Фігури Ліхтенберга

 

Одне з найкрасивіших природних явищ – тривимірні фігури Ліхтенберга, скам’яніла блискавка, укладена в прозорому кубі з акрилу (оргскла). Ці розгалужені сліди електричних розрядів названі по імені німецького фізика Георга Ліхтенберга, який спочатку вивчав подібні сліди на поверхнях. У XVIII в. Ліхтенберг направляв електричні розряди на діелектрик. Потім, розпорошуючи по його поверхні заряджений порошок, він отримав цікаві кучеряве візерунки.

У наш час в оргсклі можуть бути створені тривимірні візерунки. Акрил -ізолятор, або діелектрик, т. Е. Струм через нього при звичайних умовах не йде, і він здатний утримувати електричний заряд. Спочатку з електронного прискорювача на акриловий зразок направляють пучок електронів високої енергії. Вони проникають в оргскло і накопичуються всередині нього. Оскільки оргскло – діелектрик, електрони виявляються замкнутими там (уявіть собі гніздо диких шершнів, спійманих в пастку з оргскла). Однак настає момент, коли електростатичне напруга перевищує електричну міцність акрилу, і тоді окремі його ділянки стають провідниками. Як наслідок, розриваються деякі хімічні зв’язки, що утримують молекули акрилу разом. У частки секунди утворюються провідні шляхи, і електричні заряди йдуть з акрилу, який плавиться уздовж їх шляхів. Інженер-електрик Берт Хикман припускає, що ці мікротріщини ростуть швидше швидкості звуку в акрилі.

Фігури Ліхтенберга – фрактали, оскільки складаються з розгалужених і необмежено множаться самоподібних структур. Схожий на папороть візерунок від електричного розряду може тривати аж до молекулярного рівня. Вчені розробили фізичні та математичні моделі народження деревовидних структур. Такі моделі цікавлять фізиків, тому що вони можуть схопити спільні важливі особливості утворення структур в самих різних фізичних процесах. Подібні структури можуть також мати застосування в медицині. Наприклад, вчені з Техаського університету А & М вважають, що ці пухнасті структури можуть стати шаблонами для вирощування судинної тканини в штучних органах.

Посилання на основну публікацію