Lumina emisă de sursa primară S formează după refracţia în cele două jumătăţi de lentilă, două imagini reale S1 şi S2 care sunt sursele secundare coerente ce generează regiunea de interferenţă.
luni, 2 iunie 2014
Bilentilele Billet
Bilentilele Billet constau dintr-o lentilă convexă L tăiată diametral în două, jumătăţile fiind uşor distanţate una de alta.
Lumina emisă de sursa primară S formează după refracţia în cele două jumătăţi de lentilă, două imagini reale S1 şi S2 care sunt sursele secundare coerente ce generează regiunea de interferenţă.
Lumina emisă de sursa primară S formează după refracţia în cele două jumătăţi de lentilă, două imagini reale S1 şi S2 care sunt sursele secundare coerente ce generează regiunea de interferenţă.
Dispozitivul Lui Young
Dispozitivul lui Young este dispozitivul experimental tipic pentru divizarea frontului de undă şi constă dintr-un paravan plan opac P în care sunt prevăzute două aperturi (fante) aşezate simetric faţă de axul optic principal pe care se află sursa primară S, depinzând numai de lungimea de undă a radiaţiei incidente şi de parametrii geometrici (D,2a= l) ai dispozitivului, franjele fiind echidistante.
.jpg)
Cercetatorul Young a conceput in 1802 un model experimental care demonstra interferenta, utilizind o sursa punctuala de lumina So, ce trimitea radiatia luminoasa catre doua fante lungi, paralele si inguste (doua izvoare coerente de lumina), S1 si respectiv S2, iar rezultatul era observat pe un panou de proiectie, unde aparea sub forma unor benzi inguste luminoase alternind cu benzi intunecoase.
.jpg)
Prisma Optica
In anii 1660, savantul englez Isaac Newton facea diferite experiente cu lumina .Folosind o prisma triunghiulara de sticla a descompus lumina intr-un spectru .A descoperit ca utilizand inca o prisma putea sa recombine razele colorate, obtinand lumina alba.Experimentul a adus dovada ca lumina alba e formata din radiatii colorate.
O prisma optica este un mediu transparent marginit de doua fete plane . Muchia de intersectie ale celor doua fete ale prismei poarta numele de muchia prismei,
iar unghiul diedru dintre cele doua fete poarta numele de unghi al prismei sau unghi de refringenta, care se noteaza cu A.
Orice plan de sectiune perpendicular pe muchie poarta numele de plan principal.
Orice plan de sectiune perpendicular pe muchie poarta numele de plan principal.
Elementele prismei optice
Sa consideram cazul in care o raza incidenta monocromatica, continuta in planul principal, care intra din aer sau vid (caracterizat de un indice de refractie n1), in masa prismei(al carui indice de refractie n2 este intotdeauna mai mare ca n1), intr-un punct numit punct de incidenta, I, sub un unghi de incidenta i in raport cu normala.
In punctul I, raza de lumina va fi deviata, mai aproape de normala, conform legilor de refractie.
Refractii prin prisma optica
La nivelul interfetei de emergenta E, dintre a doua fata si aer, datorita raportului dintre indicii de refractie, raza emergenta sufera o noua refractie, de aceasta data insa se va indeparta de normala, sub un unghi de emergenta i’, rezultind o raza emergenta deviata cu un unghi total theta.Pana acum am analizat comportamentul unei raze monocromatice. Daca raza incidenta de lumina este lumina alba (de exemplu de la Soare sau de la un arc electric), la nivelul fetei de incidenta, refractia se va face, dupa cum am mentionat mai sus, in functie de indicele de refractie al mediului. De asemenea cunoastem ca indicele de refractie este dependent de lungimea de unda, adica mai mare pentru radiatia albastra si mai mic pentru radiatia rosie, pentru sticla obisnuita. Prin urmare, la aceasta interfata, lumina alba incidenta va fi descompusa in raze de lumina monocromatice, fenomen accentuat la traversarea fetei de emergenta.
Descompunerea luminii albe solare prin prisme
Daca razele emergente vor fi captate pe un ecran alb, se vor observa pete colorate in culorile curcubeului iar trecerea de la o culoare la alta facindu-se in mod continuu(spectru coontinuu).
Pe ecran spectrul va apare rosu in partea superioara si albastru in partea inferioara, adica radiatia rosie va fi cel mai putin deviata, iar cea albastra va fi cel mai mult deviata. Acest comportament apare la marea majoritate a mediilor refractive iar acest tip de dispersie poarta numele de dispersie normala.
Acest fenomen sta la baza aberatiei cromatice a lentilelor si obiectivelor. Atenuarea aberatiilor cromatice se realizeaza prin utilizarea unui tandem format din lentile convergente + divergente lipite, compuse din sticla crown si flint.
Reflexia totala in prisme
Avind in vedere ca raza emergenta iese dintr-un mediu optic mai dens intr-un mediu optic mai putin dens, exista posibilitatea aparitiei in planul de emergenta a reflexiei totale.Sa luam urmatorul exemplu: o prisma din sticla (n ~ 1,5) cu sectiunea triunghi dreptunghic isoscel, asupra careia raza incidenta vine perpendicular pe una dintre catete
luni, 10 iunie 2013
Trasnetul si fulgerul
Trasnetul, fulgerul si tunetul care insotesc furtunile si care au ingrozit pe oameni multe secole isi gasesc explicatia stiintifica in existenta electricitatii in atmosfera.
Trsnetul este o descarcare electrica in scanteie care se produce in atmosfera terestra, fie intre doi nori, fie intre un nor si pamant.Norii de furtuna se incarca in partea lor inferioara, in special, cu sarcina negativa, iar aceasta incarca prin influenta suprafata pamantului cu sarcina pozitiva.Cand norul se deplaseaza, zona de sarcina pozitiva de pe pamant il urmareste ca o umbra.Norul si pamantul pot fi considerati drept armaturile unui condensator intre care tensiunea electrica atinge valori de ordinul zecilor si chiar al sutelor de milioane de volti.Daca tensiunea dintre doi nori sau dintre nori si pamant devine suficient de mare apare o descarcare electrica foarete puternica numita trasnet.Exista multe forme (tipuri) de trasnete: trasnetul liniar, superficial, globular, perlat, etc…
Fenomenul luminos care insoteste trasnetul se numeste fulger, iar fenomenul acustic poarta denumirea de tunet.
Lungimile pe care le pot atinge scanteile trasnetului sunt cuprinse intre cateva sute de metrii si cativa km.Diametrul scanteilor este de cativa centimetri (pana la 20 de cm).
In majoritatea cazurilor, scanteia trasnetului, la inceput foarte mica si anemica incepe in dreptul norilor si se alungeste in directia pamantului, aceasta fiind o descarcare preliminara care creaza in aer ceva in genul unui canal bun conducator de electricitate si care se deplaseaza spre pamant circa 50 de m cu o viteza egala cu 50000 kms.Dupa un timp foarte scurt (zeci de milionimi de secunda) de la disparitia primei descarcari apare o alta descarcare preliminara care se apropie si mai mult de pamant si care se intrerupe din nou.Uneori au loc zeci de descarcari preliminare.Dupa ce descarcarea preliminara ajunge la pamant sau la un obiect aflat in legatura electrica cu pamantul, apare o luminozitate foarte puternica a canalului parcurs de scanteie, mai intai in dreptul pamantului apoi din ce in ce mai sus spre nori.Acum a aparut descarcarea principala a trasnetului, care se deplaseaza de la pamant spre nor.Deci au dreptate atat cei care sustin ca trasnetul il loveste pe om de sus, cat si cei care afirma ca il loveste de jos, din pamant.
Trasnetul, fulgerul si tunetul care insotesc furtunile si care au ingrozit pe oameni multe secole isi gasesc explicatia stiintifica in existenta electricitatii in atmosfera.
Trsnetul este o descarcare electrica in scanteie care se produce in atmosfera terestra, fie intre doi nori, fie intre un nor si pamant.Norii de furtuna se incarca in partea lor inferioara, in special, cu sarcina negativa, iar aceasta incarca prin influenta suprafata pamantului cu sarcina pozitiva.Cand norul se deplaseaza, zona de sarcina pozitiva de pe pamant il urmareste ca o umbra.Norul si pamantul pot fi considerati drept armaturile unui condensator intre care tensiunea electrica atinge valori de ordinul zecilor si chiar al sutelor de milioane de volti.Daca tensiunea dintre doi nori sau dintre nori si pamant devine suficient de mare apare o descarcare electrica foarete puternica numita trasnet.Exista multe forme (tipuri) de trasnete: trasnetul liniar, superficial, globular, perlat, etc…
Fenomenul luminos care insoteste trasnetul se numeste fulger, iar fenomenul acustic poarta denumirea de tunet.
Lungimile pe care le pot atinge scanteile trasnetului sunt cuprinse intre cateva sute de metrii si cativa km.Diametrul scanteilor este de cativa centimetri (pana la 20 de cm).
In majoritatea cazurilor, scanteia trasnetului, la inceput foarte mica si anemica incepe in dreptul norilor si se alungeste in directia pamantului, aceasta fiind o descarcare preliminara care creaza in aer ceva in genul unui canal bun conducator de electricitate si care se deplaseaza spre pamant circa 50 de m cu o viteza egala cu 50000 kms.Dupa un timp foarte scurt (zeci de milionimi de secunda) de la disparitia primei descarcari apare o alta descarcare preliminara care se apropie si mai mult de pamant si care se intrerupe din nou.Uneori au loc zeci de descarcari preliminare.Dupa ce descarcarea preliminara ajunge la pamant sau la un obiect aflat in legatura electrica cu pamantul, apare o luminozitate foarte puternica a canalului parcurs de scanteie, mai intai in dreptul pamantului apoi din ce in ce mai sus spre nori.Acum a aparut descarcarea principala a trasnetului, care se deplaseaza de la pamant spre nor.Deci au dreptate atat cei care sustin ca trasnetul il loveste pe om de sus, cat si cei care afirma ca il loveste de jos, din pamant.
Trăsnetul este o descărcare electrică luminoasă, care se produce în atmosferă, de obicei, dar nu totdeauna, în timpul furtunilor. Datorită acumulării în nor a unei cantităţi importante de sarcini electrice, intensitatea câmpului electric în vecinătatea corpurilor proeminente creşte şi se formează canale de aer ionizat de-a lungul cărora se produce descărcarea.
Există mai multe tipuri de trăsnete, cele care se produc în interiorul aceluiaşi nor, care se produc dinspre nor înspre pământ, care se produc dinspre pământ înspre nor, trăsnete ce au loc în straturile înalte ale atmosferei şi trăsnete sub formă sferică, numite şi fulgere globulare.
Datorită duratei foarte scurte a unui trăsnet, doar câteva microsecunde, intensitatea curentului electric poate atinge sute de mii de amperi iar temperatura în interiorul acestuia poate depăşi 28.000 grade Celsius. Protecţia împotriva consecinţelor dăunătoare ale trăsnetului se realizează cu ajutorul paratrăsnetului, un dispozitiv inventat la jumătatea secolului al 18-lea de către Benjamin Franklin.
În sistemul solar au fost observate trăsnete şi pe alte planete. Cele de pe Venus şi de pe Jupiter sunt cele mai adesea observabile, acestea din urmă, fiind considerate a fi de până la 100 de ori mai puternice, dar de 80 ori mai rare decât cele de pe Pământ.
Fulgerul este un arc luminos rezultat în urma unui proces de descărcare electrică cauzat de o diferenţă de potenţial electrostatic. Acest fenomen meteorologic are loc în natură între nori încărcaţi cu sarcini electrice diferite. Descarcărea între nor şi pământ se numeşte trăsnet. Producerea unui fulger este urmată, la scurt timp, de apariţia tunetului, ce reprezintă sunetul produs de descărcare. Decalajul dintre observarea fulgerului şi receptarea sunetului se datorează diferenţei dintre vitezele de propagare ale celor două unde, luminoasă şi acustică.
Mitologie
In biblie fulgerele şi tunetele sunt o solie, folosite pentru exprimarea mâniei lui Dumnezeu (2.Moise 9,24; 2.Samuel 22,15; Hiob 37; Psalm 18), şi pedeapsa Domnului (Sach 9,14) de exemplu izgonirea din rai a lui satan (Lukas 10,18), sau învierea în prezenţa îngerului (Hes 1,14; Daniel 10,6; Matthäus 28,3).
Etruscii considerau fulgerele ca oracol care le prezicea viitorul. Aşa numitele libri fungurales descriu indicaţiile (informaţiile) transmise prin fulgere. Deja între anii 800–600 î.e.n. au fost fulgerele observate şi categorizate. Vechii germani considerau fulgerele ca semn al zeului Thor care aruncă ciocanul său spre pământ. Slavii aveau zeul Perun ca zeu al furtunii. La fel Zeus şi Jupiter sunt reprezentaţi însoţiţi de fulgere în perioada Renaşterii Zeii furtunii sunt Zeus, Jupiter şi Donar iar saxonii înainte de creştinism considerau stejarul ca arbore sfânt sau zeu al furtunii.
Cercetări
Benjamin Franklin demonstrează ipoteza că fulgerul este rezultatul tensiunii dintre nori şi pământ, cu ajutorul unui zmeu de hârtie cu care a declanşat fulgerul în prezenţa norilor de furtună, în anul 1752. Aceasta a fost un punct deosebit de important în cercetarea fulgerelor.
Incă şi azi sunt controverse cu privire la efectul fulgerului, ca şi a modului în care ia naştere, azi se folosec în locul zmeelor rachete, sau baloane metereologice de cercetare. Părerea cercetătorilor că fulgerul produs şi în laborator este rezultatul unei simple descărcări electrice s-a schimbat la sfârşitul anilor 1990, apărând unele aspecte care nu au putut fi clarificate.
Formare
Incărcătura electrică a unui nor de furtuna
Prin curenţii de aer existenţi în nor precum şi prin repartizarea inegală de gheaţă şi apă se formează prin frecarea straturile norului, spaţii cu încărcătură (ionică) electrosatică negativă şi pozitivă. Stratul superior al norului este în mod normal încărcat pozitiv iar stratul inferior negativ. Zona de trecere dintre sarcinile pozitive şi negative au loc la înălţime mare şi temperaturi între −10°C şi −15°C aici picăturile de apă din nor se transformă în cristale de gheaţă, aceşti nori de furtună fiind numiţi Cumulonimbus (nimbus cumulus) nori în care cu o probabiltate mare vor lua naştere fulgere.
Tensiunile dintr-un nor de furtună
Fulgerul fiind o descărcare electrică produce un echilibru electric între straturile norului de furtună, ca să i-a naştere un trasnet între un nor şi pământ trebuie să existe în prealabil tensiuni de câteva zeci de milioane de volţi, iar fenomenul care este o scânteie de descărcare electrică are o tensiune de ca. 3 milioane de volţi/metru numită puterea de străpungere a fulgerului această penetraţie a aerului creşte în cazul aerului umed, de aceea azi există premiza că în prealabil aerul este ionizat de radiaţiile cosmice transformând moleculele de aer din atmosferă într-o lavină electronică rezultând o reacţie în lanţ, care creează un canal de aer ionizat pentru fulger acest fenomen fiind presupus de cercetătorii Charles Thomson, Charles Thomson 1925. Cauza formei în zig zag a fulgerului este produsă prin descărcarea electrică numai prin zonele cu aer ionizat.
Lungimea şi durata fulgerului
Incindenţa pe zone geografice a fulgerelor
* Fulgerul are, în medie, 4 sau 5 descărcări principale, sau propriu zise, care necesită o descărcare prealabilă, ce durează 0,01 s ,iar cea pricipală numai 0,0004 s, după o pauză scurtă (0,03 s - 0,05 s) urmează descărcări noi. Au fost obsevate astfel de descări atingând un număr de 42 cu o intensitate medie de 20.000 Amperi.
* Un fulger/trăsnet în medie atinge lungimea de 1 - 2 km, iar în zonele tropicale, unde umiditatea aerului e mai ridicată, atinge 2 - 3 km lungime. În nori s-au observat fulgere cu o lungime 5 - 7 km iar cu ajutorul radarului pentru fulgere, unele ce ating 140 km lungime.
Formarea tunetului
In jurul tunelului sau canalului fulgerului aerul înconjurător atinge temperaturi de 30.000 °C care este de 5 ori mai mare ca temperatura de suprafaţă a soarelui. Această supraîncălzire bruscă a aerului duce la o dilatare masivă asemenea unei explozii cu un zgomot puternic numit tunet. Datorită diferenţei dintre vitezele de propagare a luminii (ca. 300.000 km/s) şi a sunetului 332 m/s (la 0 °C) va apare un decalaj de timp între recepţionarea vizuală şi cea auditivă a fulgerului. Acest decalaj creşte cu cât fulgerul este mai departe de observator.
* Formele de fulger acestea pot fi de formă liniară cu ramificaţii şi de formă sferică (globulară).
Trsnetul este o descarcare electrica in scanteie care se produce in atmosfera terestra, fie intre doi nori, fie intre un nor si pamant.Norii de furtuna se incarca in partea lor inferioara, in special, cu sarcina negativa, iar aceasta incarca prin influenta suprafata pamantului cu sarcina pozitiva.Cand norul se deplaseaza, zona de sarcina pozitiva de pe pamant il urmareste ca o umbra.Norul si pamantul pot fi considerati drept armaturile unui condensator intre care tensiunea electrica atinge valori de ordinul zecilor si chiar al sutelor de milioane de volti.Daca tensiunea dintre doi nori sau dintre nori si pamant devine suficient de mare apare o descarcare electrica foarete puternica numita trasnet.Exista multe forme (tipuri) de trasnete: trasnetul liniar, superficial, globular, perlat, etc…
Fenomenul luminos care insoteste trasnetul se numeste fulger, iar fenomenul acustic poarta denumirea de tunet.
Lungimile pe care le pot atinge scanteile trasnetului sunt cuprinse intre cateva sute de metrii si cativa km.Diametrul scanteilor este de cativa centimetri (pana la 20 de cm).
In majoritatea cazurilor, scanteia trasnetului, la inceput foarte mica si anemica incepe in dreptul norilor si se alungeste in directia pamantului, aceasta fiind o descarcare preliminara care creaza in aer ceva in genul unui canal bun conducator de electricitate si care se deplaseaza spre pamant circa 50 de m cu o viteza egala cu 50000 kms.Dupa un timp foarte scurt (zeci de milionimi de secunda) de la disparitia primei descarcari apare o alta descarcare preliminara care se apropie si mai mult de pamant si care se intrerupe din nou.Uneori au loc zeci de descarcari preliminare.Dupa ce descarcarea preliminara ajunge la pamant sau la un obiect aflat in legatura electrica cu pamantul, apare o luminozitate foarte puternica a canalului parcurs de scanteie, mai intai in dreptul pamantului apoi din ce in ce mai sus spre nori.Acum a aparut descarcarea principala a trasnetului, care se deplaseaza de la pamant spre nor.Deci au dreptate atat cei care sustin ca trasnetul il loveste pe om de sus, cat si cei care afirma ca il loveste de jos, din pamant.
Trasnetul, fulgerul si tunetul care insotesc furtunile si care au ingrozit pe oameni multe secole isi gasesc explicatia stiintifica in existenta electricitatii in atmosfera.
Trsnetul este o descarcare electrica in scanteie care se produce in atmosfera terestra, fie intre doi nori, fie intre un nor si pamant.Norii de furtuna se incarca in partea lor inferioara, in special, cu sarcina negativa, iar aceasta incarca prin influenta suprafata pamantului cu sarcina pozitiva.Cand norul se deplaseaza, zona de sarcina pozitiva de pe pamant il urmareste ca o umbra.Norul si pamantul pot fi considerati drept armaturile unui condensator intre care tensiunea electrica atinge valori de ordinul zecilor si chiar al sutelor de milioane de volti.Daca tensiunea dintre doi nori sau dintre nori si pamant devine suficient de mare apare o descarcare electrica foarete puternica numita trasnet.Exista multe forme (tipuri) de trasnete: trasnetul liniar, superficial, globular, perlat, etc…
Fenomenul luminos care insoteste trasnetul se numeste fulger, iar fenomenul acustic poarta denumirea de tunet.
Lungimile pe care le pot atinge scanteile trasnetului sunt cuprinse intre cateva sute de metrii si cativa km.Diametrul scanteilor este de cativa centimetri (pana la 20 de cm).
In majoritatea cazurilor, scanteia trasnetului, la inceput foarte mica si anemica incepe in dreptul norilor si se alungeste in directia pamantului, aceasta fiind o descarcare preliminara care creaza in aer ceva in genul unui canal bun conducator de electricitate si care se deplaseaza spre pamant circa 50 de m cu o viteza egala cu 50000 kms.Dupa un timp foarte scurt (zeci de milionimi de secunda) de la disparitia primei descarcari apare o alta descarcare preliminara care se apropie si mai mult de pamant si care se intrerupe din nou.Uneori au loc zeci de descarcari preliminare.Dupa ce descarcarea preliminara ajunge la pamant sau la un obiect aflat in legatura electrica cu pamantul, apare o luminozitate foarte puternica a canalului parcurs de scanteie, mai intai in dreptul pamantului apoi din ce in ce mai sus spre nori.Acum a aparut descarcarea principala a trasnetului, care se deplaseaza de la pamant spre nor.Deci au dreptate atat cei care sustin ca trasnetul il loveste pe om de sus, cat si cei care afirma ca il loveste de jos, din pamant.
Trăsnetul este o descărcare electrică luminoasă, care se produce în atmosferă, de obicei, dar nu totdeauna, în timpul furtunilor. Datorită acumulării în nor a unei cantităţi importante de sarcini electrice, intensitatea câmpului electric în vecinătatea corpurilor proeminente creşte şi se formează canale de aer ionizat de-a lungul cărora se produce descărcarea.
Există mai multe tipuri de trăsnete, cele care se produc în interiorul aceluiaşi nor, care se produc dinspre nor înspre pământ, care se produc dinspre pământ înspre nor, trăsnete ce au loc în straturile înalte ale atmosferei şi trăsnete sub formă sferică, numite şi fulgere globulare.
Datorită duratei foarte scurte a unui trăsnet, doar câteva microsecunde, intensitatea curentului electric poate atinge sute de mii de amperi iar temperatura în interiorul acestuia poate depăşi 28.000 grade Celsius. Protecţia împotriva consecinţelor dăunătoare ale trăsnetului se realizează cu ajutorul paratrăsnetului, un dispozitiv inventat la jumătatea secolului al 18-lea de către Benjamin Franklin.
În sistemul solar au fost observate trăsnete şi pe alte planete. Cele de pe Venus şi de pe Jupiter sunt cele mai adesea observabile, acestea din urmă, fiind considerate a fi de până la 100 de ori mai puternice, dar de 80 ori mai rare decât cele de pe Pământ.
Fulgerul este un arc luminos rezultat în urma unui proces de descărcare electrică cauzat de o diferenţă de potenţial electrostatic. Acest fenomen meteorologic are loc în natură între nori încărcaţi cu sarcini electrice diferite. Descarcărea între nor şi pământ se numeşte trăsnet. Producerea unui fulger este urmată, la scurt timp, de apariţia tunetului, ce reprezintă sunetul produs de descărcare. Decalajul dintre observarea fulgerului şi receptarea sunetului se datorează diferenţei dintre vitezele de propagare ale celor două unde, luminoasă şi acustică.
Mitologie
In biblie fulgerele şi tunetele sunt o solie, folosite pentru exprimarea mâniei lui Dumnezeu (2.Moise 9,24; 2.Samuel 22,15; Hiob 37; Psalm 18), şi pedeapsa Domnului (Sach 9,14) de exemplu izgonirea din rai a lui satan (Lukas 10,18), sau învierea în prezenţa îngerului (Hes 1,14; Daniel 10,6; Matthäus 28,3).
Etruscii considerau fulgerele ca oracol care le prezicea viitorul. Aşa numitele libri fungurales descriu indicaţiile (informaţiile) transmise prin fulgere. Deja între anii 800–600 î.e.n. au fost fulgerele observate şi categorizate. Vechii germani considerau fulgerele ca semn al zeului Thor care aruncă ciocanul său spre pământ. Slavii aveau zeul Perun ca zeu al furtunii. La fel Zeus şi Jupiter sunt reprezentaţi însoţiţi de fulgere în perioada Renaşterii Zeii furtunii sunt Zeus, Jupiter şi Donar iar saxonii înainte de creştinism considerau stejarul ca arbore sfânt sau zeu al furtunii.
Cercetări
Benjamin Franklin demonstrează ipoteza că fulgerul este rezultatul tensiunii dintre nori şi pământ, cu ajutorul unui zmeu de hârtie cu care a declanşat fulgerul în prezenţa norilor de furtună, în anul 1752. Aceasta a fost un punct deosebit de important în cercetarea fulgerelor.
Incă şi azi sunt controverse cu privire la efectul fulgerului, ca şi a modului în care ia naştere, azi se folosec în locul zmeelor rachete, sau baloane metereologice de cercetare. Părerea cercetătorilor că fulgerul produs şi în laborator este rezultatul unei simple descărcări electrice s-a schimbat la sfârşitul anilor 1990, apărând unele aspecte care nu au putut fi clarificate.
Formare
Incărcătura electrică a unui nor de furtuna
Prin curenţii de aer existenţi în nor precum şi prin repartizarea inegală de gheaţă şi apă se formează prin frecarea straturile norului, spaţii cu încărcătură (ionică) electrosatică negativă şi pozitivă. Stratul superior al norului este în mod normal încărcat pozitiv iar stratul inferior negativ. Zona de trecere dintre sarcinile pozitive şi negative au loc la înălţime mare şi temperaturi între −10°C şi −15°C aici picăturile de apă din nor se transformă în cristale de gheaţă, aceşti nori de furtună fiind numiţi Cumulonimbus (nimbus cumulus) nori în care cu o probabiltate mare vor lua naştere fulgere.
Tensiunile dintr-un nor de furtună
Fulgerul fiind o descărcare electrică produce un echilibru electric între straturile norului de furtună, ca să i-a naştere un trasnet între un nor şi pământ trebuie să existe în prealabil tensiuni de câteva zeci de milioane de volţi, iar fenomenul care este o scânteie de descărcare electrică are o tensiune de ca. 3 milioane de volţi/metru numită puterea de străpungere a fulgerului această penetraţie a aerului creşte în cazul aerului umed, de aceea azi există premiza că în prealabil aerul este ionizat de radiaţiile cosmice transformând moleculele de aer din atmosferă într-o lavină electronică rezultând o reacţie în lanţ, care creează un canal de aer ionizat pentru fulger acest fenomen fiind presupus de cercetătorii Charles Thomson, Charles Thomson 1925. Cauza formei în zig zag a fulgerului este produsă prin descărcarea electrică numai prin zonele cu aer ionizat.
Lungimea şi durata fulgerului
Incindenţa pe zone geografice a fulgerelor
* Fulgerul are, în medie, 4 sau 5 descărcări principale, sau propriu zise, care necesită o descărcare prealabilă, ce durează 0,01 s ,iar cea pricipală numai 0,0004 s, după o pauză scurtă (0,03 s - 0,05 s) urmează descărcări noi. Au fost obsevate astfel de descări atingând un număr de 42 cu o intensitate medie de 20.000 Amperi.
* Un fulger/trăsnet în medie atinge lungimea de 1 - 2 km, iar în zonele tropicale, unde umiditatea aerului e mai ridicată, atinge 2 - 3 km lungime. În nori s-au observat fulgere cu o lungime 5 - 7 km iar cu ajutorul radarului pentru fulgere, unele ce ating 140 km lungime.
Formarea tunetului
In jurul tunelului sau canalului fulgerului aerul înconjurător atinge temperaturi de 30.000 °C care este de 5 ori mai mare ca temperatura de suprafaţă a soarelui. Această supraîncălzire bruscă a aerului duce la o dilatare masivă asemenea unei explozii cu un zgomot puternic numit tunet. Datorită diferenţei dintre vitezele de propagare a luminii (ca. 300.000 km/s) şi a sunetului 332 m/s (la 0 °C) va apare un decalaj de timp între recepţionarea vizuală şi cea auditivă a fulgerului. Acest decalaj creşte cu cât fulgerul este mai departe de observator.
* Formele de fulger acestea pot fi de formă liniară cu ramificaţii şi de formă sferică (globulară).
Câmp magnetic
Câmpul magnetic este o mărime fizică vectorială ce caracterizează spațiul din vecinătatea unui magnet, electromagnet sau a unei sarcini electrice în mișcare. Acest câmp vectorial se manifestă prin forțele care acționează asupra unei sarcini electrice în mișcare (forță Lorentz), asupra diverselor materiale (paramagnetice, diamagnetice sau feromagnetice după caz). Poate fi măsurat cu magnetometrul. Mărimea care măsoară interacțiunea dintre câmp magnetic și un material se numește susceptibilitate magnetică.
Câmpul magnetic și câmpul electric sunt cele două componente ale câmpului electromagnetic. Prin variația lor, cele două câmpuri se influențează reciproc și astfel undele electrice și magnetice se pot propaga liber în spațiu sub formă de unde electromagnetice
Istoric
Încă din secolul al VI-lea î.Hr., filozofii greci descriau și încercau să explice proprietătile mineralelor ce conțineau magnetit, tip de mineral găsit în regiunea Magnezia (Thesalia), de unde și numele mineralului.
Acul magnetic care „arăta sudul” este menționat pentru prima dată în secolul al XI-lea î.Hr. ca fiind folosit în China, însă de-abia din secolul al XII-lea d.Hr. se utilizează în mod curent busola în navigatie.
Unul dintre primii învățați europeni care au studiat magnetismul a fost Pierre de Marincourt (Petrus Peregrinus), savant medieval ce l-a avut ca discipol pe Roger Bacon și care a scris, în 1269, un tratat remarcabil asupra magnetilor: Epistola Petri Peregrini de Marincourt ad Sygerum de Foucaucourt, militem, de magnete. Studiile sale au anticipat folosirea busolei.
Introducerea conceptului camp magnetic i se datorează lui Faraday.
Câmpul magnetic și câmpul electric sunt cele două componente ale câmpului electromagnetic. Prin variația lor, cele două câmpuri se influențează reciproc și astfel undele electrice și magnetice se pot propaga liber în spațiu sub formă de unde electromagnetice
Istoric
Încă din secolul al VI-lea î.Hr., filozofii greci descriau și încercau să explice proprietătile mineralelor ce conțineau magnetit, tip de mineral găsit în regiunea Magnezia (Thesalia), de unde și numele mineralului.
Acul magnetic care „arăta sudul” este menționat pentru prima dată în secolul al XI-lea î.Hr. ca fiind folosit în China, însă de-abia din secolul al XII-lea d.Hr. se utilizează în mod curent busola în navigatie.
Unul dintre primii învățați europeni care au studiat magnetismul a fost Pierre de Marincourt (Petrus Peregrinus), savant medieval ce l-a avut ca discipol pe Roger Bacon și care a scris, în 1269, un tratat remarcabil asupra magnetilor: Epistola Petri Peregrini de Marincourt ad Sygerum de Foucaucourt, militem, de magnete. Studiile sale au anticipat folosirea busolei.
Introducerea conceptului camp magnetic i se datorează lui Faraday.
Condensator electric
Un condensator este un dispozitiv electric pasiv ce înmagazinează energie sub forma unui câmp electric între două armături încărcate cu o sarcină electrică egală, dar de semn opus. Acesta mai este cunoscut si sub denumirea de capacitor. Unitatea de măsură, în sistemul internațional, pentru capacitatea electrică este faradul (notat F).
Tipuri
Condensatoarele pot fi de mai multe feluri (electrolitice, cu tantal, ceramice, cu poliester etc.), ele fiind realizate atât în tehnologie SMD cat și tehnologie THD.
Condensatorul poate fi folosit ca filtru trece sus.
Parametri tehnici ai condensatoarelor
-Gama temperaturilor nominale: intervalul temperaturilor ambiente în care funcționează condensatorul.
-Temperatura maximă: temperatura punctului celui mai cald al suprafaței exterioare a condensatorului.
-Temperatura minimă: temperatura punctului celui mai rece al suprafaței exterioare a condensatorului.
-Capacitatea nominală: valoarea capacității electrice marcată pe condensator.
-Toleranțe ale capacității nominale, (%): deviațiile maxime admisibile ale valorii reale a capacității de la valoarea nominală.
-Tensiunea nominală, : tensiunea continuă maximă sau tensiunea alternativă eficace ce poate fi aplicată permanent pe terminalele condensatorului (la borne).
-Tensiunea de categorie, : tensiunea ce poate fi aplicată pe un condensator care funcționează la temperatura maximă a categoriei.
-Tangenta unghiului de pierderi, : raportul dintre puterea activă și puterea reactivă a condensatorului pentru o tensiune sinusoidală de o anumită frecvență.
-Rezistența de izolație, : raportul dintre tensiunea continuă aplicată la terminalele condensatorului și curentul ce-l străbate, măsurat după un timp antestabilit, de regulă 1...5 minute.
-Rigiditate dielectrică: tensiunea maximă continuă pe care trebuie să o suporte condensatorul minimum 1 minut fără să apară străpungeri sau conturnări.
-Coeficient de temperatură: variația relativă a capacității pentru o variație de temperatură de 1 grad centigrad.
-Curent de fugă, curentul de conducție ce trece prin condensator atunci când i se aplică o tensiune continuă pe terminale.
-Impedanța, valoarea exprimată în a sumei tuturor componentelor electrice (rezistență ohmică, reactanță capacitivă și inductivă) din schema echivalentă a unui condensator real.
-Curent ondulatoriu ,valoarea eficace a curentului alternativ maxim admis la frecvența de 50...60 Hz sau 100...120Hz la care condensatorul electrolitic poate fi supus permanent sub tensiune nominală.
Tipuri
Condensatoarele pot fi de mai multe feluri (electrolitice, cu tantal, ceramice, cu poliester etc.), ele fiind realizate atât în tehnologie SMD cat și tehnologie THD.
Condensatorul poate fi folosit ca filtru trece sus.
Parametri tehnici ai condensatoarelor
-Gama temperaturilor nominale: intervalul temperaturilor ambiente în care funcționează condensatorul.
-Temperatura maximă: temperatura punctului celui mai cald al suprafaței exterioare a condensatorului.
-Temperatura minimă: temperatura punctului celui mai rece al suprafaței exterioare a condensatorului.
-Capacitatea nominală: valoarea capacității electrice marcată pe condensator.
-Toleranțe ale capacității nominale, (%): deviațiile maxime admisibile ale valorii reale a capacității de la valoarea nominală.
-Tensiunea nominală, : tensiunea continuă maximă sau tensiunea alternativă eficace ce poate fi aplicată permanent pe terminalele condensatorului (la borne).
-Tensiunea de categorie, : tensiunea ce poate fi aplicată pe un condensator care funcționează la temperatura maximă a categoriei.
-Tangenta unghiului de pierderi, : raportul dintre puterea activă și puterea reactivă a condensatorului pentru o tensiune sinusoidală de o anumită frecvență.
-Rezistența de izolație, : raportul dintre tensiunea continuă aplicată la terminalele condensatorului și curentul ce-l străbate, măsurat după un timp antestabilit, de regulă 1...5 minute.
-Rigiditate dielectrică: tensiunea maximă continuă pe care trebuie să o suporte condensatorul minimum 1 minut fără să apară străpungeri sau conturnări.
-Coeficient de temperatură: variația relativă a capacității pentru o variație de temperatură de 1 grad centigrad.
-Curent de fugă, curentul de conducție ce trece prin condensator atunci când i se aplică o tensiune continuă pe terminale.
-Impedanța, valoarea exprimată în a sumei tuturor componentelor electrice (rezistență ohmică, reactanță capacitivă și inductivă) din schema echivalentă a unui condensator real.
-Curent ondulatoriu ,valoarea eficace a curentului alternativ maxim admis la frecvența de 50...60 Hz sau 100...120Hz la care condensatorul electrolitic poate fi supus permanent sub tensiune nominală.
Dispersia undelor electromagnetice
Sub termenul de dispersie a undelor electromagnetice se înțelege în fizică o proprietate a acestora care depinde de lungimea de undă notată cu λ (litera greacă lambda). Se manifestă prin devierea direcției de propagare (frângere, refracție) la suprafața care desparte 2 medii diferite de propagare.
Indicele de refracție „n” depinde de lungimea de undă λ, fenomen care este exploatat mai ales în optică. La substanțele transparente această dispersie este în general „normală”, ca de exemplu la sticlă, unde refracția luminii roșii este mai slabă decât de exemplu cea a luminii albastre (care are o lungime de undă mai mică). Acest efect este explicat prin fenomenul de absorbție a luminii. Dacă însă indicele de refracție crește prin creșterea lungimii de undă, atunci este vorba de o „deviere pozitivă”, numită și o „deviere anormală”.
Indicele de refracție „n” depinde de lungimea de undă λ, fenomen care este exploatat mai ales în optică. La substanțele transparente această dispersie este în general „normală”, ca de exemplu la sticlă, unde refracția luminii roșii este mai slabă decât de exemplu cea a luminii albastre (care are o lungime de undă mai mică). Acest efect este explicat prin fenomenul de absorbție a luminii. Dacă însă indicele de refracție crește prin creșterea lungimii de undă, atunci este vorba de o „deviere pozitivă”, numită și o „deviere anormală”.
Abonați-vă la:
Postări (Atom)