Principy (27.) Elektrický proud a plyn
reklama
Plyny všeobecně jsou špatní vodiči elektřiny. Vzduch, suchý nebo nasycený
vodními parami, je výborným izolátorem.
A přece jsme byli mnohokrát svědky, jak proud je veden vzduchem, když jsme
pozorovali blýskání za bouře. Blesk není nic jiného než silný elektrický proud,
dosahující intenzity až 20 000 ampérů. Délka jeho dráhy bývá kolem 3km, dosahuje
však až 40km.
Mnoho badatelů se zabývalo vznikem blesku, například A.Galvani.
Blesk přestal být něčím nadpřirozeným. Nebyl už božím poslem, ale pouhým
projevem nesmírné elektrické energie. Nejpodstatnějších výsledků v bádání dosáhl
M.V.Lomonosov, jenž byl všestranným badatelem, zároveň fyzikem, chemikem a
geologem. Již v roce 1748 se zabýval nejvyšším přírodním zákonem o zachování
hmoty a energie. Řekl: " Všechny přeměny, které se vyskytují v přírodě, jsou
takové povahy, že přesně tolik, kolik se jednomu tělesu odebírá, druhému se
přidává. Ubude-li tedy někde hmoty, na jiném místě jí přibude." nebo "Těleso,
způsobující svou silou pohyb druhého tělesa, ztrácí tolik energie, kolik jí
předalo druhému tělesu, uvedenému v pohyb."
Nejvíce práce vynaložil na bádání o elektřině. Pokusem dokázal, že atmosférická
elektřina se ničím neliší od elektrické energie, kterou vyrobil třením veliké
skleněné koule. I polární záři vykládal jako elektrický výboj v nejvyšších
vrstvách atmosféry. Teorii podepřel pokusem. Ze skleněné koule vyčerpal vzduch a
zelektrizováním přivedl zředěný vzduch v kouli k záření. Byl to první uměle
vyvolaný výboj v plynu.
Správně vystihl, že podstatou blesku je elektřina. Potvrdilo mu to mnoho pokusů,
které prováděl společně se svým současníkem profesorem Georgiem Richmanem. Na
střeše postavili tyč s hrotem a drátem sváděli elektrické výboje do své
pracovny. V době bouřky sršely z drátu jiskry. Při jednom z pokusů byl jeho
přítel Rychman zabit elektrickým výbojem. Lomonosov pak pokračoval v práci sám
až do smrti. Zjistil, že v atmosféře jsou vždy elektrické náboje. Výsledkem jeho
studií byl návrh na ochranu proti blesku, první hromosvod. Navrhl, aby se na
dům, nebo vedle něho postavila vysoká kovová tyč, vodivě spojená se zemí.
Elektřina bude zasahovat blesky tyč a nezpůsobí škody.
U nás postavil první hromosvod přímětický farář Prokop Diviš v roce 1754.
Prokop Diviš se narodil v roce 1696 v Žamberku a zemřel roku 1765. Také on při
bádání ve fyzice dopěl k poznání, že blesk je pouhá elektrická jiskra. Jeho
pokusy zajímaly i arcivévodu Františka Lotrinského a na jeho žádost je Diviš
opakoval u dvora ve Vídni za přítomnosti Marie Terezie. Při jedné produkci
učeného jesuity kněze Františka si nastrkal Diviš z žertu do vlásenky železné
hroty a překazil jimi Františkovy pokusy. Tím přišel na myšlenku hromosvodu.
Postavil jej vedle svého obydlí. Hromosvod se osvědčil, ale v roce 1756 jej
musel rozebrat a uschovat, poněvadž sedláci z okolí svalovali sucho na působení
hromosvodu. Po Divišově smrti byl hromosvod odvezen do kláštera v Louce. Dnes je
jeho model postaven na dvoře muzea ve Znojmě.
Blesk není tedy nic jiného než jiskrový výboj ve vzduchu, který se změnil ze
špatného vodiče v dobrý. Taková přeměna se jmenuje ionizace. Plyn nemá
volné elektrony jako kov, ani netvoří ionty jako elektrolyty. Musí být uměle
ionizován, přinucen, aby tvořil ionty, buď teplotou, nebo působením elektrického
pole. Při srážkách atomů se pak uvolňují elektrony. Z neutrálních atomů se
stávají ionty.
Podobně vzniká také blesk. Velikým rozdílem napětí mezi mraky, dosahujícím až
mnoho biliónů voltů, vytvoří se úžasně silné elektrické pole, které ionizuje
vzduch a upraví tak vodivou cestu pro blesk.
Zředěním plynu se podmínky pro ionizaci zlepší. Můžeme to sledovat ve skleněné
trubici s dvěma elektrodami a s různým stupněm zředění vzduchu. Při zapojení
vysokého napětí vznikne nejprve tmavý výboj, přecházející v doutnavý a konečně
obloukový. Sem patří i jiskrový výboj blesku.
Při dostatečném zředění vzduchu se objeví mezi katodou a anodou doutnavé
světlo, které se při větším zředění rozdělí na narůžovělé záření anodové a
modravé záření katodové. Při ještě větším zředění záření zmizí. Místo něho se
objeví zajímavé zelenavé fluoreskování skla v místě proti katodě.
Podobný pokus prováděl roku 1822 Davy a po něm mnoho jiných badatelů. Objevili,
že tajuplné záření skla způsobují neviditelné paprsky, vycházející přímočaře z
katody. Proto je nazvali katodovými paprsky. Jejich vlastnosti jsou zajímavé.
Nabíjejí předměty zápornou elektřinou, vrhají stín neprůhledného tělesa,
ohřívají stěnu trubice, na niž dopadají, a roztočí dokonce i lehké kolečko,
umístěné jim v cestě.
Mnoha pokusy se zjistilo, že katodové paprsky nejsou nic jiného než lehká
tělíska, nabitá zápornou elektřinou. Tělíska dostala jméno elektrony.
Jsou to naši staří známí, atomy elektřiny, o nichž jsme mluvili hned na
začátku.
Byl to geniální objev. Byly objeveny atomy záporné elektřiny, řítící se
prostorem závratnou rychlostí 30000 až 60000km za vteřinu. A v jejich objevu byl
utajen další nový objev, který tolik posloužil lidstvu.
Velké objevy vznikají někdy náhodou. Hero Alexandrijský 100 let př.n.l. přišel
při pohledu na páry, vystupující z vařící se vody, na myšlenku sestrojit parní
baňku, jakýsi zárodek dnešních mohutných parních turbin. Alois Galvani objevil
zdroj elektrického napětí, když pozoroval trhavé pohyby žabích nožiček,
zavěšených měděným drátem na železném zábradlí.
A podobně učinil svůj největší objev německý fyzik W.K.Roentgen, když se zajímal
o zelenavé záření, vyvolané na skle katodovými paprsky. Zjistil, že při jejich
dopadu na překážku vzniká zcela nový druh záření, jež se nedá přiřadit k žádnému
dosud známému druhu. Nazval je paprsky X. Dnes jim říkáme Roentgenovo záření.
Reloaded Ladislav Smrz 1956
TEXT Z OBLASTÍ | SOUVISEJÍCÍ KONTAKT |
---|---|