Вогонь Святого Ельма – це постійне блакитне світіння, яке іноді з’являється поблизу загострених предметів під час штормів. Ця назва дещо невірна, так як електричне явище має більше спільного з блискавкою або північним сяйвом, ніж з полум’ям.

Капітани морів і небес (пілоти) найкраще знають вогонь Святого Ельма, так як ефірне світло вже давно видно на щоглах кораблів, а останнім часом – на крилах літаків. Моряки відзначали це видовище протягом тисячоліть, але тільки за останні півтора століття вчені дізналися достатньо про структуру матерії, щоб зрозуміти, чому відбувається це явище. Загадковий вогонь запалюють не боги або святі, а одне з п’яти станів матерії: плазма.

Повідомлення про блакитних вогнях, тьмяно мерехтливих на корабельних щоглах, сходять до давнини, коли греки і римляни інтерпретували це видовище як відвідування близнюків-напівбогів Кастора і Поллукса. Вважаючись рятівниками тих, хто знаходиться в небезпеці, поява близнюків стало б обнадійливим знаком для моряків, які переживають шторм.

Згодом це явище отримало свою сучасну назву від святого Еразма, або скорочено святого Ельма, який жив у третьому столітті.  Святий Ельмо здобув славу як покровитель моряків і кишкових розладів після того, як повідомляється, був убитий випотрошуванням.  Моряки молилися до нього в хвилини лиха і продовжували тлумачити сяйво танцювального вогню Святого Ельма і шипіння на кінчиках своїх човнів як сприятливу прикмету.

Що викликає вогонь Святого Ельма?

Наукове розуміння вогню Святого Ельма стало можливим тільки після того, як британський хімік і фізик Вільям Крукс створив те, що він назвав “випромінюючою матерією”, завдяки своїй роботі з вакуумними лампами в 1879 році. Відкриття електрона відбулося два десятиліття потому, відкривши, що світ складається не тільки з нейтральних атомів. Виявлення того, що атоми містять більш дрібні заряджені частинки, виявилося необхідним для розуміння того, чому матерія Крукса сяяла, відкривши абсолютно нову область фізики плазми.

Плазма виникає, коли надлишкова енергія розщеплює атоми в нейтральному газі для створення зарядженого газу. Один із способів створення плазми-це нагрівання. Наприклад, нагрівання твердого льоду розбиває молекулярні кристали на рідку воду, а кипляча рідка вода вивільняє молекули води, які піднімаються у вигляді газоподібної пари. Продовжуйте скидати енергію в пару (наприклад, нагріваючи його вище 21 000 градусів за Фаренгейтом або 12 000 градусів Цельсія), і атоми в молекулах води стають грубими, втрачаючи свої електрони і перетворюючись в заряджені іони.

Ця точка являє собою перехід від газу, Хмари нейтральних частинок, до плазми, хмари, що містить безліч заряджених частинок. Електрика може розривати молекули газу і створювати плазму легше, ніж тепло, що є ключем до вогню Святого Ельма. Під час шторму тертя створює додаткові електрони в певних частинах хмар, створюючи потужні електричні поля, які досягають Землі. Досить сильне поле теоретично може перетворити повітря в плазму в будь-якому місці, але на практиці гострі точки (такі як Щогла корабля), як правило, концентрують поле, відриваючи електрони від атомів, залишаючи заряджені іони в особливо великій кількості поблизу гострих місць.

Використана література:

1. What Is St. Elmo’s Fire? Перейти до джерела