Your Name - Трудно жить в России без нагана (СИ 7.01.2012)

Берем любой стальной стержень (иглу, разогнутую канцелярскую скрепку, гвоздь, вязальную спицу) и втыкаем в деревянную щепку, придавая плавучесть. Иглу, помусолив её жирными пальцами, при известной ловкости, можно положить на поверхность воды прямо так. Что случится? Иголка развернется, вдоль линий земного магнитного поля, указав направление на Северный полюс. Горизонтальная координата есть. Теперь ту же самую иголку или спицу, надо уравновесить на нитке, перетянув пробную железку точно по центру тяжести, а затем развернуть её по найденной ранее линии "север-юг". Если спица хорошо сбалансирована, то она наклонится под углом к горизонту, показав вертикальную ориентацию линий магнитного поля в этой точке планеты. Зная указанные направления (отметив их подходящими ориентирами) мы можем изготовить постоянный магнит достаточно большой силы из любого железного предмета. Даже из лома или кочерги… Надо поставить будущий магнит в точно такое же положение, что имела указывающая магнитное склонение спица и несколько раз сильно ударить по железяке молотком. Вызвать вибрацию… Кочерга намагнитится! Насколько сильно — зависит от состава сплава и степени его закалки. Согни её подковой — готов магнит. Так примерно, сотни лет (!), до открытий Фарадея, изготавливали самодельные магниты и стрелки компасов.

Теоретически, можно обойтись без стука, ориентируя в магнитном поле Земли раскаленный докрасна (до полной потери магнитных свойств) железный предмет. В момент остывания получится тот же самый постоянный магнит. Даже более сильный, чем "ударного" изготовления. Но, сами прикиньте трудоемкость. А с готовым источником постоянного тока и катушкой, вам магнит любой изготовит. Это не интересно… В литературе, про альтернативную историю, называется — "рояль в кустах". Видели, кто-нибудь, тут рояли в кустах? Вот и я не видел… Угрюмый реализм вокруг, граждане. До изобретения гальванического элемента осталось ждать всего 170 лет, а до изолированного электрического провода — все двести. Не доживем…

Вывод? При решении второго вопроса, о высоковольтном источнике энергии, рекомендую заранее руководствоваться животворящими идеями "чучхе", то есть, "опираться на собственные силы". Ну, ещё на знания, в собственной голове. Возвращаемся к школьной программе. Ну-ка… Есть ли у Земли собственное электрическое поле? Кто помнит его характеристики? Смелее! Чего смотрите уныло? Забыли или не знали?

Для абсолютно ясной погоды, в районе экватора, вертикальная напряженность электрического поля у поверхности моря составляет ~ 130 вольт на метр. То есть, подняв руки над головой, вы получите между пальцами и ботинками, разницу напряжений, равную амплитудному напряжению в обычной розетке, около 310 вольт. Почему этого никто не замечает? Во-первых, тело — проводящий объект и его потенциал почти совпадает с потенциалом грунта. Во-вторых, воздух — отличный изолятор и электрический ток через него протекает при гораздо более высоких напряженностях. Порядка 30 киловольт/см, ага… И даже в этом случае сила тока, через воздух, неприлично мала, миллиамперы и доли миллиампера. Кто был в горах и видел, как на пальцах и остриях возникают, в непогоду, "огни святого Эльма" — тот знаком с предельным вариантом атмосферного электричества. А лично мне такие огни ещё в школе показывали, с помощью электрической машины. Стоишь себе на диэлектрическом табурете, в затемненном классе, кто-то крутит ручку агрегата, а у тебя — волосы во все стороны торчком и на растопыренных руках горят синие коронные разряды. М-дя… А если, на ту же "электрическую табуретку" поставить девчонку с длинными волосами — зрелище отпадное. Поле раздвигает прическу, "снопом" во все стороны, каждая волосинка отдельно… Визг, крики, искры…

Тот же самый эффект можно получить и совсем простыми, почти домашними средствами. Достаточно иметь под рукой высокий громоотвод или запустить в небо, на металлической проволоке, воздушный шар или змея. Простейшая арифметика. Если с каждым метром напряжение возрастает на 100–200 вольт, то уже в нескольких десятках метров над землей возникают условия для пробоя воздуха электрическим разрядом.

Можно посчитать и конкретно. Формулу громоотвода знаете? Ну, же! Ладно… понимаю, вам это в жизни никогда бы не пригодилось, потому и голову ерундой не забивали… Кто же знал, что фортуна задом повернется? Хорошо, напоминаю — "Громоотвод защищает от атмосферного разряда (молнии) площадку, в виде окружности, описанной вокруг его основания, с радиусом равным его высоте". Почему? Потому, что громоотвод является концентратором напряжения, и все силовые линии атмосферного электрического поля, которые ранее равномерно распределялись по оной площадке, теперь "стянулись" к его вершине. Туда же, при случае, ударит из грозовой тучи молния. Навстречу развивающемуся с вершины громоотвода "лидеру". В смысле, сначала над его возвышенной частью возникнет коронный разряд, а уже оттуда потянет цепочку ионов воздуха, достаточную для пробоя молнии "линейного" типа. Господи, ребята, ну почему же у вас такие хмурые рожи?

Спрашивается, можно ли получить сходный эффект (газовый разряд на высоко поднятом электроде) в ясную, безоблачную погоду? А если можно, то, что это нам дает в практическом смысле? Ведь за пределами разряда воздух так и останется диэлектриком. Тогда зачем? Есть причина и смысл, однако… Откуда вообще берется электрический заряд атмосферы? Что его питает и поддерживает, гм… миллиарды лет? Ликбез:

Приблизительно 40 % энергии падающего на Землю солнечного света, по ходу обратного излучения в космос, на некоторое время (участок конвективного теплообмена) превращается в энергию потенциального электрического поля. Заряд тропопаузы и стратосферы производят восходящие от поверхности планеты потоки нагретого воздуха с примесью водяного пара. Естественная утечка этого заряда осуществляется за счет ионизации воздуха космическими лучами, гроз, выпадения дождя и снега на горные вершины. А вы думали, почему высокие пики всегда в снеговых шапках? Туда, то же самое электрическое поле, день и ночь тянет висящую в верхних слоях атмосферы заряженную ледяную пыль.

Однако, начнем издалека, с космоса. Температура любого небесного тела жестко задана интегральной мощностью внешнего излучения, поглощаемой его поверхностью и внутренним тепловыделением из недр. Для Земли среднегодовой поток солнечного света колеблется от 250–300 Вт/кв. метр на экваторе до 50-120 Вт/кв. метр в полярных областях. Охлаждение в вакууме, естественно, чисто радиационное.