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Scoperta la natura dei fulmini globlari.

Finora non si sapeva come si formassero le sfere di fuoco elettrizzate. Due fisici brasiliani hanno riprodotto il meccanismo fisico e chimico che li genera. Allo studio apparati per evitarli.


BRASILIA. Si formano improvvisamente, nell'aria carica di elettricità, durante i violenti temporali: sono sfere di fuoco variopinte che danzano minacciosamente, sospese pochi metri sul terreno, talvolta irrompono nelle abitazioni, terrorizzando i malcapitati spettatori e, nei casi più sfortunati, uccidendoli. Gli scienziati li chiamano «fulmini globulari», per distinguerli dalle classiche saette che disegnano nel cielo luminosissime linee a zigzag; ma finora non sapevano spiegare da dove scaturissero. Ebbene, dopo due secoli e mezzo di esperimenti e di studi (a partire da Benjamin Franklin), il mistero dei temibili fulmini globulari è stato finalmente svelato. Due fisici sperimentali brasiliani, Antonio Pavo e Gerson Paiva, dell'Università Federale di Pernambuco (Brasile), hanno annunciato di avere riprodotto con successo nel loro laboratorio il processo di formazione dei fulmini globulari, basandosi su una teoria fisica precedentemente formulata dal loro collega statunitense Graham Hubler, dell'U.S. Naval Research Laboratory di Washington.

FENOMENO ELETTROCHIMICO. In termini molto semplici, la teoria prevede che i fulmini globulari siano il risultato di fenomeni elettrici e chimici. Il punto di partenza è un classico fulmine che scarica la sua energia a terra. Nel punto di impatto si producono altissime temperatura che vaporizzano gli elementi chimici come il silicio contenuti nel suolo. Le particelle di silicio, a loro volta, combinandosi con l'Ossigeno presente nell'atmosfera, formano una nuvoletta incandescente di plasma (gas ad alta temperatura) di dimensioni variabili da una palla da tennis a un pallone di calcio. Così il fulmine globulare comincia a fluttuare nell'aria per qualche secondo, emettendo bagliori variopinti e terrorizzando la gente, prima di dissolversi, talvolta con un fragore assordante. Prima ancora che fossero documentati fotograficamente, i fulmini globulari sono stati disegnati anche da incisori di stampe del 700 e dell'800. E dobbiamo al bulino di uno di questi artisti la rappresentazione di quel che accadde nel 1753 allo sfortunato fisico Georg Richmann, emulo Franklin, che faceva penetrare l'elettricità atmosferica nel proprio laboratorio attraverso lunghi fili elettrici, ma che fu letteralmente carbonizzato dalla formazione di un fulmine globulare.

PROTEZIONE. I due fisici brasiliani, prudentemente protetti da opportuni schermi, hanno costruito un arco voltaico da 140 ampere che vaporizza un wafer di silicio e crea, in rapida successione, raffiche di fulmini globulari che rotolano minacciosi nel loro laboratorio universitario. "Così abbiamo anche potuto misurare la vita media di questi fenomeni che varia da 2 a 8 secondi". Dimostrata la validità della teoria, annunciano i ricercatori, ora si tenterà di mettere a punto i sistemi di sicurezza più adatti per difendersi da questi insidiosi compagni dei fulmini atmosferici.
(Franco Foresta Martin, da il Corriere della Sera del  26-1-2007)

L'origine dei fulmini globulari.

La coesione delle misteriose sfere di luce potrebbe essere spiegata in termini di atomi di Rydberg (LE SCIENZE 01 ottobre 2003).



I fulmini globulari, fenomeni visibili occasionalmente a livello del terreno durante i temporali, sfuggono da secoli alla comprensione degli scienziati. Sono stati osservati anche dagli aeroplani, ma la loro origine è rimasta un mistero. Ora John Gilman dell'Università della California di Los Angeles (UCLA) ha suggerito che una delle loro caratteristiche, la coesione che tiene insieme la sfera per periodi anche di decine di secondi, può essere spiegata in termini di atomi di Rydberg. Si ritiene generalmente che un fulmine globulare sia una sfera di plasma, e alcuni hanno ipotizzato che si tratti di qualcosa di simile ai dischi di plasma altamente luminosi che si formano quando vengono fatti detonare gli esplosivi. Il globo di solito può raggiungere i 30 centimetri di diametro.

Nessuna teoria, nemmeno quella di Gilman, è stata finora in grado di spiegare tutte le caratteristiche osservate, compresa l'origine della sfera, la luce emessa costantemente, il colore rosso o giallo, e diversi altri fattori.
Gilman ipotizza che la sfera di plasma abbia una densità molto bassa, confrontabile con quella dell'aria, e che sia composta da atomi di Rydberg, ovvero atomi il cui elettrone di valenza è stato eccitato in un orbitale con un numero quantico molto alto. Il raggio di un orbitale di questo tipo potrebbe misurare anche qualche centimetro, e l'atomo medio avrebbe pertanto una polarizzabilità estremamente elevata. Le interazioni attrattive di Van der Waals, che crescono all'aumento della polarizzabilità degli atomi, sarebbero perciò responsabili della coesione fra gli atomi.
Il modello di Gilman, descritto in un articolo pubblicato sulla rivista "Applied Physics Letters" , viene però ritenuto improbabile dal fisico John Abrahamson dell' Università di Canterbury, in Nuova Zelanda, secondo il quale la separazione degli elettroni dal nucleo atomico richiesta sarebbe eccessiva e non realistica.

Che fenomeni!


Lancio fallito di missile russo (Norvegia 2009).



Pilastro solare: fasci di luce verticali formati da cristalli di ghiaccio che cadono dalle nuvole più alte.




Agglomerato di fulmini.



Rifrazione di luce nell'atmosfera.



"sundog", fenomeno atmosferico di rifrazione della luce attraverso i minuscoli cristalli di ghiaccio delle nubi. I "sundog" detti anche "finti soli" appaiono su ogni lato del sole!



Aurora boreale.