Текст Сергея Борисова, журнальный вариант
Огни Святого Эльма
Saint Elmo " s light s
Еще римский философ Сенека говорил, что порой «звезды словно нисходят с небес и садятся на мачты кораблей».
Древние греки называли их огнями братьев-близнецов Диоскуров - Кастора и Полидевка, покровителей моряков, а зажигала огни их сестра - прекрасная Елена. Позднее, в трудах Тита Ливия, отмечалось: когда флот Лисандра выходил в море, чтобы сразиться с афинянами, на мачтах галеры полководца вспыхнули огни, и все воины восприняли это как доброе предзнаменование.
Много позже огни Диоскуров стали именовать огнями святого Эльма, потому что они часто появлялись на шпилях собора святого Эльма в Италии. Но как бы они ни назывались, эти огни всегда были символом надежды, их появление означало, что самое страшное уже позади.
Во время плавания Христофора Колумба в Америку разразилась буря. Что было дальше, гласит предание: «Измученные тяжелой работой, напуганные молниями и свирепым океаном матросы начали роптать. Во всех своих бедах они винили Колумба, затеявшего это безумное плавание, которому нет и не будет конца. Тогда Колумб приказал всем подняться на палубу и посмотреть на мачты. На их концах светились огоньки. И возрадовались матросы, ибо поняли, что святой Эльм милостив к ним, и плавание закончится благополучно, и все останутся живы».
Огни святого Эльма как добрый знак восприняли и спутники Магеллана. Летописец первого кругосветного плавания, рыцарь Пифагетта, оставил в своем дневнике такую запись: «Во время ненастья мы часто видели свечение, которое называют огнями святого Эльма. Как-то ночью оно явилось нам подобием доброго светоча. Огни оставались на верхушке грот-мачты в течение двух часов. В разгар свирепой бури это было для нас большим утешением. Перед тем, как исчезнуть, свечение вспыхнуло так ярко, что мы были восхищены и ошеломлены. Кто-то в неверии своем воскликнул, что сейчас мы погибнем, но в то же мгновение ветер стих».
В 1622 году тысячи «святых огней» усыпали мальтийские галеры, возвращавшиеся на родной остров, а 64 года спустя «святой огонь» буквально взял в плен французский корабль, направлявшийся к Мадагаскару. Находившийся на его борту аббат Шаузи записал: «Дул страшный ветер, лил дождь, сверкали молнии, все волны морские были в пламени. Вдруг я увидел огни святого Эльма на мачтах нашего корабля. Они были величиной с кулак и прыгали по реям, а некоторые спустились на палубу. Они сверкали и не обжигали, поскольку святость их не позволяла им творить зло. Они вели себя на корабле, как дома. Они веселились сами и веселили нас. И продолжалось это до рассвета».
И еще свидетельство - капитана парохода «Моравиа» А. Симпсона, относящееся к «случаю, имевшему место у островов Зеленого мыса» 30 декабря 1902 года: «В течение часа в небе полыхали молнии. Канаты, топы мачт и ноки рей - все светилось. Казалось, на всех штагах через четыре фута повесили зажженные фонари».
Как правило, огни святого Эльма представляют собой светящиеся шары, реже они напоминают пучки или кисточки, еще реже факелы. Но как бы эти огни ни выглядели, они не имеют ничего общего… с огнем.
Это - электрические разряды, возникающие при большой напряженности электрического поля в атмосфере, что чаще всего бывает во время грозы. Обычные молнии сопровождаются оглушительным громом, ведь молния - это сильный и быстрый электрический разряд. Однако при определенных условиях происходит не разряд, а истечение зарядов. Это тот же разряд, но только «тихий», его еще называют коронным, то есть венчающим какой-либо предмет подобно короне. При таком разряде из различных острых выступов - тех же корабельных мачт, - начинают выскакивать одна за другой электрические искры. Если искр много и процесс длится более или менее продолжительно, возникает сияние.
В общем, если ваша яхта вдруг засияет, как новогодняя елка, не хватайтесь за огнетушитель. Вам повезло - это огни святого Эльма, которые всегда приносят удачу морякам. Единственная неприятность, которая вам грозит, это радиопомехи. Но это можно пережить, зрелище стоит того!
Шаровая молния
Ball - lightning
Никто не знает, что это такое - шаровая молния. Величайшие умы человечества бились над разгадкой, пытаясь создать физическую теорию возникновения и протекания этого явления, однако вынуждены были ограничиться гипотезами, которые в устах простого человека звучат так: «Возможно… нельзя исключить… если предположить…» Таких гипотез на сегодняшний день более двухсот, и есть среди них совершенно экзотические, типа: «посланцы из параллельного мира» и «сублимированное единение квазичастиц». И это при том, что давно известно, из чего шаровая молния состоит: азот, кислород, озон, пары воды и т. д. Возможно, шаровая молния - это сгусток сверхкалорийного топлива с энергией до 1 млн. Дж и мощностью взрыва равного взрыву нескольких десятков килограммов тротила. При этом небольшая плотность шаровой молнии позволяет ей парить в воздухе, а собственный источник энергии — перемещаться с весьма приличной скоростью.
Но это все теории, практика же свидетельствует - шаровые молнии опасны и для людей, и для кораблей, ведь часто они возникают над водной поверхностью.
Вот, что случилось в 1726 году с шлюпом «Кэтрин и Мэри», согласно отчету его капитана Джона Хоуэлла: «Мы были у берегов Флориды. Внезапно в воздухе появился огненный шар, который ударился о нашу мачту и разнес ее на 1000 кусков. Потом он убил одного человека, ранил другого и попытался сжечь наши паруса, но ему помешал ливень».
В 1749 году шаровая молния атаковала «Монтего», корабль английского адмирала Чемберса. Доктор Грегори, находившийся на судне, свидетельствует: «Около полудня мы заметили большой огненный шар милях в трех от корабля. Адмирал приказал сменить курс, но шар догнал нас. Он летел в сорока-пятидесяти ярдах над морем. Оказавшись над судном, он с грохотом взорвался. Верхушка грот-мачты была снесена. Пятерых человек на палубе сбило с ног. Шар оставил после себя сильный запах серы. Господь уберег нас от дьявола».
В 1809 году английский военный корабль «Уоррен Гастингс» атаковали сразу три шаровые молнии. Вот строки из отчета о происшедшем: «Один из шаров спикировал и убил матроса. Его товарища, который бросился к нему на помощь, сбил с ног второй шар, опалив пламенем и оставив сильные ожоги. Третий шар убил еще одного человека».
Наконец, случай из нашего времени. В 1984 году шаровая молния едва не отправила на дно озера Эри яхту Уилфреда Дерри, жителя Чикаго. Она появилась после дождя, словно бы из ниоткуда. Заметили ее слишком поздно, а когда Уилфред попытался запустить двигатель, то не смог этого сделать, поскольку микроволновые излучения нарушили работу электросистемы. Минуту или две молния висела над судном, потом чуть опустилась… и взорвалась. Контуженный Дерри упал на палубу. Взрыв повредил его барабанные перепонки, а вспышка «в тысячу солнц» лишила зрения. Также Дерри получил термические ожоги. По счастью, он был не один на борту, в каюте спала его жена. Она и привела яхту, чей мотор вдруг волшебным образом «ожил», к берегу. Слух и зрение вернулись к пострадавшему от шаровой молнии только через несколько недель.
Надо заметить, что Уилфреду Дерри еще повезло - и что касается здоровья, и касательно его собственности. Его судно могло вспыхнуть, как свечка! Но молния взорвалась над яхтой, а не при соприкосновении с ней. Вещество шаровой молнии обладает свойством, во-первых, рассыпаться на тысячи маленьких огненных шариков, а во-вторых, как бы прилипать к поверхности. Тогда загорается дерево, из-за резкого перепада температур трескается стекло и коробится пластик. Наконец, молния могла прожечь борт или стекло иллюминатора, и взорваться в каюте. Короче, могло быть хуже.
Наблюдения показывают, что шаровые молнии обычно движутся навстречу загрязненному воздуху, например, дыму из трубы или от костра. Привлекают их и отработанные газы, что объясняет, почему шаровые молнии иногда преследуют суда.
Впрочем, парусные яхты тоже не могут чувствовать себя в безопасности, особенно идущие с приличной скоростью. За быстро движущимся судном образуется область пониженного давления в более теплом воздухе, а это для шаровой молнии, как «путеводная нить».
Так что же делать при встрече с шаровой молнией? Прежде всего надо постараться избежать лобового столкновения, а дальше - у вас есть выбор. Вариант №1. Вы глушите двигатель (если он работал), укрываетесь в каюте, закрыв дверь и задраив иллюминаторы, и ждете, когда незваная гостья отстанет от вас, ведь срок ее жизни недолог. Вариант №2. Если вы уверены в скоростных возможностях вашей лодки, вы пускаетесь наутек; запасов энергии шаровой молнии хватит минуты на две-три преследования, после чего она или взорвется у вас за кормой, или, израсходовав свои энергетические ресурсы, поднимется вверх и… исчезнет. Что и требуется.…
Огни святого Эльма и шаровая молния - явления со знаком «+» и знаком «-». Не бойтесь первого и опасайтесь второго. Мы вас предупредили, а кто предупрежден, тот защищен.
В самое «темечко»
Удар молнии в мачту может вывести судно из строя. Особую опасность в этом случае представляют незаземленные мачты, проходящие до киля — разряд молнии проходит через мачту почти без сопротивления и пробивает киль и обшивку.
Громоотвод на мачте, один конец которого соприкасается с водой, может считаться надежной защитой в том случае, если под водой имеется достаточно большая переходная площадь с сопротивлением в пределах 0,5 — 1 ом. При малой переходной площади в воде образуется «воронка напряжения» — гигантский перепад потенциалов между концом провода и водой. Эта разность может привести к тому, что яхта попадет под второй удар, который последует из воды и окажется сильнее первого, вследствие эффекта так называемого «каскадного наложения». Поэтому к килю необходимо прикреплять металлические пластины из нержавеющей стали, латуни, бронзы или меди. В общем, чем больше на судне металлических частей, обеспечивающих переход заряда из атмосферы в воду, тем лучше. Правда, обилие металла нередко отрицательно сказывается на радиосвязи, провоцируя помехи.
Монтируют громоотвод таким образом, чтобы он приблизительно на 10 см возвышался над клотиком мачты. В качестве собственно громоотвода обычно используется изолированный медный кабель сечением 35 мм2 или алюминиевый сечением 50 мм2. Внутри мачты или закрепленный вдоль нее, громоотвод спускается к палубе, проходит сквозь нее, уходит под пайолы и закрепляется на килевых болтах. Отрицательный полюс аккумулятора и антенна заземляются главным проводом; баллер руля, топливные баки, двигатель — боковыми отводами.
Следует иметь в виду, что даже при хорошей грозозащите молния может причинить неприятность. Например, девиационная таблица компаса требует коррекции после удара молнии, так как меняется магнетизм судна.
Иногда в грозовую погоду можно наблюдать интереснейшее природное явление: на вершинах шпилей, башен и даже стволов отдельных деревьев появляется яркое свечение. Этот интересный феномен давным давно известен морякам. Древние римляне называли его огнями Поллукса и Кастора (мифологические близнецы). Когда на море гроза, такие огни обычно появляются не вершинах мачт. Историк Древнего Рима Луций Сенека писал по данному поводу: "Создаётся впечатление, что звёзды сходят с неба и садятся на мачты кораблей".
В Средневековой Европе огни на мачтах стали связывать с именем святого Эльма. В христианской традиции он считался покровителем моряков. Вот что писали в XVII веке о загадочных огнях моряки: "Началась гроза и на флюгере большой мачты появился огонь, достигающий в высоту 1,5 метра. Капитан приказал матросу загасить его. Тот забрался наверх и крикнул, что огонь шипит, как сырой порох. Матросу крикнули, чтобы он снял его вместе с флюгером и принёс вниз. Но огонь перескочил на конец мачты, и добраться до него стало невозможно".
Огни святого Эльма можно увидеть не только в море. Американские фермеры не раз рассказывали, как во время грозы светились рога коров на ранчо. Неподготовленный человек такое явление может ассоциировать с чем-то сверхъестественным.
Как возникают огни святого Эльма
Современная физика знает об огнях святого Эльма практически всё. Это электрические коронные разряды, а суть данного феномена объясняется совсем просто: любой газ имеет некоторое количество заряженных частиц или ионов. Возникают они по причине отрыва электронов от атомов. Число таких ионов в обычных условиях ничтожно, поэтому газ не проводит электричество. А вот во время грозы напряжённость электромагнитного поля резко возрастает.
В результате этого ионы газа начинают более интенсивно двигаться, так как получают дополнительную энергию. Они начинают бомбардировать нейтральные молекулы газа, и те распадаются на положительно и отрицательно заряженные частицы. Данный процесс называется ударной ионизацией. Идёт он лавинообразно, и в результате этого у газа появляется способность проводить электричество.
Данный феномен первым изучил сербский изобретатель Никола Тесла. Он доказал, что в переменном электромагнитном поле напряжённость более интенсивна вокруг острых выступов зданий и предметов. Именно в таких местах и возникают области ионизированного газа. Внешне они похожи на короны. Отсюда и пошло название - коронный разряд .
Эффект ударной ионизации используется в счётчиках Гейгера, то есть с его помощью замеряют уровень радиации. А коронные разряды послушно служат людям в лазерных принтерах и ксероксах.
Огни святого Эльма напрямую связаны с попыткой сфотографировать ауру человека. Что такое аура? Это семь энергетических слоёв, окружающих человеческое тело. Первый связан с удовольствием и ощущением боли, второй с эмоциями, третий с мышлением. Четвёртый связан с энергией любви, пятый с человеческой волей, шестой с проявлением божественной любви, а седьмой с высшим разумом.
Официальная наука ауру отрицает. Однако есть люди, которые предлагают сфотографировать ауру и по снимку определить возможные неполадки со здоровьем. О возможности фотографирования ауры заговорили в результате исследования супругов Кирлиан. Они создали у себя дома подобие лаборатории, где в качестве источника высоковольтного напряжения использовали резонансный трансформатор.
Вначале речь шла лишь о фотографической фиксации коронных разрядов. Однако вскоре все заговорили об эффекте Кирлиан . Рассказывали, что светимость кончиков человеческих пальцев заметно увеличивается после прочтения молитвы. Также писали, что если от листа бумаги отрезать кончик и сфотографировать обрезанный лист, используя метод Кирлиан, то на фотографии отразится светящийся неповреждённый лист.
Что касается науки, то она к данному эффекту отнеслась равнодушно. Физики заявили, что такого эффекта в природе не существует. Мотивировали они это тем, что при повторном воздействии высокочастотного поля, скажем, на кожу человека, её электропроводность увеличивается. Происходит это за счёт выделения пота, который содержит ионы, необходимые для электропроводности. Вот и весь эффект.
Эффект Кирлиан, фото №1 (слева) и фото №2
Отсюда понятно, почему повторный снимок свечения получается ярче. Пробовали после первого фотографирования читать не молитвы, а произносить ругательные выражения. Вторая фотография получалась всё равно ярче, как будто произносились благие слова.
Если же говорить о свечении всего листа после отрезания его части, то с этим специалисты разобрались очень быстро. Выяснилось, что лист клали на ту же подложку, которая была до этого. А на ней присутствовали те вещества, которые лист успевал выделить во время первого исследования. Стоило протереть подложку спиртом или положить на неё чистый лист бумаги, как эффект пропадал.
А что же с аурой человека? Существует она или нет? Смотря что понимать под этим термином. Кожа человека выделяет самые разнообразные вещества. Электропроводность кожи здорового и больного человека заметно различаются. Практически, каждая белковая молекула, входящая в состав клеток живых организмов, несёт на своей поверхности положительные и отрицательные заряды. Следовательно, любой организм создаёт слабое электрическое поле. Такая аура вполне реальна.
Художники древности украшали головы святых на иконах нимбами. Они считались символическим образом святости. Тут трудно что либо возразить, так как человек, посвятивший себя богоугодным делам, действительно, как бы светится изнутри.
С другой стороны, каждый может увидеть нимб вокруг своей головы. Для этого надо ранним утром встать на росистой траве спиной к солнцу и посмотреть на тень от своей головы. Вокруг неё будет заметно лёгкое свечение. Это вовсе не признак святости, а лишь оптический эффект отражения солнечных лучей от капель росы .
Моряки во все времена рассказывали о том, как порой во время шторма возникало удивительное явление: верхушки мачт начинали светиться яркими огнями, которые через некоторое время исчезали.
Эти огни древние греки и римляне списывали на счет своих богов и объясняли либо покровительством, либо, наоборот, недовольством жителей Олимпа. Во времена христианства моряки приписывали удивительные огни святому Эльму (он же – святой Эразмус), который покровительствовал мореходам.Описаны огни святого Эльма Колумбом и Магелланом, Дарвином и Юлием Цезарем, их упоминали в своих произведениях Шекспир и Мелвилл. Интересно, что в большинстве случаев они внушали не страх перед неизведанным, а радость и надежду. Это тем более удивительно, что люди всегда страшились необъяснимого. Появление огней св. Эльма на мачтах и канатах корабля считалось добрым знаком. Особой патетики ситуации добавляло и то, что огни появляются только перед грозой или во время шторма. Поэтому вмешательство доброго святого обязательно должно было спасти людей от гибели в мутных пучинах.
Статистики о том, сколько моряков, наблюдавших огни святого Эльма, все-таки сгинули в море, нет. А вот объяснение этому удивительному явлению ученые все-таки нашли. Оно может возникать не только на море, но и на любых высоких заостренных объектах перед грозой – на шпилях и антеннах, на крестах церквей и на молниеотводах.
По различным описаниям, огонь святого Эльма может выглядеть очень по-разному: в виде мерцающего свечения, как вокруг свечки, либо как фейерверк, разбрасывающий снопы разноцветных искр, либо ярким шаром, либо танцующим пламенем. Чаще всего описывали бело-голубые огни, но встречались и алые «вариации».
Причина возникновения этого интересного явления кроется в особенностях атмосферного электричества. В нормальной ситуации, при ясной погоде значение потенциала электрического поля составляет 1 вольт на сантиметр пространства, а вот в грозу, в тот момент, когда готова ударить молния, оно достигает 5 000 вольт на сантиметр. Именно в этот момент по разным причинам молния «передумывает» - и появляется огонь святого Эльма. Связан он с тем, что в воздухе накапливаются положительно (ионы) и отрицательно (электроны) заряженные частицы, которые, ударяясь о «целые» молекулы, выбивают из них электроны. Результат – лавинообразное образование заряженных частиц, которые концентрируются вокруг высоких заостренных объектов и начинают отдавать энергию в виде света в атмосферу. Атмосферный газ начинает светиться.
Момент начала свечения называется коронным разрядом. Такой разряд возникает в условиях очень резкой неоднородности электрического поля. А заостренные объекты выполняют роль электродов. Чем выше кривизна поверхности электрода, тем больше вероятности, что на нем «повиснет» огонь святого Эльма. На высоте 30 – 40 метров коронный разряд возникает при потенциале поля порядка 200 вольт на сантиметр.
Сегодня, когда причина возникновения огня святого Эльма раскрыта, он все равно вызывает повышенный интерес у исследователей. А когда его видят простые обыватели – это часто связывается с детским восторгом, ведь мачта корабля, увенчанная загадочным сиянием – поистине волшебное зрелище.
Одно из самых красивых и удивительных явлений природы – так называемые огни святого Эльма, которые порой можно наблюдать на вершинах заостренных предметов.
Верхние ветви деревьев, шпили башен, на море – верхушки мачт и другие подобные места иногда озаряются мерцающим голубоватым сиянием. Выглядеть оно может по-разному: как ровное мерцающее свечение в виде короны или ореола, как танцующие язычки пламени, как рассыпающий искры фейерверк.
Почему огни святого Эльма так называются?
В средневековой Европе танцующие огоньки связывали с образом католического святого Эльма (Эразма), покровительствовавшего морякам. Легенда гласит, что святой умер во время шторма на палубе корабля. Перед смертью он пообещал, что и с того света будет молиться за моряков и подавать знаки об их грядущей судьбе, и этими знаками станут танцующие волшебные огоньки.
Святой сдержал слово: с тех пор огни, возникшие на мачтах корабля во время шторма, предсказывали скорое окончание непогоды и служили добрым знаком для мореплавателей. Но если огонь спускался с мачты на палубу или сиял над человеком – это считалось предупреждением о грядущем несчастье или даже смерти.
Чаще всего огни святого Эльма можно увидеть в горных местностях, иногда встречается оно в степной зоне или на море. В наших широтах блуждающие огоньки появляются крайне редко – это связано с физической природой феномена, для появления которого требуются особые обстоятельства.
Как образуются огни святого Эльма?
Гипотеза о том, что огни святого Эльма связаны с , появилась еще в восемнадцатом столетии: ее высказал знаменитый исследователь Бенджамин Франклин, который одним из первых начал ставить опыты для изучения электрических разрядов. Однако полностью описать физическую природу явления ученые смогли только в двадцатом веке.
Появление свечения связано с наличием в воздухе большого количества ионизированных частиц. Обычно их присутствие в воздушной массе крайне незначительно, однако во время грозы их число резко возрастает – до такой степени, что они могут генерировать довольно сильное электромагнитное поле.
Столкновение иона с обычной молекулой газа приводит к появлению заряда и у той частицы, которая до этого была нейтральной. Напряжение поля стремительно растет, и процесс ионизации в этом случае напоминает сход снежной лавины. Это явление названо ударной ионизацией и подробно описано Н.Теслой.
На определенном этапе столкновения частиц приводят к образованию свечения в местах, где поле имеет особенно высокую напряженность.
Как правило, это происходит вокруг острых выступающих предметов, которыми чаще всего оказываются мачты кораблей, шпили башен или верхушки высоких деревьев. Эти места служат своеобразными громоотводами, по которым атмосферное электричество «стекает» в землю, сопровождая процесс характерным потрескиванием и запахом озона.
Летчики видят огни святого Эльма наиболее часто: они образуются на концах крыльев или лопастях пропеллеров, если самолету приходится пересекать фронт грозовых туч. Электрические разряды достигают нередко такой силы, что создают помехи для радиосвязи.
До сих пор возможны случаи гибели самолетов из-за потери управляемости, хотя сегодня каждый летательный аппарат обязательно оборудуется устройствами для нейтрализации атмосферных разрядов.
Почему огни святого Эльма нельзя увидеть у нас?
В нашей стране огни святого Эльма являются крайне редким явлением, для него даже не придумано собственного названия, поэтому мы пользуемся европейским.
Дело в том, что для образования свечения ионизированная воздушная масса должна спуститься достаточно низко, а у нас минимальная высота грозовой тучи составляет не меньше полукилометра.
В горных местностях Альп или Пиренеев эта высота существенно сокращается. Ураганные ветры, бушующие над гладью моря, тоже могут опустить ионизированный воздух достаточно низко, чтобы вызвать свечение корабельных мачт.
Появление разрядов атмосферного электричества способно вывести из строя электронику: мобильные телефоны, компьютеры и другую аппаратуру. Поэтому не стоит сожалеть об отсутствии огней святого Эльма – хотя они очень красивы, обычным людям созерцание этой красоты может обойтись довольно дорого.
Здравствуйте, дорогие читатели сайта Спринт-Ответ. Сегодня в эфире Первого канала идёт телеигра под названием "Кто хочет стать миллионером?". В этой статье мы рассмотрим очень интересный вопрос об огнях святого Эльма. Игроки очень долго размышляли, точнее потратили на ответ времени. Больше игроки разговаривали на отвлечённые темы, например о месте рождения и учебы Яны Кошкиной, которая играла сегодня вместе с Андреем Козловым.
Где часто появляются огни святого Эльма?
Правильный ответ традиционно выделен синим цветом и полужирным шрифтом.
Огни святого Эльма или Огни святого Элмо (англ. Saint Elmo"s fire, Saint Elmo"s light) - разряд в форме светящихся пучков или кисточек (или коронный разряд), возникающий на острых концах высоких предметов (башни, мачты, одиноко стоящие деревья, острые вершины скал и т. п.) при большой напряжённости электрического поля в атмосфере. Они образуются в моменты, когда напряжённость электрического поля в атмосфере у острия достигает величины порядка 500 В/м и выше, что чаще всего бывает во время грозы или при её приближении, и зимой во время метелей.
- на сталактитах пещер
- на мачтах судов
- на дне Марианской впадины
- на поверхности Луны
Верхние ветви деревьев, шпили башен, на море – верхушки мачт и другие подобные места иногда озаряются мерцающим голубоватым сиянием. Выглядеть оно может по-разному: как ровное мерцающее свечение в виде короны или ореола, как танцующие язычки пламени, как рассыпающий искры фейерверк.