Fizika həm maraqlı, həm də fundamental elm sahəsi hesab edilir. O, kainatın özünü öyrənir və bu cür tədqiqatların mürəkkəbliyinə baxmayaraq təbiətin əlçatmaz sirlərini açmağa çalışır. Hələ də, təbiətin açılmayan, sirləri çoxdur. Təbiətin sonsuz güclərindən biri kimi ildırımı göstərmək olar.
Göy gurultusu, buludlarda alovlanan dəhşətli dərəcədə güclü elektrik boşalmaları qədim zamanlardan insanların diqqətini cəlb etmiş və onlar təbiəti bəşəriyyət tərəfindən aşkarlanana qədər uzun müddət sirr olaraq qalmışdır. Məlum olmuşdur ki, ildırım tək Yerdə deyil Yupiterdə də müşahidə edilir.
Araşdırmalar göstərir ki, hər an Yerin müxtəlif nöqtələrinə 2000-dən çox şimşək çaxır. Hər saniyədə yerin səthinə təxminən 50 ildırım düşür və orta hesabla onun hər kvadrat kilometri ildə altı dəfə ildırım vurmasına məruz qalır.
Məşhur Amerika alimi Benjamin Franklin göstərdi ki, ildırım bir neçə onlarla kulon mənfi yük köçürən elektrik boşalmalarıdır və ildırım vurması zamanı cərəyanın amplitudu 20 – 100 kA arasında dəyişir.
Təbiətdə enerjinin naqilsiz ötürülməsinə ən bariz nümunə – ildırımdır. İldırım o vaxt meydana gəlir ki, bulud ilə yer arasında gərginlik U = 100 000 000 V- dan çox olsun. Güçlü elektrik sahəsi hava molekullarını ionlaşdırır. Mənfi ionlar yere, müsbət ionlar isə buluda doqru yönəlir. Nəticədə bulud ilə yer arasında keçirici kanal yaranır. Bu kanal vasitəsi ilə elektrik enerjisi ildırım şəklində yerə doğru yönəlir.
20-ci əsrin əvvəllərində Yerin elektrik sahəsi atmosfer zondları vasitəsilə ölçülürdü. Yer səthinin intensivliyi təxminən 100 V/m olması ortaya çıxdı bu da, Yer planetin ümumi yükünün təxminən 400.000 Kl olduğunu göstərir.
Yer atmosferində yük daşıyıcılar ionlardır, hündürlük artdıqca onların konsentrasiyası artır və 50 km hündürlükdə maksimuma çatır. Burada kosmik şüaların təsiri altında elektrik keçirici təbəqə – ionosfer yaranır. Buna görə də, Yerin elektrik sahəsi, gərginliyi təxminən 400 kV olan sferik kondansatorun sahəsinə ekvivalentdir. Yerin elektrik sahəsinin mövcudluğu ildırımla əlaqələndirilir. Ona görə də yaxşı havada Yer elektrik kondensatoru olaraq yükünü boşaldır, Şimşək çaxanda isə yüklənir.
İnsan yerin elektrik sahəsini hiss etməməsinə səbəb, yerin yükünün insan bədənində paylanmasıdır. Tufan buludunun altında dayanan adamın başındakı hər tükün müsbət yükü eyni miqdarda artır və onlar bir-birindən itələnir.
Bəs görəsən buludlar necə yüklənir? Gəlin buludun tərkibinə nəzər salaq. Tufan buludu – bir hissəsi kondensə edilmiş kiçik su damcılardan və ya buzlardan ibarət çoxlu miqdarda buxardır. Belə buludun hündürlüyü 6-7 km olub, yerdən isə hündürlüyü 0,5-1 km ola bilər. Bulud aşağı nöqtələrindən 3-4 km-dən yuxarıda, müxtəlif ölçülü buz yığınlarından ibarətdir. Buz parçaları daimi hərəkətdədir. Buna səbəb Yer səthindən yüksələn isti hava axınlarıdır.
Sürtünmə nəticəsində böyük buz parçaları mənfi, kiçikləri isə müsbət yüklənir.
İldırımın çaxması üçün deşilmə gərginliyinin mövcudlğu vacibdi.
Öz-özlüyündə bulud deşilmə gərginliyinə çatacaq yüklənməni yaratmaq gücündə deyil. Tufan buludlarında elektrik sahəsinin intensivliyi heç vaxt 400 kV/m-i aşmır. Havada elektrik boşalması üçün intensivlik isə 2500kV/m –dən böyük olmalıdır. Ona görə də, ildırımın çaxması üçün elektrik sahəsi ilə yanaşı başqa bir şeyin də olması labüddür.
1992-ci ildə rus alimi A.Qureviç ildırımın yaranmasında kosmik şüaların rolunun ola biləcəyi fikrinə gəldi. Onun fikrincə hava molekulu ilə toqquşan kosmik şüalar onu ionlaşdırır və nəticədə çoxlu sayda yüksək enerjili elektronlar əmələ gətirir. Bulud və yer arasındakı elektrik sahəsinə düşən elektronlar işıq sürətinə qədər sürətlənərək getdikləri yolu ionlaşdırır, elektron seli yaradır. Bu elektron seli ildırım tərəfindən boşalma üçün istifadə olunur.
İldırım buludla yeri birləşdirən parlaq düz xətt deyil, qırıq xəttlərdən ibarətdir. Bu “pillələrin” meydana gəlməsinə səbəb, işıq sürətinə yaxın sürətə çatan elektronların hava molekulları ilə toqquşması və hərəkət istiqamətini dəyişməsidir. Rentgen şüalarında da xarakterik pillələrin meydana gəlməsi müşahidə olunur.
Son tədqiqatlar göstərdi ki, ildırım kifayət qədər güclü rentgen şüalanma mənbəyidir, onun intensivliyi 250.000 elektron volta qədər ola bilər.
1990-cı illərdə alimlər ildırım yaratmağı öyrəndilər. Bunun üçün, kiçik bir raketi birbaşa ildırım buluduna gödərirlər. Raket bütün trayektoriyası boyunca havanı ionlaşdırır və bununla da buludla yer arasında keçirici kanal yaradır.
İldırımdan qorunmaq üçün həm dalğa ötürənlərdən, həm də maye sütunundan istifadə edilir. Maye sütunu tərkibində maye polimer əlavə edilmiş duzlu su məhluldur: Duz elektrik keçiriciliyini artırmaq üçün, polimer isə su şırnağının damcılar şəklində ayrılmasına imkan verməmək üçün nəzərdə tutulur. Bundan başqa lazer şüasından da istifadə edilir.
Yerdəki həyatın meydana gəlməsində ildırımın böyük rolu olub. Belə ki, 1953-cü ildə biokimyaçılar S.Miller (Stenli Miller) və Q.Urey (Harold Urey) müəyyən etdilər ki, suda
elektrik boşalmasını həyata keçirtdikdə həyatın “tikinti materiallarından” biri olan – amin turşularını əldə etmək olur. Bu isə həyatın meydana gəlməsndə ilk pilləsidir.
Bundan başqa bakteriyalara qısa cərəyan impulslarla təsir etdikdə membranda məsamələrin açılması digər bakteriyaların DNT fraqmentlərinin keçməsinə şərait yaradır. Bu isə təkamül mexanizmlərindən birinin işə salınmasıdır.
İldırım boşalması zamanı 109-1010 C enerji ayrılır. Bunun böyük hissəsi zərbə dalğasının yaradılmasına, havanın qızdırılmasına, şimşəyin və digər elektromaqnit dalğalarının yaranmasına sərf olunur və yalnız kiçik bir hissəsi ildırımın yerə daxil olduğu yerə verilir. Lakin bu “kiçik” hissə də yanğın törətməyə, adam öldürməyə, binanı dağıtmağa kifayət edir. Keçdiyi kanalında temperatur 30.000°C-yə qədər ola bilər. Bu Günəşin səthindəki temperaturdan beş dəfə çoxdur.
Ən güclü ildırımlar fulquritlərin – ərimiş qumun içi boş silindrlərinin, yaranmasına səbəb olur.
Ildırım haqqında deyimlər öz əksini quran ayələrində də tapıb.
İldırım yerə çox böyük 96000 km/saat sürətlə düşür, şimşək toqquşma nöqtəsinə və yer səthinə 20 milli saniyəyə çatır, 70 mk saniyəyə qayıdır. Şimşək cəmi yarım saniyə davam edir. Şimşək ətrafındakı temperaturun birdən-birə artması göy gurultusuna səbəb olur.
Hər ildırım çaxanda 190 kq Ozon əmələ gəlir.
Şimşəyin bitkilər üçün çox faydalı olan azotun yaranmasında da rolu var. Şimşəyin çaxması yagış yagacağını bildirir yağışlar təbiəti canlandırır, ya da fəlakətlərə səbəb olur. Ola bilsin ki, yaxın gələcəkdə ildırımdan yaşıl enerji kimi istifadəyə başlanılsın.
Şəmsiyyə Mustafayeva
F23 qrup tələbəsi
