wynalazki - Piorun kulisty

Piorun kulisty

w kuchence mikrofalowej

Co to jest

Piorun kulisty jest to zjawisko, które można zaobserwować w przyrodzie, choć jest to niezwyle trudne. Jest to świecąca kula o średnicy od kilku do kilkudziesięciu centymetrów. Kolor jest różny, od czerwono-pomarańczowego do niebiesko-fioletowego i może się zmieniać. Piorun kulisty wydaje się być również nieco lżejszy od powietrza. Może się poruszać we wszystkich kierunkach, wydaje również dzwięk (syczenie lub warczenie). Powstaje przeważnie podczas burzy, podczas wyładowania pioruna liniowego i w okolicach lini wysokiego napięcia. Czas życia pioruna to od kilku do kilkudziesięciu sekund. Po tym czasie piorun po prostu znika, niektórzy twierdzą, że końcową fazą życia pioruna jest eksplozja.

Wiele osób widziało pioruny kuliste, na całym świecie udało się nawet zrobić kilkanaście zdjęć. Nikt jednak nie wie czym dokładnie jest piorun kulisty. Ze względu na niesamowitość tego zjawiska, jego badanie jest niezwykle trudne. Wiadomo natomiast czym piorun kulisty nie jest. Nie jest to zjawisko chemiczne. Nie jest to spalająca się kula gazów, nie jest to również żadna odparowana krzemionka lub coś w tym rodzaju. Piorun kulisty jest zjawiskiem fizycznym. Jest to w jakiś sposób zgromadzona energia w małej objętośći ośrodka (powietrza). Tak jak w zwykłym piorunie (liniowym), ładunki elektryczne przepływają wzdłuż pioruna, tak w piorunie kulistym ładunki wydają się pływać w kółko, powodując świecenie się ośrodka. Jest tylko jeden mały problem, jak to jest możliwe, że prąd płynie sobie w kółko tak po prostu i to w powietrzu.

Gdy w jednym punkcie zostanie skupiona duża ilość energii, a dzieje się tak np. podczas skupiania dobrze skolimowanej wiązki laserowej dużej mocy, można zaobserwować ciekawe zjawisko. W miejscu gdzie znajduje się ognisko soczewki skupiającej wiązkę, skupiona jest energia o ogromnej gęstości. Z fali elektromagnetycznej zostaje uwolniona enegria w postaci punktowego wyładowania elektrycznego w powietrzu. Piorun kulisty nie jest jednak takim punktowym wyładowaniem elektrycznym, ale może mieć jednak coś wspólnego z tym zjawiskiem.

Przygotowanie

Piorun kulisty można wytworzyć samemu w domu, o ile dysponuje się kuchenką mikrofalową. Całe zjawisko może być obserwowane tylko i wyłącznie wewnątrz kuchenki, za zamkniętymi drzwiczkami. Każda kuchenka ma zabezpieczenie niepozwalające na jej uruchomienie gdy jej drzwiczki są otwarte (i bardzo dobrze, gdyż mikrofale są niebezpieczne dla zdrowia).
Kuchenka mikrofalowa dostarcza energii w postaci fali elektromagnetycznej o częstotliwości 2450 MHz, co odpowiada częstotliwości drgania cząsteczek wody i dzięki temu możliwe jest podgrzewanie na wskutek rezonansu. Wytwarzający mikrofale magnetron ma moc (w zależności od mocy kuchenki) od 700 do 1600 W. Piorun kulisty można wygenerować w każdej kuchence mikrofalowej, powstaje już przy mocy 400W.
Drugą rzeczą niezbędną do wytworzenia pioruna kulistego jest źródło wysokiej temperatury. Wysoka to w tym sensie ponad 500 stopni C, płomień zapałki ma 450, a wiec za mało. Generalnie, wystarcza palący się mały kawałek drewna, ale z racji na niską temperaturę spalania, czasami na piorun trzeba trochę poczekać, a czasami nie powstaje wcale. Gwarancją sukcesu jest zastosowanie ognia sztucznego, którego temperatura spalania przewyższa 1000 stopni. W tym przypadku uzyskuje się pioruny od razu, ale ze względu na to, że ogień sztuczny wytwarza dużo gorących iskier, tworzą się cały czas nowe pioruny, które żyją bardzo krótko, nawet krócej niż jedną sekundę.
Można również zastosować świeczkę, z nieco zużytym knotem. Na samym czubku knota, gdzie jest on już prawie zwęglony, na wskutek ogrzewania go najgorętszą częścią płomienia świecy, zaczyna on świecić na biało. To właśnie w tym miejscu rodzą się pioruny. Nie każda jednak świeca do tego się nadaje.
Oczywiście można zastosować inne źródło wysokiej temperatury.

Jak zrobić piorun kulisty

Tak naprawdę to nie ma stu-procentowej pewności, że opisywany tutaj piorun kulisty jest tym samym piorunem kulistym obserwowanym w przyrodzie.
powstanie pioruna kulistego, moment jego oderwania od płomienia

powstanie pioruna kulistego, moment jego oderwania od płomienia

Wiele jednak wskazuje na to, że jest to to samo zjawisko.

Samo powstanie pioruna kulistego jest bardzo proste. Do czystej kuchenki mikrofalowej trzeba włożyć jakieś źródło wysokiej temperatury, może to być np. zapalona świeczka z długim knotem lub kawałek palącego się drewienka (wykałaczki). Ową palącą się rzecz należy trzymać z dala od ścianek i sufitu kuchenki, aby jej nie osmalić. Płomień nie powinien być duży, czym mniejszy tym lepiej. Drzwiczki kuchenki należy zamknąć - bez obawy - płomień nie zgaśnie. Kuchenkę najlepiej jest nastawić na majwiększą moc i włączyć.

Niech się stanie...

Jeżeli wszystkie warunki są spełnione, po chwili powinien być słyszalny dosyć głośny dźwięk przypominający ciągłe wyładowanie elektryczne. W miejscu gdzie jest źródło wysokiej temperatury powinna pojawić się świecąca kula o średnicy kilku centymetrów - to właśnie jest nasz piorun kulisty. Jego kolor jest najczęściej żółto-biały lub biało-fioletowy. Jego obrzeża nie są wyraźne. Kształt jest zbliżony do kuli, chociaż rzadko jest to doskonała kula. Taki kształt sugerowałby istnienie napięcia powierzchniowego. Jako że piorun jest najprawdopodobniej lżejszy od powietrza, szybko unosi się do góry i trwa przez kilka-kilkanaście sekund pod sufitem kuchenki. Piorun wydaję się zachowywać niespokojnie, jakby nie wiedział gdzie chce lecieć, więc raczej pozostaje w miejscu. Po kilku-kilkunastu sekundach piorun przestaje istnieć.
Na zdjęciu obok widać moment oderwania się małego pioruna od płomienia palącego się drewienka.

Obrażenia jakie dokonuje piorun dla kuchenki są prawie żadne, to sugeruje, że nie jest on z zewnątrz bardzo gorący. Właściwie nie ma co się obawiać o kuchenkę, piorun nie powinien wyrządzić jej żadnej krzywdy. Może się jednak zdażyć, że kuchenka nie będzie chciała się znowu włączyć. Trzeba wtedy poczekać kilkanaście minut, gdyż zadziałało najpradopodobniej zabezpieczenie przed przegrzaniem się magnetronu. Piorun kulisty w kuchence wydaje się bardzo obciążać magnetron, przez co ten bardzo się grzeje. Niektórzy twierdzą, że niezdrowe jest długie wpatrywanie się przez szybkę kuchenki, jeśli nie chcesz oślepnąć, rób często przerwy, skorzystasz i ty i kuchenka.
Sam piorun kulisty nie wytwarza żadnego zapachu, ale z racji tego, że w kuchence pali sie małe ognisko, wydziela się dym, który może zasmrodzić całą kuchnię, wypada więc otworzyć okno na czas eksperymentu.

Życzę wszystkim miłego odkrywania tego fascynującego zjawiska jakim jest piorun kulisty.