This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
അന്തരീക്ഷവൈദ്യുതി
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
(New page: = അന്തരീക്ഷവൈദ്യുതി = ഇഹീൌറ ഋഹലരൃശരശ്യ വായുവിലെ ധനാത്മകവും ഋണാത്മകവു...) |
|||
| വരി 1: | വരി 1: | ||
= അന്തരീക്ഷവൈദ്യുതി = | = അന്തരീക്ഷവൈദ്യുതി = | ||
| - | + | Cloud Electricity | |
| - | വായുവിലെ ധനാത്മകവും ഋണാത്മകവുമായ ചാര്‍ജുകള്‍ ( | + | വായുവിലെ ധനാത്മകവും ഋണാത്മകവുമായ ചാര്‍ജുകള്‍ (positive ane negative charges) വഹിക്കുന്ന അയോണുകളുടെ ചലന പ്രക്രിയ. 1887-ല്‍ ഡബ്ള്യൂ. ലിന്‍സ് എന്ന ജര്‍മന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍, വായുവിന് വൈദ്യുത ചാലകത (electrical conductivity) ഉണ്ടെന്നു സ്ഥാപിച്ചു. അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഇടിമിന്നല്‍പോലുള്ള വൈദ്യുത പ്രതിഭാസങ്ങളില്‍ ഒരു പ്രധാനപങ്കു വഹിക്കുന്നത് ഈ ചാലകതയാണ്. ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷം സദാ അയോണന വികിരണങ്ങള്‍ക്കു (lonizing radiations) വിധേയമായിക്കൊണ്ടിരിക്കയാണ്. ഭൂമിയിലോ അന്തരീക്ഷത്തിലോ ഉള്ള റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് (Radio-active) വസ്തുക്കളില്‍ നിന്നോ കോസ്മിക രശ്മികളില്‍ നിന്നോ ഉദ്ഭവിക്കുന്നവയാണ് ഈ വികിരണങ്ങള്‍. സമുദ്രനിരപ്പില്‍ ഒരു ഘ.സെ.മീ. വായുവില്‍ ശരാശരി മൂന്ന് അയോണ്‍ ജോടികള്‍ ഓരോ സെക്കന്‍ഡിലും ഉണ്ടായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. |
| - | വൈദ്യുത | + | ==വൈദ്യുത ഗ്രേഡിയന്റ== |
| - | ഒരു | + | നല്ല കാലാവസ്ഥയില്‍ ഭൂതലത്തിനു മുകളിലുള്ള വായു ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ഇരിപ്പിടമാണെന്ന് 1752-ല്‍ പിയ്റി ചാള്‍സ് ലമോണിയെ എന്ന ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ കണ്ടുപിടിച്ചു. ഈ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശ കീഴ്പോട്ടാണ്; മറ്റൊരുവിധത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിന് ഋണവൈദ്യുതാവേശമാണുള്ളത്. 100 വോ/മീ. വരും ഈ ഗ്രേഡിയന്റിന്റെ അളവ്. പക്ഷേ പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ ഗ്രേഡിയന്റി (potential gradient)ന്റെ മൂല്യം എല്ലായ്പോഴും സ്ഥിരമായി നില്ക്കാറില്ല. കാലാവസ്ഥ, സമയം, സ്ഥലം എന്നിവ അനുസരിച്ച് അതിന് വ്യതിയാനങ്ങള്‍ കണ്ടുവരുന്നു. സമുദ്രനിരപ്പില്‍ നിന്നുള്ള ഉയരം മാറുമ്പോഴും വ്യത്യാസമുണ്ടാകുന്നതായി ബലൂണ്‍ പരീക്ഷണങ്ങളില്‍നിന്നു തെളിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. നല്ല കാലാവസ്ഥയിലുള്ള വൈദ്യുതമണ്ഡലംകൊണ്ട് ധന-അയോണുകള്‍ കീഴ്പോട്ടും ഋണ-അയോണുകള്‍ മേല്പോട്ടുമാണ് നീങ്ങുന്നത്. ഇതിന്റെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന വൈദ്യുത ധാരയുടെ ശരാശരി മൂല്യം രണ്ട് മൈക്രോ ആംപിയര്‍ / കി.മീ.<sup>2 </sup>ആയിരിക്കും. ബാഹ്യാന്തരീക്ഷത്തില്‍നിന്ന് ഭൂഗോളത്തിലേക്ക് ആകപ്പാടെ പ്രവഹിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ഏതാണ്ട് 1,000 ആമ്പിയറോളം വരും. വലിയ പട്ടണങ്ങളുടെ സമീപമുണ്ടാകുന്ന അന്തരീക്ഷമാലിന്യങ്ങള്‍ വൈദ്യുത ഗ്രേഡിയന്റിനെ കൂട്ടുകയും, വൈദ്യുത ചാലകതയെ കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. മഴ, മൂടല്‍മഞ്ഞ്, പൊടിക്കാറ്റ്, ഇടി, കൊടുങ്കാറ്റ് എന്നിവയും അന്തരീക്ഷ വൈദ്യുതിയില്‍ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളുണ്ടാക്കുന്നു. |
| - | അന്തരീക്ഷ വൈദ്യുതികൊണ്ടാണ് ഇടിമിന്നല്‍ ഉണ്ടാകുന്നത്. ഒരു സെക്കന്‍ഡില്‍ നൂറോളം ഇടിമിന്നലുകളുണ്ടാകുമെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. കാര്‍മേഘങ്ങളില്‍ ശക്തിയേറിയ വൈദ്യുതമണ്ഡലമുണ്ടാകുമ്പോള്‍ ഇടിയുണ്ടാകുന്നു. കാര്‍മേഘങ്ങളില്‍ വൈദ്യുതിയുണ്ടാകുന്നതിന് പല കാരണങ്ങളുണ്ട്. താഴേക്ക് പതിക്കുന്ന വലിയ ജലകണങ്ങളും ഹിമകണങ്ങളും മറ്റും പതുക്കെ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഋണ-അയോണുകളെ പിടിച്ചെടുക്കുന്നതുകൊണ്ടാണ് കാര്‍മേഘങ്ങള്‍ വൈദ്യുതാവേശിതങ്ങളാകുന്നതെന്ന് സി.റ്റി.ആര്‍. വില്‍സണ്‍ എന്ന സ്കോട്ടിഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ അഭിപ്രായപ്പെടുന്നു. അതിശീതള( | + | ഒരു കൂര്‍ത്ത വൈദ്യുതവാഹിയെ ശക്തമായ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തില്‍ വച്ചാല്‍ ബ്രഷ് ഡിസ്ചാര്‍ജ് (brush discharge) എന്നു പറയപ്പെടുന്ന വൈദ്യുത വിസര്‍ജനം ഉണ്ടാകുന്നതാണ്. അതുപോലെതന്നെ ഉയരം, തീക്ഷണത (sharpness), പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ ഗ്രേഡിയന്റ് എന്നിവ വേണ്ടത്ര ഉണ്ടായിരുന്നാല്‍ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള സംവാഹികളില്‍നിന്നും ഡിസ്ചാര്‍ജ് ഉണ്ടാകും. ഈ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് ലോഹദണ്ഡുകള്‍, പട്ടങ്ങള്‍ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ബഞ്ചമിന്‍ ഫ്രാങ്ക്ളിന്‍, ഡാലിബാര്‍ഡ്, ലമോണിയെ തുടങ്ങിയ ആദ്യകാല ഗവേഷകര്‍ അന്തരീക്ഷത്തിലുള്ള വൈദ്യുതമണ്ഡലത്തെപ്പറ്റി പഠിച്ചത്. അനൂകൂല സാഹചര്യങ്ങളില്‍ പര്‍വതശിഖരങ്ങള്‍, കപ്പലുകളുടെ പാമരങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയവ ദീപ്തിവിസര്‍ജനം നടത്താറുണ്ട്. ഇത് സെന്റ് എല്‍മോസ് ഫയര്‍ (St.Elmos Fire) എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്നു. |
| + | |||
| + | അന്തരീക്ഷ വൈദ്യുതികൊണ്ടാണ് ഇടിമിന്നല്‍ ഉണ്ടാകുന്നത്. ഒരു സെക്കന്‍ഡില്‍ നൂറോളം ഇടിമിന്നലുകളുണ്ടാകുമെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. കാര്‍മേഘങ്ങളില്‍ ശക്തിയേറിയ വൈദ്യുതമണ്ഡലമുണ്ടാകുമ്പോള്‍ ഇടിയുണ്ടാകുന്നു. കാര്‍മേഘങ്ങളില്‍ വൈദ്യുതിയുണ്ടാകുന്നതിന് പല കാരണങ്ങളുണ്ട്. താഴേക്ക് പതിക്കുന്ന വലിയ ജലകണങ്ങളും ഹിമകണങ്ങളും മറ്റും പതുക്കെ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഋണ-അയോണുകളെ പിടിച്ചെടുക്കുന്നതുകൊണ്ടാണ് കാര്‍മേഘങ്ങള്‍ വൈദ്യുതാവേശിതങ്ങളാകുന്നതെന്ന് സി.റ്റി.ആര്‍. വില്‍സണ്‍ എന്ന സ്കോട്ടിഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ അഭിപ്രായപ്പെടുന്നു. അതിശീതള(super cooled) ജലകണങ്ങളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള ഉറയല്‍, സംഘട്ടനംകൊണ്ടുള്ള ഘര്‍ഷണം തുടങ്ങിയവയും മേഘങ്ങളില്‍ വൈദ്യുതിയുണ്ടാക്കും. മേഘങ്ങള്‍ക്കിടയിലും മേഘത്തില്‍നിന്നും ഭൂമിയിലേക്കും മിന്നലുകളുണ്ടാകാറുണ്ട്. ഡിസ്ചാര്‍ജ് കടന്നുപോകുന്ന പാതയിലുള്ള തന്‍മാത്രകളും അണുകണങ്ങളും ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെടുകയോ അയോണീകരിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്നതുകൊണ്ടാണ് മിന്നലിന് ശോഭയുണ്ടാകുന്നത്. മേഘങ്ങളിലെ പൊട്ടന്‍ഷിയല്‍ വ്യത്യാസം ഏതാണ്ട് 2.8*10<sup>8</sup> വോള്‍ട്ട് ആയിരിക്കുമെന്ന് വിമാനങ്ങളുപയോഗിച്ചു നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ വെളിവാക്കുന്നു. 20 സെക്കന്‍ഡില്‍ ഒരു മിന്നല്‍ തരുന്ന മേഘം തുടര്‍ച്ചയായി 3 * 10<sup>5</sup> കി.വാ. വൈദ്യുത-ഊര്‍ജത്തെ മിന്നലിന്റെ രൂപത്തില്‍ നഷ്ടപ്പെടുത്തിക്കളയുന്നുണ്ട്. ഇത് മേഘം സംഭരിക്കുന്ന ആകെയുള്ള വൈദ്യുത-ഊര്‍ജത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം മാത്രമേ ആകുന്നുള്ളു. | ||
(ഡോ. എം.കെ. രുദ്രവാര്യര്‍) | (ഡോ. എം.കെ. രുദ്രവാര്യര്‍) | ||
07:42, 28 ഫെബ്രുവരി 2008-നു നിലവിലുണ്ടായിരുന്ന രൂപം
അന്തരീക്ഷവൈദ്യുതി
Cloud Electricity
വായുവിലെ ധനാത്മകവും ഋണാത്മകവുമായ ചാര്‍ജുകള്‍ (positive ane negative charges) വഹിക്കുന്ന അയോണുകളുടെ ചലന പ്രക്രിയ. 1887-ല്‍ ഡബ്ള്യൂ. ലിന്‍സ് എന്ന ജര്‍മന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍, വായുവിന് വൈദ്യുത ചാലകത (electrical conductivity) ഉണ്ടെന്നു സ്ഥാപിച്ചു. അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഇടിമിന്നല്‍പോലുള്ള വൈദ്യുത പ്രതിഭാസങ്ങളില്‍ ഒരു പ്രധാനപങ്കു വഹിക്കുന്നത് ഈ ചാലകതയാണ്. ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷം സദാ അയോണന വികിരണങ്ങള്‍ക്കു (lonizing radiations) വിധേയമായിക്കൊണ്ടിരിക്കയാണ്. ഭൂമിയിലോ അന്തരീക്ഷത്തിലോ ഉള്ള റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് (Radio-active) വസ്തുക്കളില്‍ നിന്നോ കോസ്മിക രശ്മികളില്‍ നിന്നോ ഉദ്ഭവിക്കുന്നവയാണ് ഈ വികിരണങ്ങള്‍. സമുദ്രനിരപ്പില്‍ ഒരു ഘ.സെ.മീ. വായുവില്‍ ശരാശരി മൂന്ന് അയോണ്‍ ജോടികള്‍ ഓരോ സെക്കന്‍ഡിലും ഉണ്ടായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു.
വൈദ്യുത ഗ്രേഡിയന്റ
നല്ല കാലാവസ്ഥയില്‍ ഭൂതലത്തിനു മുകളിലുള്ള വായു ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ഇരിപ്പിടമാണെന്ന് 1752-ല്‍ പിയ്റി ചാള്‍സ് ലമോണിയെ എന്ന ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ കണ്ടുപിടിച്ചു. ഈ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശ കീഴ്പോട്ടാണ്; മറ്റൊരുവിധത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിന് ഋണവൈദ്യുതാവേശമാണുള്ളത്. 100 വോ/മീ. വരും ഈ ഗ്രേഡിയന്റിന്റെ അളവ്. പക്ഷേ പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ ഗ്രേഡിയന്റി (potential gradient)ന്റെ മൂല്യം എല്ലായ്പോഴും സ്ഥിരമായി നില്ക്കാറില്ല. കാലാവസ്ഥ, സമയം, സ്ഥലം എന്നിവ അനുസരിച്ച് അതിന് വ്യതിയാനങ്ങള്‍ കണ്ടുവരുന്നു. സമുദ്രനിരപ്പില്‍ നിന്നുള്ള ഉയരം മാറുമ്പോഴും വ്യത്യാസമുണ്ടാകുന്നതായി ബലൂണ്‍ പരീക്ഷണങ്ങളില്‍നിന്നു തെളിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. നല്ല കാലാവസ്ഥയിലുള്ള വൈദ്യുതമണ്ഡലംകൊണ്ട് ധന-അയോണുകള്‍ കീഴ്പോട്ടും ഋണ-അയോണുകള്‍ മേല്പോട്ടുമാണ് നീങ്ങുന്നത്. ഇതിന്റെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന വൈദ്യുത ധാരയുടെ ശരാശരി മൂല്യം രണ്ട് മൈക്രോ ആംപിയര്‍ / കി.മീ.2 ആയിരിക്കും. ബാഹ്യാന്തരീക്ഷത്തില്‍നിന്ന് ഭൂഗോളത്തിലേക്ക് ആകപ്പാടെ പ്രവഹിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ഏതാണ്ട് 1,000 ആമ്പിയറോളം വരും. വലിയ പട്ടണങ്ങളുടെ സമീപമുണ്ടാകുന്ന അന്തരീക്ഷമാലിന്യങ്ങള്‍ വൈദ്യുത ഗ്രേഡിയന്റിനെ കൂട്ടുകയും, വൈദ്യുത ചാലകതയെ കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. മഴ, മൂടല്‍മഞ്ഞ്, പൊടിക്കാറ്റ്, ഇടി, കൊടുങ്കാറ്റ് എന്നിവയും അന്തരീക്ഷ വൈദ്യുതിയില്‍ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളുണ്ടാക്കുന്നു.
ഒരു കൂര്‍ത്ത വൈദ്യുതവാഹിയെ ശക്തമായ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തില്‍ വച്ചാല്‍ ബ്രഷ് ഡിസ്ചാര്‍ജ് (brush discharge) എന്നു പറയപ്പെടുന്ന വൈദ്യുത വിസര്‍ജനം ഉണ്ടാകുന്നതാണ്. അതുപോലെതന്നെ ഉയരം, തീക്ഷണത (sharpness), പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ ഗ്രേഡിയന്റ് എന്നിവ വേണ്ടത്ര ഉണ്ടായിരുന്നാല്‍ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള സംവാഹികളില്‍നിന്നും ഡിസ്ചാര്‍ജ് ഉണ്ടാകും. ഈ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് ലോഹദണ്ഡുകള്‍, പട്ടങ്ങള്‍ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ബഞ്ചമിന്‍ ഫ്രാങ്ക്ളിന്‍, ഡാലിബാര്‍ഡ്, ലമോണിയെ തുടങ്ങിയ ആദ്യകാല ഗവേഷകര്‍ അന്തരീക്ഷത്തിലുള്ള വൈദ്യുതമണ്ഡലത്തെപ്പറ്റി പഠിച്ചത്. അനൂകൂല സാഹചര്യങ്ങളില്‍ പര്‍വതശിഖരങ്ങള്‍, കപ്പലുകളുടെ പാമരങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയവ ദീപ്തിവിസര്‍ജനം നടത്താറുണ്ട്. ഇത് സെന്റ് എല്‍മോസ് ഫയര്‍ (St.Elmos Fire) എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്നു.
അന്തരീക്ഷ വൈദ്യുതികൊണ്ടാണ് ഇടിമിന്നല്‍ ഉണ്ടാകുന്നത്. ഒരു സെക്കന്‍ഡില്‍ നൂറോളം ഇടിമിന്നലുകളുണ്ടാകുമെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. കാര്‍മേഘങ്ങളില്‍ ശക്തിയേറിയ വൈദ്യുതമണ്ഡലമുണ്ടാകുമ്പോള്‍ ഇടിയുണ്ടാകുന്നു. കാര്‍മേഘങ്ങളില്‍ വൈദ്യുതിയുണ്ടാകുന്നതിന് പല കാരണങ്ങളുണ്ട്. താഴേക്ക് പതിക്കുന്ന വലിയ ജലകണങ്ങളും ഹിമകണങ്ങളും മറ്റും പതുക്കെ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഋണ-അയോണുകളെ പിടിച്ചെടുക്കുന്നതുകൊണ്ടാണ് കാര്‍മേഘങ്ങള്‍ വൈദ്യുതാവേശിതങ്ങളാകുന്നതെന്ന് സി.റ്റി.ആര്‍. വില്‍സണ്‍ എന്ന സ്കോട്ടിഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ അഭിപ്രായപ്പെടുന്നു. അതിശീതള(super cooled) ജലകണങ്ങളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള ഉറയല്‍, സംഘട്ടനംകൊണ്ടുള്ള ഘര്‍ഷണം തുടങ്ങിയവയും മേഘങ്ങളില്‍ വൈദ്യുതിയുണ്ടാക്കും. മേഘങ്ങള്‍ക്കിടയിലും മേഘത്തില്‍നിന്നും ഭൂമിയിലേക്കും മിന്നലുകളുണ്ടാകാറുണ്ട്. ഡിസ്ചാര്‍ജ് കടന്നുപോകുന്ന പാതയിലുള്ള തന്‍മാത്രകളും അണുകണങ്ങളും ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെടുകയോ അയോണീകരിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്നതുകൊണ്ടാണ് മിന്നലിന് ശോഭയുണ്ടാകുന്നത്. മേഘങ്ങളിലെ പൊട്ടന്‍ഷിയല്‍ വ്യത്യാസം ഏതാണ്ട് 2.8*108 വോള്‍ട്ട് ആയിരിക്കുമെന്ന് വിമാനങ്ങളുപയോഗിച്ചു നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ വെളിവാക്കുന്നു. 20 സെക്കന്‍ഡില്‍ ഒരു മിന്നല്‍ തരുന്ന മേഘം തുടര്‍ച്ചയായി 3 * 105 കി.വാ. വൈദ്യുത-ഊര്‍ജത്തെ മിന്നലിന്റെ രൂപത്തില്‍ നഷ്ടപ്പെടുത്തിക്കളയുന്നുണ്ട്. ഇത് മേഘം സംഭരിക്കുന്ന ആകെയുള്ള വൈദ്യുത-ഊര്‍ജത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം മാത്രമേ ആകുന്നുള്ളു.
(ഡോ. എം.കെ. രുദ്രവാര്യര്‍)
