Огни святого Эльма
Рисунок 2. Огни святого Эльма
Огни святого Эльма, или огни святого Элмо (англ. Saint Elmo's fire, Saint Elmo's light) — возникающий при большой напряженности электрического поля в атмосфере разряд в форме светящихся пучков или кисточек (или коронный разряд), возникающих на острых концах высоких предметов (башни, мачты, одиноко стоящие деревья, острые вершины скал и т. п.). Образуются в моменты, когда напряженность электрического поля в атмосфере у острия достигает величины порядка 500 В/м и выше, что чаще всего бывает во время грозы или при ее приближении, а зимой во время метелей. По физической природе представляют собой особую форму коронного разряда. Название явление получило от имени святого Эльма (Эразма) — покровителя моряков в католической религии. Морякам их появление сулило надежду на успех, а во время опасности — и на спасение. Экспериментальные результаты по генерации огней святого Эльма в лаборатории Богдана Войцеховского Института гидродинамики СО РАН описаны в журнале «Наука и жизнь» (1976. № 5).
«Многие ученые считают, что огни святого Эльма — это свечение коронарного разряда. Эксперименты, проведенные с потоком заряженных капель, приводят к иной точке зрения». И далее читаем описание процесса: «Для моделирования атмосферного электричества, в особенности такого интересного явления, как шаровая молния, нужно создать в лаборатории „грозовые облака” с очень большой плотностью заряда. Эту проблему можно решить, создав облака из заряженных капель. Специально сконструированный генератор позволяет получить довольно плотную струю заряженных водяных капель, которые выносятся мощным потоком воздуха (размеры капель — несколько микрометров). После вылета из генератора струя из-за трения и перемешивания с окружающим воздухом быстро замедляется. При этом возникают сильные электрические поля. Различные предметы, поставленные в поток заряженных капель, начинают светиться. Светятся кончики пальцев руки. От вставленного в поток конуса свечение расходится в виде веера. Если в поток поместить карандаш, то светятся оба его конца. Свечение интенсивное, оно отчетливо видно на расстоянии трех метров. По-видимому, огни святого Эльма вызваны именно таким свечением предметов в потоке заряженных капель. Как представить себе поток заряженных капель в природе? В ненастную погоду ветер создает горизонтальный поток воздуха, над землей несутся низкие облака, капли воды в них заряжены, попадающие в такой поток высокие предметы начинают светиться».
Фото 11. Богдан Войцеховский демонстрирует эффект образования огней святого Эльма в своей лаборатории. Слева виден генератор капельного облака, в которое введена ваза.
В 1977 г. установка, на которой были получены модельные огни святого Эльма, вывозилась в Москву в Институт проблем физики, в лабораторию П. Л. Капицы для демонстрации московским физикам столь важного результата в физике светящихся природных явлений. Техническое обеспечение работы установки выполнял Михаил Савельевич Мандрик. Вот что он рассказывает: «Для увеличения эффекта свечения Богдан Вячеславович поручил сотрудникам регулярно смазывать перила лестницы обычным маслом. Посетители приходили в комнату, где стояла установка, с „готовыми” руками, на которых был тонкий слой углеводородов, это обеспечивало более яркий эффект демонстрации огней Эльма».