Огни святого эльма природное явление где. Огни святого эльма - фото и природа необычного явления

Огни святого Эльма – это красивое свечение, вызываемое накоплением большого электрического разряда в грозовое время. В основном это явление наблюдается на корабельных мачтах, возле самолетов, летящих через грозовые тучи, а иногда и на горных вершинах.

Согласно легендарным сказаниям тех временем, огни святого Эльма стали появляться после смерти святого Эльма в то время, когда на море был очень сильный шторм. Святой Эльм являлся покровителем моряков Средиземного моря. Незадолго до того, как Эльм лег на смертный одр, он пообещал, что будет извещать всех моряков, подавая им знаки о том, будут ли они спасены или нет. И вскоре моряки, находящиеся на мачте корабля, увидели некое свечение, которое никогда никто не видел, и которое было принято в качестве обещанного знака.

Сенека говорил, что во время грозы звезды начинают как бы сходить с неба и садиться на корабельные мачты.В древности Греция и Рим связывали это явление со снисхождением с небес двух близнецов, которые носили имена Поллукс и Кастор. С тех самых пор такие яркие мистические огни являлись отнюдь не злым, а добрым знаком для каждого моряка, так как толковалось оно, что покровитель - святой Эльм – рядом, а значит, он не допустит появления беды. В противном случае появление одного огня было плохим предзнаменованием, так как за этим следовало сильное и кораблекрушение.

Счастливое предзнаменование заключалось в том, что огни святого Эльма можно было увидеть только ближе к завершению штормовой погоды. Огни, к сожалению, иногда появлялись и не с очень хорошими намерениями. Если они спускались на палубную часть корабля, то считалось, что дух покойника бродит по кораблю и вернулся с целью предупреждения корабельного состава о скором несчастье. Случалось, что такое свечение оказывалось над каким-либо человеком, тогда этот «светящийся» должен в скорейшем времени погибнуть.

Огни святого Эльма появляются в разных формах. Их можно увидеть и как равномерное свечение, и как отдельные мерцающие огоньки, и как факелы. Бывает, что такие огоньки могут являться людям в виде языков пламени, поэтому иногда люди бегут их тушить.

Явление достаточно красивое, поэтому может заворожить каждого очевидца. Некоторые могут испугаться его. Но в этом нет ничего страшного. В первый раз такие огоньки действительно могут отпугнуть. Но если видеть их часто, к этому можно привыкнуть. И связать его с плохим предзнаменованием вряд ли получится.

Такое явление в 1957 году было замечено рыболовами на Плещеевском озере под Переславлем-Залесским.

Объяснение явления с точки зрения науки

Мифологических трактовок этого явления существует огромное количество. Но его можно объяснить и с точки зрения научных исследований. В 1749 году Бен Франклин приравнял Огонь к электричеству, возникающему в атмосфере.

Согласно научным исследованиям, огни святого Эльма – это обычный точечный разряд, возникающий в основном на одиночных объектах. И появляется он только тогда, когда значение электрического поля становится больше 1000 вольт на 1 см. Именно поэтому огни святого Эльма появляются только в грозу. Во время сильных грозовых явлений можно лицезреть, как светятся листья, трава и рога животных. Очень часто такое свечение наблюдается неподалеку от торнадо, во время снежных бурь и шквалов. Именно в это время в облаках и на земной поверхности скапливается большое количество электрического разряда.

Планету Земля окружает электрическое поле. Чаще всего воздух имеет положительный заряд, а земля – отрицательный, что приводит к ионизации воздуха. Так появляется электрическое поле. Когда «тихий» разряд случается из каких-либо острых выступов (например, шпилей, башен, мачт, деревьев, шестов), откуда выскакивают маленькие электрические искры, то он называется «коронным». Если искр достаточно много, а сам процесс происходит на протяжении более длительного времени, то можно увидеть сияние бледно-голубоватого цвета, которое похоже на язычки пламени.

Традиционно, по субботам, мы публикуем для вас ответы на викторину в формате «Вопрос - ответ». Вопросы у нас самые разные как простые, так и достаточно сложные. Викторина очень интересная и достаточно популярная, мы же просто помогаем вам проверить свои знания и убедиться, что вы выбрали правильный вариант ответа, из четырех предложенных. И у нас очередной вопрос в викторине - Где часто появляются огни святого Эльма?

• A. на сталактитах пещер
• B. на мачтах судов
• C. на дне Марианской впадины
• D. на поверхности Луны

Правильный ответ В. На мачтах судов

Огни святого Эльма – явление природы, которое можно наблюдать во время грозы. Когда у основания облака скапливаются отрицательно или положительно заряженные частицы, то они способствуют возникновению противоположного заряда на поверхности земли. Между землей и облаками образуются потоки заряженных частиц, и когда они начинают двигаться с большой скоростью, то на небе появляются яркие вспышки молний.

Предметом поклонения всех моряков стали огни, названные в честь католического святого Эльма – покровителя моряков. Все дело в том, что именно моряки впервые обратили внимание на особое свечение острых мачт и других частей своего корабля, которое происходило перед грозой или во время ее. В таком случае считалось, что святой Эльм спустился, чтобы защитить корабль от невзгод и неприятностей в море.

Легенда связывает это явление со святым Эльмом (или Эразмом) , покровителем моряков Средиземноморья, который, как рассказывают, умер на море во время сильного шторма. Перед смертью он обещал морякам, что непременно явится им в том или ином виде, чтобы сообщить, суждено ли им спастись. Вскоре после этого на мачте появилось странное свечение, которое они и восприняли как явление либо самого святого, либо посланного им знака во исполнение своего обещания.

Древние язычники – греки и римляне – полагали, что это явления божественных близнецов Кастора и Поллукса и называли их Еленой в честь их сестры.

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.

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.

Большой отряд воинов Древнего Рима находился в ночном походе. Надвигалась гроза. И вдруг над отрядом показались сотни голубоватых огоньков. Это засветились острия копий воинов. Казалось, железные копья солдат горят не сгорая!

Природы удивительного явления в те времена никто не знал, и солдаты решили, что такое сияние на копьях предвещает им победу. Тогда это явление называли огнями Кастора и Поллукса - по имени мифологических героев-близнецов. А позднее переименовали в огни Эльма - по названию церкви святого Эльма в Италии, где они появлялись.

Особенно часто такие огни наблюдали на мачтах кораблей. Римский философ и писатель Луций Сенека говорил, что во время грозы «звезды как бы нисходят с неба и садятся на мачты кораблей». Среди многочисленных рассказов об этом интересно свидетельство капитана одного английского парусника.

Случилось это в 1695 году, в Средиземном море, у Балеарских островов, во время грозы. Опасаясь бури, капитан приказал спустить паруса. И тут моряки увидели в разных местах корабля больше тридцати огней Эльма. На флюгере большой мачты огонь достиг более полуметра в высоту. Капитан послал матроса с приказом снять его. Поднявшись наверх, тот крикнул, что огонь шипит, как ракета из сырого пороха. Ему приказали снять его вместе с флюгером и принести вниз. Но как только матрос снял флюгер, огонь перескочил на конец мачты, откуда снять его было невозможно.

Еще более впечатляющую картину увидели в 1902 году моряки парохода «Моравия». Находясь у островов Зеленого Мыса, капитан Симпсон записал в судовом журнале: «Целый час в море полыхали молнии. Стальные канаты, верхушки мачт, нокреи, ноки грузовых стрел - все светилось. Казалось, что на шканцах через каждые четыре фута повесили зажженные лампы, а на концах мачт и нокрей засветили яркие огни». Свечение сопровождалось необычным шумом:

«Словно мириады цикад поселились в оснастке или с треском горел валежник и сухая трава...»

Огни святого Эльма разнообразны. Бывают они в виде равномерного свечения, в виде отдельных мерцающих огоньков, факелов. Иногда они настолько похожи на языки пламени, что их бросаются тушить.

Американский метеоролог Хэмфри, наблюдавший огни Эльма на своем ранчо, свидетельствует: это явление природы, «превращая каждого быка в чудище с огненными рогами, производит впечатление чего-то сверхъестественного». Это говорит человек, который по самому своему положению не способен, казалось бы, удивляться подобным вещам, а должен принимать их без лишних эмоций, опираясь только на здравый смысл.

Можно смело утверждать, что и ныне, несмотря на господство, - далеко, правда, не повсеместное, - естественнонаучного мировоззрения, найдутся люди, которые, окажись они в положении Хэмфри, увидели бы в огненных бычьих рогах нечто неподвластное разуму. О средневековье и говорить нечего: тогда в тех же рогах усмотрели бы, скорее всего, происки сатаны.

Коронный разряд, электрическая корона , разновидность тлеющего разряда, который возникает при резко выраженной неоднородности электрического поля вблизи одного или обоих электродов. Подобные поля формируются у электродов с очень большой кривизной поверхности (острия, тонкие провода). При Коронном разряде эти электроды окружены характерным свечением, также получившим название короны, или коронирующего слоя.

Примыкающая к короне несветящаяся («тёмная») область межэлектродного пространства называется внешней зоной. Корона часто появляется на высоких остроконечных предметах (святого Эльма огни), вокруг проводов линий электропередач и т. д Коронный разряд может иметь место при различных давлениях газа в разрядном промежутке, но наиболее отчётливо он проявляется при давлениях не ниже атмосферного.

Появление коронного разряда объясняется ионной лавиной. В газе всегда есть некоторое число ионов и электронов, возникающих от случайных причин. Однако, число их настолько мало, что газ практически не проводит электричества.

При достаточно большой напряженности поля кинетическая энергия, накопленная ионом в промежутке между двумя соударениями, может сделаться достаточной, чтобы ионизировать нейтральную молекулу при соударении. В результате образуется новый отрицательный электрон и положительно заряженный остаток - ион.

Свободный электрон при соударении с нейтральной молекулой расщепляет ее на электрон и свободный положительный ион. Электроны при дальнейшем соударении с нейтральными молекулами снова расщепляет их на электроны и свободные положительные ионы и т.д.

Такой процесс ионизации называют ударной ионизацией, а ту работу, которую нужно затратить, чтобы произвести отрывание электрона от атома - работой ионизации. Работа ионизации зависит от строения атома и поэтому различна для разных газов.

Образовавшиеся под влиянием ударной ионизации электроны и ионы увеличивает число зарядов в газе, причем в свою очередь они приходят в движение под действием электрического поля и могут произвести ударную ионизацию новых атомов. Таким образом, процесс усиливает сам себя, и ионизация в газе быстро достигает очень большой величины. Явление аналогично снежной лавине, поэтому этот процесс был назван ионной лавиной.

Натянем на двух высоких изолирующих подставках металлическую проволоку ab, имеющую диаметр несколько десятых миллиметра, и соединим ее с отрицательным полюсом генератора, дающего напряжение несколько тысяч вольт. Второй полюс генератора отведем к Земле. Получится своеобразный конденсатор, обкладками которого являются проволока и стены комнаты, которые, конечно, сообщаются с Землей.

Поле в этом конденсаторе весьма неоднородно, и напряженность его вблизи тонкой проволоки очень велика. Повышая постепенно напряжение и наблюдая за проволокой в темноте, можно заметить, что при известном напряжении возле проволоки появляется слабое свечение (корона), охватывающее со всех сторон проволоку; оно сопровождается шипящим звуком и легким потрескиванием.

Если между проволокой и источником включен чувствительный гальванометр, то с появлением свечения гальванометр показывает заметный ток, идущий от генератора по проводам к проволоке и от нее по воздуху комнаты к стенам, между проволокой и стенами переносится ионами, образованными в комнате благодаря ударной ионизации.

Таким образом, свечение воздуха и появление тока указывает на сильную ионизацию воздуха под действием электрического поля. Коронный разряд может возникнуть не только вблизи проволоки, но и у острия и вообще вблизи любых электродов, возле которых образуется очень сильное неоднородное поле.

Применение коронного разряда

Электрическая очистка газов (электрофильтры). Сосуд, наполненный дымом, внезапно делается совершенно прозрачным, если внести в него острые металлические электроды, соединенные с электрической машиной, а все твердые и жидкие частицы будут осаждаться на электродах. Объяснение опыта заключается в следующем: как только и проволоки зажигается корона, воздух внутри трубки сильно ионизируется. Газовые ионы прилипают к частицам пыли и заряжают их. Так как внутри трубки действует сильное электрическое поле, заряженные частицы пыли движутся под действием поля к электродам, где и оседают.

Счетчики элементарных частиц

Счетчик элементарных частиц Гейгера - Мюллера состоит из небольшого металлического цилиндра, снабженного окошком, закрытым фольгой, и тонкой металлической проволоки, натянутой по оси цилиндра и изолированной от него. Счетчик включают в цепь, содержащую источник тока, напряжение которого равно нескольким тысячам вольт. Напряжение выбирают необходимым для появления коронного разряда внутри счетчика.

При попадании в счетчик быстро движущегося электрона последний ионизирует молекулы газа внутри счетчика, отчего напряжение, необходимое для зажигания короны, несколько понижается. В счетчике возникает разряд, а в цепи появляется слабый кратковременный ток. Чтобы обнаружить его, в цепь вводят очень большое сопротивление (несколько мегаом) и подключают параллельно с ним чувствительный электрометр. При каждом попадании быстрого электрона внутрь счетчика листка электрометра будут откланяться.

Подобные счетчики позволяют регистрировать не только быстрые электроны, но и вообще любые заряженные, быстро движущиеся частицы, способные производить ионизацию путем соударений. Современные счетчики легко обнаруживают попадание в них даже одной частицы и позволяют поэтому с полной достоверностью и очень большой наглядностью убедиться, что в природе действительно существуют элементарные заряженные частицы.

Громоотвод

Подсчитано, что в атмосфере всего земного шара происходит одновременно около 1800 гроз, которые дают в среднем около 100 молний в секунду. И хотя вероятность поражения молнией какого-либо отдельного человека ничтожно мала, тем не менее молнии причиняют немало вреда. Достаточно указать, что в настоящее время около половины всех аварий в крупных линиях электропередачи вызывается молниями. Поэтому, защита от молнии представляет собой важную задачу.

Ломоносов и Франклин не только объяснили электрическую природу молнии, но и указали, как можно построить громоотвод, защищающий от удара молнии. Громоотвод представляет собой длинную проволоку, верхний конец которой заостряется и укрепляется выше самой высокой точки защищаемого здания. Нижний конец проволоки соединяют с металлическим листом, а лист закапывают в Землю на уровне почвенных вод.

Во время грозы на Земле появляются большие индуцированные заряды и у поверхности Земли появляется большое электрическое поле. Напряженность его очень велика около острых проводников, и поэтому на конце громоотвода зажигается коронный разряд. Вследствие этого индуцированные заряды не могут накапливаться на здании и молнии не происходит. В тех же случаях, когда молния все же возникает (а такие случаи очень редки), она ударяет в громоотвод и заряды уходят в Землю, не причиняя вреда зданию.

В некоторых случаях коронный разряд с громоотвода бывает настолько сильным, что у острия возникает явно видимое свечение. Такое свечение иногда появляется и возле других заостренных предметов, например, на концах корабельных мачт, острых верхушек деревьев, и т.д. Это явление было замечено еще несколько веков тому назад и вызывало суеверный ужас мореплавателей, не понимавших истинной его сущности.

В грозу моряки парусных кораблей часто замечали свечение на острых тонких предметах - поперечных реях, мачтах, бушприте. Это напоминало маленькие светлые кисточки или огоньки.

В Древней Греции это явление носило другое название: огни Диоскуров. Мифологические братья-близнецы Диоскуры Кастор и Полидевк (или Поллукс) покровительствовали древним морякам, незримо присутствуя на кораблях, помогая вести утлые судёнышки в грозу. Когда их сестра Прекрасная Елена спускалась к братьям с небес, то загорался одиночный огонь, прозванный «Еленой», парные огоньки звались «Диоскурами». По огням пытались предсказать погоду и строили догадки об исходе грозы и шторма. Так, по словам римского ученого Плиния, если огонь одиночный, то это предвещает сильный шторм, который будет ещё сильнее, если шар не завис на верхушке мачты, а крутится или танцует вокруг неё; а если шара два, то, даже если шторм усилится, это можно расценивать как добрый знак. Если же их три, то шторм будет ещё страшнее.

ОГНИ СВЯТОГО ЭЛЬМА

В Средние века моряки прозвали свечение корабельных мачт огнями святого Эльма. Суеверные матросы иногда говорили о том, что огни - это путь к спасению, ведь недаром святой Эльм (или Эразм) считался покровителем моряков. Другие уверяли, что свечение на мачтах - знак беды, дурное предзнаменование.

Неоднократно огни святого Эльма замечали на судах в экспедициях путешественников - в кругосветном плавании Фернана Магеллана, при поисках Индии в плаваниях Колумба. Люди по-разному описывали это явление: иногда казалось, что это бело-голубое пламя танцует на острых предметах, порою его сравнивали с фейерверками и бегущими огнями. Иногда свечение сопровождалось небольшим треском или свистом. Причина такого свечения в наэлектризованности воздуха в атмосфере перед грозой, вызывающей коронный разряд.

ГДЕ ЗАЖИГАЮТСЯ ОГНИ СВЯТОГО ЭЛЬМА?

«Звезды как бы нисходят с неба и садятся на мачты кораблей», - писал об этом явлении римский философ Сенека. Однако огни можно увидеть не только на море, но и в горах, а также на острых шпилях колоколен, на шестах, высоких ветках деревьев, любых острых предметах. Они, как и молнии, представляют собой электрический разряд, концентрирующийся при большой наэлектризованности воздуха: в грозу, во время метели или пыльной бури.

Огни святого Эльма очень необычно и красиво выглядят, но не приносят никакого ущерба. Правда, иногда они могут выводить из строя некоторые приборы. Сообщалось о возникновении огней святого Эльма на крыльях самолёта, который попал в облако вулканического пепла около острова Ява в Индийском океане.