природное явление, возникающее под действием заряженных частиц солнечного ветра. Основу солнечного ветра составляют электроны, а также протоны и ядра гелия, которые ежесекундно и в колоссальном объеме выбрасывает наша звезда - Солнце.
Магнитное поле земли устроено так, чтобы защитить нашу планету от такой бомбардировки заряженными частицами. Именно благодаря магнитному полю Земли большая часть летящих с огромной скоростью заряженных частиц отражается и огибает нашу планету.
Но некоторым частицам все-таки удается проникнуть в магнитное поле Земли и попасть в нашу атмосферу. Происходит это в районах северного и южного полюсов.
Ионизированные газы начинают проводить электрический ток и возникает тлеющий разряд, который называют северным сиянием или полярным сиянием.
По сути это практически тоже самое что и молния, но только в более высоких слоях атмосферы, там, где газ достаточно разряжен, что не позволяет тлеющему заряду перейти в дуговой разряд.
Как известно на северном и южном полюсах практически невозможно увидеть молний, но зато там можно наблюдать завораживающее своей красотой северное сияние - огромные облака газа, находящегося в состоянии плазмы.
Электрическое поле также обладает способностью к ионизации газа. Взять, например, этот высоковольтный генератор:
Здесь вы можете наблюдать, что электрический ток буквально проходит по воздуху, образуя при этом небольшие электрические разряды - молнии. С помощью данного высоковольтного генератора мы и будем сейчас создавать самое настоящее северное сияние, но только в миниатюре. Мы попробуем заставить светиться самый обычный воздух, окружающий нас. В руках у автора обыкновенная пробирка, внутри нее находится обыкновенный воздух.
Теперь давайте посмотрим, что же произойдет с воздухом, находящимся внутри пробирки, если поднести сосуд к высоковольтному генератору.
Как видим, не происходит ничего. Но что же будет, если мы начнем откачивать воздух из этой пробирки тем самым создав внутри низкое давление? Для того, чтобы откачать воздух из пробирки воспользуемся вакуумным насосом.
Кстати, данный вакуумный насос автор изготовил самостоятельно из компрессора от холодильника.
Далее к насосу необходимо каким-либо образом подсоединить нашу пробирочку, наполненную, повторюсь, самым что ни на есть обыкновенным воздухом, тем самым, которым мы с вами дышим. Автор решил сделать это при помощи обыкновенной синей изоленты.
Теперь включаем вакуумный насос и начинаем постепенно откачивать воздух из пробирки. Посмотрим, как будет меняться характер молний внутри этой пробирки.
Как видим, по мере откачивания воздуха из пробирки сопротивление внутри по-видимому начинает снижаться. Внутри мы можем наблюдать разряд, но это еще далеко не тлеющий разряд, но уже и не дуговой, согласитесь, он уже не похож на обыкновенную молнию.
Свечение внутри пробирки возникает только, если достаточно близко поднести пробирку с разреженным воздухом к источнику высокого напряжения. А вот при удалении пробирки от высоковольтного генератора воздух, находящийся внутри нее, никак не хочет светиться.
Для того, чтобы все-таки заставить его излучать свет необходимо еще больше понизить давление внутри пробирки. Но мощности данного компрессора по-видимому недостаточно и нам потребуется для этой цели что-то более мощное, чем этот компрессор. Автор решил изготовить 2 ампулы. В первой ампуле будет обыкновенный воздух с нормальным атмосферным давлением, а во второй ампуле мы создадим пониженное давление, используя вакуумный насос и запаяем их.
Вот, что в итоге получилось.
Таким вот не хитрым образом нам удалось запаять 2 вот такие ампулы, в одной из них обычный воздух, а в другой воздух под низким давлением. Теперь давайте сравним, как будет отличаться характер дуги в различных условиях.
Тут становится очевидно, что при низком давлении проводимость воздуха растет. Внутри ампулы с низким давление проскакивают довольно длинные разряды, а внутри ампулы с нормальным атмосферным давлением никаких разрядов мы не наблюдаем. Разница просто очевидна!
Но все равно это еще не похоже на северное сияние. Встречайте, это двухступенчатый вакуумный насос, не слишком производительный, но зато с его помощью мы сможем создать очень глубокий вакуум, экстремально глубокий вакуум...
При помощи данного вакуумного насоса мы попробуем откачать воздух из этой длинной стеклянной трубки, и посмотрим, будет ли заметна разница.
Разницу можно заметить буквально сразу. Как видим трубка начала светиться по всей длине. Вот теперь это уже больше напоминает тлеющий разряд, который протекает в верхних слоях атмосферы нашей планеты. Причем, чем сильнее откачан воздух из трубки, тем более ровное свечение в итоге мы наблюдаем. Теперь светится весь воздух, находящийся в трубке.
Подумать только, самый обыкновенный воздух способен на такое, это прям волшебство какое-то! На различной высоте состав воздуха сильно отличается, поэтому северное сияние часто бывает разноцветным. Но на уровне моря цвет свечения воздуха именно вот такой.
В этой ампуле у автора хранятся молнии:
А вот в этой ампуле находится северное сияние:
Обратите внимание, что при приближении ампулы с северным сиянием ближе к источнику электрического поля, молнии в соответствующей ампуле тут же прекращаются.
Это наглядно демонстрирует то, что в регионах, в которых можно наблюдать северное сияние, молнии встречаются достаточно редко.
Для того, чтобы не дотрагиваться руками до ампулы, автор изготовил вот такой держатель из дерева:
Дерево проводит ток, но ооочень слабо. Этого будет вполне достаточно, чтобы запустить свечение. При приближении ампулы достаточно близко к источнику высокого напряжения, воздух находящийся внутри нее начинает светиться очень достаточно равномерно.
Но как только мы увеличиваем это расстояние, как тут же газ начинает рисовать линии, идущие в стороны от катушки.
Если посмотреть на ампулу с другой стороны, то мы увидим, что свечение внутри на самом деле плоское и плоскость эта проходит через ось катушки.
Если внимательно посмотреть на настоящее северное сияние, то можно увидеть, что оно также состоит из множества параллельных линий, которые повторяют линии магнитного поля нашей планеты.
Вот такой эксперимент получился. В результате автору YouTube канала «Огненное ТВ» удалось в миниатюре получить нечто похожее на настоящее северное сияние. На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видеоролик автора: