A Hét 1986/2 (31. évfolyam, 27-52. szám)
1986-08-08 / 32. szám
TUDOMÁNY- TECHNIKA A villám Péter-Pál napján, vagyis június utolsó vasárnapján, tikkasztó hőségben osztályozó mérkőzéshez készülődött két járási székhely ifjúsági csapata. A II. SZNL-be való feljutásért mérték volna össze tudásukat A rendezőség a kellemesebb, 'elviselhetőbb klíma érdekében alapos zuhanyt adott a pálya gyepszönyegének közvetlenül a kezdés előtti órákban. Kisvártatva azonban felhöátvonulás, mennydörgés következett, és viharfelhők tornyosultak a pálya fölé. Hamarosan az eső is permetezni kezdett, Így a hazai ifik és a vendégjátékosok többsége is a .tribün alatt várt a mérkőzés kezdetére. A pálya túloldalán csupán négy vendégjátékos gurigázott tovább és ekkor történt az, amire senki sem számított. A pár méterre ülő szemtanú csak arra emlékszik, hogy valami villanás elvakította, egy erős légnyomás teljes lényében megrázta, és amikor kinyitotta a szemét annyit látott, hogy a srácok egymás után tápászkodtak fel a gyepről, s szinte menekültek a színhelyről. Közülük egy azonban nem mozdult, aléltan feküdt tovább. A fiatal fut-A viharfelhő keletkezése — a töltések eloszlása a felhőben ballista, akit villámcsapás ért, másnap belehalt sérüléseibe. Ez a szomorú eset elgondolkodtató és egyben tanulságos is a villámmal kapcsolatos magyarázatunkhoz. A nyári időszakban, amikor nappal átforrósodik a földfelszín, a hőmérsékletingadozások és felhöátvonulások gyakori idöjárásváltozást idéznek elő, gyakori a villám és természetesen gyakoribb az ebből eredő természeti katasztrófa és a rendszerint tragikus kimenetelű baleset is. Mi is tulajdonképpen a civilizáció alkonyán misztikus jelenségnek vélt villám népiesen villámcsapás? Egyszerűen fogalmazva az áramvezetés különleges és látványos formája. A Föld légkörének felső rétegeit a kozmikus sugárzás, a Nap ultraibolya sugarai és más külső hatás ionizálja. Ez a réteg, az ún. ionoszféra, amely a Föld felszínétől 100—400 km magasan helyezkedik el, oxigén- és nitrogénionokat, tehát pozitív töltéseket tartalmaz. A Föld felszínén ennek megfelelően negatív töltések sűrűsödnek össze. (Bevezető esetünkben a pálya öntözésével ezt a töltést lokálisan még meg is növelték). A két fegyverzet (felszín) közt lebegő felhő esőcseppjeiben a töltések megoszlanak, felül a negatív, alul a pozitív töltések helyezkednek el. A vihar azzal kezdődik, hogy a felmelegedett földfelszín és a fölötte levő levegő felmelegszik és felfelé kezd áramlani. Ha útjába felhő kerül, a felhőben levő vízcseppeket buborékká fújja és szétrobbantja. A szétrobbant csepp felső, apró részeit a légáramlás magával viszi, és velük együtt a csepp negatív töltését is. A csepp alsó, nagyobb részei lefelé hullanak, ezek pozitív töltésűek. A negatív töltések tehát a felhő belsejébe kerülnek, ahol egy bizonyos magasság felett a töltést hordozó cseppek megfagynak. A fagyás következtében keletkező feszültségek hatására a csepp külső fagyott kérge pozitív töltésű, a belső feszültségek szétrepesztik a cseppet. A külső kéreg jégszilánkjait a pozitív töltéssel együtt a légáramlás felfelé viszi, így a felhő felső része ismét pozitív töltésű lesz, míg a negatív töltésű cseppmagok a felhő közepén maradnak. Az így feltöltött felhőt nevezzük „viharfelhőnek". Egy-egy töltésgócban 10—20 C (coulomb) töltés van. A felhő alsó rétegében lévő töltés megosztása ellenkező polaritású töltéseket halmoz fel a Föld felső rétegében. Villám akkor keletkezik, ha a felhők töltésgócai között, vagy a felhő és a Föld gócai között a térerősség eléri a levegő villamos szilárdságát. A villámot az ún. előkisülések vezetik be. Ezek rendszerint a felhőből indulnak és nem folyamatosan, hanem szökellve közelednek a Föld felé. Ez azonban még nem ^villám. Az előkisülések útján ionozott levegőmolekulák maradnak és ezen az ioncsatornán, mint jó vezetőn, a földben levő töltések felszáguldanak a felhőbe, hogy közömbösítsék annak töltéseit. Ez egy csapással rendszerint nem sikerül és így megismétlődik a kisülés. Egy villámban 5—100 kA áram folyik. Egy-egy villámcsapás időtartama igen rövid kb. 100 mikrosekundára tehető. A villámcsapások ellen biztonságos védelmet a villámhárítók nyújtanak. A villámhárító felfedezője Franklin Benjamin philadelphiai politikus, államférfi, író és- tudós egy személyben. 1752-ben hosszas megfigyelés és elmélkedés után végezte el azt a kísérletet, amely hozzásegítette a villámhárító felfedezéséhez majd elkészitéhez. Fiával Wiliammal olyan sárkányt készítettek, melyen vékony drótantenna volt, ezt összekötötték a selyemanyagba bugyolált sárkánnyal, és az egész nedves selyemzsinóron lebegett a magasban. A zsinór végére fémkulcsot erősített, amelyről észrevehetően szikrák ugrottak át az ujjára. Nagyon örült, mivel beigazolódott eredeti elképzelése, miszerint az elektromos töltés és a villám egy és ugyanaz. Később a felhők „áramát" a kéményre szerelt vasrúd segítségével a laboratóriumában is bevezette és ezzel töltötte fel a leydení palackot, a korabeli kezdetleges akkumulátort. Feljegyzések szerint azonban ő is csaknem ráfizetett kísérleteire. Egy alkalommal két feltöltött palackjának kisütésével egy pulykát akart megölni, ám egy óvatlan mozdulat miatt maga is áramütést szenvedett. Néhány percig eszméletlenül maradt, s csupán másnap tért vissza végtagjaiba is az élet. Kísérleteinek és elméletének pontos leírását A villám és az elektromosság hasonlóságáról című munkájában dolgozta fel, melyet a londoni Királyi Társaságnak is elküldött. A társaság tagjai, akik magukat tévedhetetlennek hitték, elutasították a felfedezést azzal, hogy ezek csak egy gyarmaton élő, sőt a kétes hírű Philadelphiában élő ismeretlen ember agyrémei. Franklin nem törődött a döntéssel, mondván: az idő majd vagy öt igazolja, vagy végképp feledésbe merül a találmánya. Akkor még nem sejtette, hogy néhány év múlva ugyanez a Királyi Társaság a tagjává választja és a legmagasabb kitüntetésben részesíti — a Godfrey Colley-érem birtokosa lett. A villámvédelem lényege, hogy a védendő tárgy fölé jól földelt vezetőt vagy villámhárító rudakat szerelünk, vagyis ez lesz az épület legmagasabb pontja. Ezekből a föld töltései könnyebben áramlanak a felhők felé és gyakran még a villám előtt kisütik a felhők töltését. A villámhárítók szabvány szerint és az állami normák betartásával készülnek, szigorúan előírt átmeneti ellenállással, melynek értéke nem haladhatja meg a 20 ohmot. Ha mégis létrejön a villám, akkor az minden valószínűség szerint a villámhárítóba csap. A jól méretezett villámhárító levezeti a villám áramát anélkül, hogy megolvadna, hiszen a fejlődő hő az idővel arányos, a villámcsapás időtartama pedig mint már említettük nagyon rövid. POLGÁRI LÁSZLÓ FOTÓ: D. MIHALKOVÁ A NEPTUNUSZ IS GYŰRŰS BOLYGÓ? A Szaturnusz bolygó gyűrűjét már több mint 300 éve ismerik a csillagászok. Sokáig unikumnak hitték, hogy egy bolygónak gyűrűje van, a Szaturnuszt ezért a Naprendszer ékköveként emlegették. Az elmúlt évtizedben azonban kiderült, ez nem.egyedülálló jelenség : A Jupiter és az Uránusz körül is található gyűrű. Mindhárom bolygó esetében helyesebb gyűrű helyett gazdagon strukturált gyűrűrendszerről beszélni. Az Uránusz esetében eddig nem kevesebb, mint tíz gyürűrészt sikerült megkülönböztetni. Vajon övezi-e gyűrű a negyedik Jupiter típusú bolygót, a Neptunuszt is? Ha igen, akkor törvényszerűségként könyvelhetjük el. hogy az óriásbolygóknak gyűrűje van, melyről a kozmogóniai elméleteknek is számot kell adniuk. Nemrégiben egy amerikai—francia—chilei kutatócsoport olyan jelenségek észleléséről számolt be, melynek legkézenfekvőbb magyarázatát a Neptunusz-gyürü létezése adná. 1984. július 22-én az SAO 186001 katalógusszámú csillag erősen megközelítette a Neptunuszt. A jelenséget megfigyelték a chilei Cerro-Tololo obszervatóriumban. A megfigyelés folyamán egy alkalommal 1,2 másodperc a csillag fényessége 32 %-kal csökkent. A részletes elemzés a Neptunusz felszínétől 67 000 km távolságban elhelyezkedő gyűrűnek tulajdonítja a fénygyengülést. Az a tény, hogy csak fénygyengülés és nem teljes elsötétedés következett- be, kizárja, hogy egy esetleges még fel nerin fedezett Neptunusz-hold okozta (a Triton és a Nereida, az ismert holdak éppen a bolygó túlsó oldalán tartózkodtak), és valószínűsíti, hogy gyűrű eredményezte a jelenséget. Bár a megfigyelés még megerősítésre szorul, a végső válaszra az iránt, hogy a Neptunusznak is létezik-e gyűrűje, legfeljebb három évet kell vámunk, hiszen a Voyager—2 szonda 1989-ben eléri a Neptunuszt is, és fényképei döntést hoznak e kérdésben. EXPEDÍCIÓ A MÉLYHŰTŐBEN Bécsböl jelentik, hogy orra hegyéig bebugyolálva, sátorral és teljes felszereléssel útra készen áll az Antarktisz-expedíciós csapat, amely az idén kezdi meg helyszíni munkálatait. Egyelőre még csak a sajtókonferenciánál tartottak — amelyre stílszerűen Bécs egyik elővárosában, mínusz 30 fokos hűtőházban került sor. Mielőtt a normális hőmérsékletű előcsarnokból a hűtőbe indultak volna, az expedíció tagjai elmondták, hogy a hütöházban könnyen kipróbálhatják a majdani környezetet, akkor is, ha viharokat vagy hófúvást nem sikerül előállítaniuk. Egyébként valamennyien tapasztalt hegymászók. Úticéljuk az Antarktisz egyik lánchegységének felderítése, s közben nem kevesebb, mint tíz négyezres csúcs megmászása. A hatmázsányi felszerelést hajóval viszik a helyszínre, majd kézi erővel kell mindent felhúzniuk a táborhelyre. A vállalkozás előrelátható költsége csaknem ötmillió schilling lesz. 16
