science >> Wetenschap >  >> Geologie

Wat is St.Elmos Fire?

St. Elmo's fakkelachtige vlammen schieten uit de mast van een schip op zee. Dr. G. Hartwig/Treasures of the NOAA Library Collection/National Oceanic and Atmospheric Administration/Department of Commerce

Als je tijdens een onweersbui buiten je huis zou kijken en een hoge straatlantaarn zou zien gloeien met blauwe vlammen, je zou in de verleiding kunnen komen om de brandweer te bellen. Dan merk je misschien dat de straatlantaarn in brand staat maar niet echt brandt -- en het water uit de brandslang dooft de vlammen niet. Op dit punt, misschien sta je op het punt om een ​​priester te bellen, maar dat, zoals de oproep aan de brandweer, onnodig zou zijn. Het fenomeen waar je getuige van bent is eigenlijk St. Elmo's Fire . (Wat niets te maken heeft met een coming-of-age-film uit de jaren 80 met een jonge Emilio Estevez in de hoofdrol.)

St. Elmo's Fire is een weersfenomeen met een gat in de elektrische lading. Het is als bliksem, maar niet helemaal. En hoewel het werd aangezien voor bolbliksem, het is niet dat, ofwel - en het is zeker geen vuur.

Vroege waarnemers van het fenomeen, meestal zeilers op volle zee tijdens onweersbuien, lijken te hebben begrepen dat ze niet naar echt vuur keken, want in plaats van het schip te verlaten, ze putten troost uit de plotselinge gloed boven op de masten. Zulke beroemde figuren als Magellan, Caesar en Columbus ervoeren St. Elmo's Fire op hun reizen. En Plinius de Oudere, die in de 1e eeuw na Christus absoluut elk natuurverschijnsel lijkt te hebben gedocumenteerd, sloeg alle anderen voor de vuist toen hij beschreef dat blauwe vlammen uit het niets verschijnen tijdens onweersbuien.

Zeelieden hadden de neiging om de gloed toe te schrijven aan "St. Elmo, een verkeerde uitspraak van St. Ermo of St. Erasmus, de patroonheilige van de mediterrane zeelieden. Ze geloofden dat het vuur een teken was van redding van de heilige, aangezien het fenomeen het vaakst optreedt tegen het einde van een storm. Benjamin Franklin en Charles Darwin bekeken het weergebeurtenis vanuit een beslist meer wetenschappelijk perspectief. Maar ongeacht de interpretatie, het is duidelijk dat ze allemaal hetzelfde fenomeen observeerden. En in tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, St. Elmo's Fire komt niet alleen op zee voor.

Zoals met alle elektrische verschijnselen, St. Elmo's Fire gaat over elektronen. Dus, wat is St. Elmo's Fire als het geen vorm van bliksem is? Ontdek het in de volgende sectie.

Oorzaken van St. Elmo's Fire:het vuur dat geen vuur is

Zoals St. Elmo's Fire, neonbuizen gloeien met het licht van een aanhoudende vonk. Al Barry/Three Lions/Getty Images

als bliksem, St. Elmo's Fire is plasma , of geïoniseerde lucht die een gloed afgeeft. Maar terwijl bliksem de beweging is van elektriciteit van een geladen wolk naar de grond, St. Elmo's Fire vonkt gewoon, zoiets als een schot van elektronen in de lucht. Het is een Corona ontlading , en het treedt op wanneer er een aanzienlijke onbalans is in elektrische lading, waardoor moleculen uit elkaar scheuren, soms resulterend in een licht sissend geluid.

De eerste stap bij het genereren van St. Elmo's Fire is een onweersbui. Zoals u kunt leren in Hoe bliksem werkt, een onweersbui creëert een elektrisch geladen atmosfeer. Er is een ladingsverschil tussen de onweerswolken en de grond, en dit verschil creëert spanning, of elektrische druk. Tussen de wolken en de grond, de atomen in de lucht ondergaan veranderingen; belangrijkste voor onze discussie, elektronen bewegen verder weg van protonen, het creëren van een omgeving waarin elektronen vrij kunnen bewegen. Met andere woorden, de lucht wordt een goede geleider.

Zodra de lucht bevorderlijk is voor de beweging van elektronen, die elektronen blijven de afstand tussen hun positief geladen tegenhanger vergroten, protonen. Dit is ionisatie , en plasma is gewoon geïoniseerde lucht. Het fenomeen dat St. Elmo's Fire veroorzaakt is een dramatisch verschil in lading tussen de lucht en een geladen object, als de mast van een schip, de punt van een vliegtuigvleugel of de 10 meter hoge torenspits van een kerk - dingen die we vaak beschouwen als potentiële bliksemafleiders.

Als de spanning hoog genoeg is, meestal rond de 30, 000 volt per centimeter ruimte, het geladen object zal zijn elektrische energie ontladen [bron:Scientific American]. De reden waarom St. Elmo's Fire het vaakst voorkomt op puntige voorwerpen is dat een taps toelopend oppervlak zal ontladen bij een lager spanningsniveau. Het puntje van een toren, mast of vliegtuigvleugel vertoont zoiets als een gecondenseerde oppervlaktelading.

Wanneer de luchtmoleculen uit elkaar scheuren, ze stralen licht uit. In het geval van St. Elmo's Fire, de ontlading is continu - soms enkele minuten - en zorgt voor een constante gloed. De gloed is blauw omdat verschillende gassen verschillende kleuren gloeien wanneer ze plasma worden. De atmosfeer van de aarde bevat stikstof en zuurstof, en deze specifieke combinatie gloeit toevallig blauw.

St. Elmo's Fire is precies wat er in neonbuizen gebeurt - in wezen een continue vonk. Als de atmosfeer van de aarde uit neon bestond, St. Elmo's Fire zou oranje oplichten in plaats van blauw. Een neonbuis is gewoon St. Elmo's Fire in glas. St. Elmo's Fire gedraagt ​​zich ook zoiets als een plasmabol. Een piloot beschreef het fenomeen dat zich voordeed op de voorruit van haar kleine vliegtuig terwijl ze door een onweerswolk vloog; toen ze de binnenkant van de voorruit aanraakte, blauwe strepen reikten naar de toppen van haar vingers [bron:USA Today].

Voor meer informatie over St. Elmo's Fire en aanverwante onderwerpen, bekijk de links op de volgende pagina.

bal bliksem

St. Elmo's Fire en "bolbliksem" zijn twee verschillende dingen. De wetenschappelijke gemeenschap kan het niet eens worden over wat bolbliksem is, maar het is zeker niet St. Elmo's Fire. Bolbliksem kan door de lucht zweven, terwijl St. Elmo's Fire blijft zitten.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe elektriciteit werkt
  • Hoe bliksem werkt
  • Hoe vuur werkt
  • Hoe atomen werken
  • Wat zijn versterkers, watt, volt en ohm?

Meer geweldige links

  • Scientific American:"Wat veroorzaakt de vreemde gloed die bekend staat als St. Elmo's Fire?"
  • USA Today "Ask the Captain":spelen met (St. Elmo's) vuur
  • Weerelementen:het vuur van St. Elmo

bronnen

  • Het vuur van St. Elmo. Weer elementen. http://www.islandnet.com/~see/weather/elements/stelmo.htm
  • Het vuur van St. Elmo. Het weernotitieboekje. http://www.weathernotebook.org/transcripts/2000/07/12.html
  • Saint Elmo's Fire. Britannica.com. http://search.eb.com/eb/article-9064843
  • "Wat veroorzaakt de vreemde gloed die bekend staat als St. Elmo's Fire? Heeft dit fenomeen te maken met bolbliksem?" Wetenschappelijke Amerikaan. http://www.sciam.com/article.cfm?id=000CB330-61BF-1C71-9EB7809EC588F2D7&topicID=13&catID=3