Реферат: Электрические и плазменные явления в атмосфере

dW – вероятность того, что в dS находится аэрозоль, тогда количество в объеме его нет

;

; .

(9)

Для сферической аэрозоли рассчитывается ;

(10)

Сравним (6) и (10).

.

Образование нитевидных аэрозолей.

Нитевидные аэрозоли более эффективно образуются при ассоциации во внешнем электрическом поле, ибо в этом случае направление взаимного сближения при ассоциации аэрозолей выделено и определено направление внешнего поля.

Пусть в воздухе имеется набор сферических аэрозолей радиуса и пусть среди них находится простейший нитевидный аэрозоль – цилиндрический. Сравним их скорости ассоциации. Если скорее идет ассоциация за счет диффузионного движения аэрозолей, то прилипание сферических аэрозолей будет происходить по всей поверхности, и, в итоге, цилиндрический аэрозоль потеряет свою форму. Если же внешним полем – к концам.

В случае цилиндрических аэрозолей длиной 2L и радиусом и сферических аэрозолей радиусом емкость равна .

Тогда (12)

(13)

; ; ;

при (14)

x – количество сферических аэрозолей в воздухе в граммах аэрозолей на 1кг воздуха, - плотность вещества аэрозолей, , а =1мкм, .

(13) справедливо при .

На рисунке показано положение границы области пространства вокруг цилиндрической аэрозоли. Области соприкосновения сходятся к концам цилиндра аэрозолей следовательно, что при действии во внешнем электромагнитном поле сферические аэрозоли будут попадать на концы. Это ведет к росту цилиндрической аэрозоли.

Фрактальные кластеры.

Активное вещество шаровой молнии представляет собой сгусток нитевидных аэрозолей. Такая структура не разрушается под действием конвективных потоков воздуха. Кроме того, присутствие заряда на концах такого образования создает поверхностное натяжение, которое не позволяет ему схлопнуться, и придает ему форму, близкую к сферической.

Более внимательный анализ показывает, что при релаксации паров металла, которые имеют промежуточную фазу – образования твердых частичек, - возникает структура фрактальных кластеров. Фрактальный кластер представляет собой систему жестко связанных макрочастиц. Хотя обычно под кластером понимают связанное состояние атомов или молекул. Слово «фрактальный» отличает дробную размерность кластера. По мере роста размера фрактального кластера его масса изменяется не пропорционально объему; сами частицы занимают малую часть объема – он в основном приходиться на пустоту. Такой физический смысл вложен в термин «фрактальный».

Этот вид кластера образуется в процессе ассоциации твердых аэрозолей, частиц дыма при гелеобразовании в коллоидных растворах.

Фрактальный кластер имеет рыхлую структуру, причем основной параметр, характеризующий его, - фрактальная размерность D . Если фрактальный кластер собирается из твердых частиц со средним размером а и средней массой , то масса кластера m при его размере R задается формулой , где А – числовой множитель порядка. .