Что на самом деле представляет собой пламя свечи? Дерек Мюллер, ведущий популярного научного канала Veritasium, отправился в парижский Дворец открытий (Palais de la découverte), чтобы провести серию экспериментов, доказывающих наличие в огне электрически заряженных частиц — ионов.
⚡️ Пламя под напряжением 0:01
В ходе эксперимента Дерек Мюллер демонстрирует, как внешнее электрическое поле воздействует на пламя свечи. При подаче напряжения на две металлические пластины, расположенные по бокам от огня, пламя заметно деформируется: оно «расплющивается» и разделяется на две части.
По словам Мюллера, это происходит из-за взаимодействия электрического поля с заряженными частицами внутри огня:
- Положительно заряженные ионы притягиваются к отрицательно заряженной пластине.
- Отрицательно заряженные частицы устремляются к положительно заряженной пластине.
Визуально этот эффект напоминает движение крыльев бабочки, что наглядно иллюстрирует наличие ионов в составе пламени.
💡 Электропроводность огня 0:54
Чтобы убедительно доказать, что пламя обладает электропроводностью, Мюллер сравнивает его с обычным воздухом, который в нормальных условиях является диэлектриком (изолятором).
Известно, что для пробоя одного сантиметра обычного воздуха требуется напряжение около 10 000 вольт. В эксперименте при таком напряжении между электродами проскакивает лишь крошечная искра. Однако ситуация кардинально меняется, когда искровой промежуток перекрывается пламенем свечи.
- В присутствии огня электрический разряд становится значительно мощнее и длиннее.
- Это происходит благодаря тому, что ионы в пламени повышают общую проводимость среды, позволяя электрическому току преодолевать большее расстояние.
🔥 Физика за пределами искры 1:45
Интересный эффект наблюдается при использовании чрезмерно сильного электрического поля: оно способно физически погасить пламя свечи. Мюллер подчеркивает, что даже после того, как огонь гаснет, в поднимающемся дыме всё еще остаются заряженные частицы, которые продолжают реагировать на напряжение между пластинами.
Вопрос о том, можно ли считать пламя полноценной плазмой, остается дискуссионным. Некоторые ученые полагают, что пламя не является «настоящей» плазмой, поскольку:
- Его температура недостаточно высока.
- Плотность ионов в нем слишком мала по сравнению с классической плазмой.
Тем не менее, Дерек Мюллер делает однозначный вывод: пламя, безусловно, содержит ионы, обладающие выраженными электрическими свойствами, что легко демонстрируется с помощью обычного высоковольтного оборудования.
