વાતાવરણીય હવાની વિદ્યુત વાહકતા પર પરમાણુ પરીક્ષણોનો પ્રભાવ. વાતાવરણમાં વિદ્યુત પ્રવાહ, તેનું મૂળ

સંભવિત ઢાળ ઉપરાંત, અન્ય એક જથ્થો જે માપી શકાય છે તે વાતાવરણમાં વર્તમાન છે. તેની ઘનતા ઓછી છે: દરેક ચોરસ મીટર, સમાંતર પૃથ્વીની સપાટી, લગભગ 10 -6 માઇક્રોન પસાર કરે છે. હવા દેખીતી રીતે સંપૂર્ણ ઇન્સ્યુલેટર નથી; આ વાહકતાને કારણે, અમે વર્ણવેલ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડને કારણે સ્વર્ગથી પૃથ્વી પર નબળો પ્રવાહ વહે છે.

વાતાવરણમાં વાહકતા શા માટે હોય છે? કારણ કે તેમાં, હવાના અણુઓમાં, આયનો હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સિજન પરમાણુઓ, કેટલીકવાર વધારાના ઇલેક્ટ્રોનથી સજ્જ હોય છે, અને કેટલીકવાર તેમના પોતાનામાંથી વંચિત હોય છે. આ આયનો એકલા રહેતા નથી; તેમના વિદ્યુત ક્ષેત્ર માટે આભાર, તેઓ તેમની નજીક અન્ય પરમાણુઓ એકઠા કરે છે. દરેક આયન પછી એક નાનો ગઠ્ઠો બની જાય છે, જે, અન્ય સમાન ગઠ્ઠો સાથે મળીને, ક્ષેત્રમાં તરફ વળે છે, ધીમે ધીમે ઉપર અથવા નીચે જાય છે, જે આપણે વાત કરી રહ્યા હતા તે પ્રવાહ બનાવે છે.

તેઓ ક્યાંથી આવે છે? આયનો? શરૂઆતમાં તેઓએ વિચાર્યું કે આયનો પૃથ્વીની રેડિયોએક્ટિવિટી દ્વારા બનાવવામાં આવ્યા છે. (તે જાણીતું હતું કે રેડિયેશન કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોહવાના અણુઓનું આયનીકરણ કરીને હવાને વાહક બનાવે છે.) કણો બહાર આવતા અણુ બીજક, ચાલો કહીએ. બીટા કિરણો એટલી ઝડપથી મુસાફરી કરે છે કે તેઓ અણુઓમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને છીનવી લે છે, તેમના પગલે આયનોનું પગેરું છોડી દે છે. આ દૃષ્ટિકોણ, અલબત્ત, તે ધારે છે ઉચ્ચ ઊંચાઈઆયનીકરણ ઓછું થવું જોઈએ, કારણ કે તમામ કિરણોત્સર્ગીતા - રેડિયમ, યુરેનિયમ, સોડિયમ, વગેરેના તમામ નિશાન - પૃથ્વીની ધૂળમાં છે.

આ સિદ્ધાંતને ચકાસવા માટે, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ આરોહણ કર્યું ફુગ્ગાઅને માપેલ આયનીકરણ (હેસ, 1912 માં). તે બહાર આવ્યું છે કે બધું જ વિપરીત થાય છે - ઊંચાઈ સાથે એકમ વોલ્યુમ દીઠ ionization વધતું! (ઉપકરણ આકૃતિ 9.3 માં બતાવેલ જેવું જ હતું. બે પ્લેટો સમયાંતરે સંભવિત V પર ચાર્જ કરવામાં આવતી હતી. હવાની વાહકતાને કારણે, તે ધીમે ધીમે વિસર્જિત કરવામાં આવી હતી; ડિસ્ચાર્જનો દર ઇલેક્ટ્રોમીટર દ્વારા માપવામાં આવ્યો હતો.) આ અગમ્ય પરિણામ વાતાવરણીય વીજળીના સમગ્ર ઇતિહાસમાં સૌથી અદભૂત શોધ હતી. આ શોધ એટલી મહત્વપૂર્ણ હતી કે તેને ફાળવણીની જરૂર હતી નવો ઉદ્યોગવિજ્ઞાન - કોસ્મિક રે ફિઝિક્સ. અને વાતાવરણીય વીજળી પોતે ઓછી આશ્ચર્યજનક ઘટનાઓમાં રહી. આયનીકરણ દેખીતી રીતે પૃથ્વીની બહારની કોઈ વસ્તુ દ્વારા ઉત્પન્ન થયું હતું; આ અસ્પષ્ટ સ્ત્રોતની શોધથી કોસ્મિક કિરણોની શોધ થઈ. અમે હવે તેમના વિશે વાત કરીશું નહીં અને માત્ર એટલું જ કહીશું કે તેઓ તે છે જે હવામાં આયનોના પુરવઠાને ટેકો આપે છે. જોકે આયનો સતત વહન કરવામાં આવે છે, કોસ્મિક કણો, વિશ્વ અવકાશની બહાર દોડીને, તેઓ સમયાંતરે નવા આયનો બનાવે છે.

ચોક્કસ થવા માટે, આપણે એ નોંધવું જોઈએ કે, પરમાણુઓથી બનેલા આયનો ઉપરાંત, અન્ય પ્રકારના આયનો પણ છે. ધૂળના અત્યંત સૂક્ષ્મ કણો જેવા માટીના નાના ઝુંડ હવામાં તરતા રહે છે અને ચાર્જ થઈ જાય છે. તેમને કેટલીકવાર "ન્યુક્લી" કહેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે સમુદ્રમાં તરંગો છાંટા પડે છે, ત્યારે નાના છાંટા હવામાં ઉડે છે. જ્યારે આવા ટીપું બાષ્પીભવન થાય છે, ત્યારે NaCl નું એક નાનું સ્ફટિક હવામાં તરતું રહે છે. આ સ્ફટિકો પછી ચાર્જ આકર્ષી શકે છે અને આયનો બની શકે છે; તેમને "મોટા આયનો" કહેવામાં આવે છે.

નાના આયનો, એટલે કે જે બનાવેલ છે કોસ્મિક કિરણો, સૌથી વધુ મોબાઇલ. કારણ કે તેઓ ખૂબ નાના છે, તેઓ 100 V/m, અથવા 1 V/cm ના ક્ષેત્રમાં લગભગ 1 cm/sec ની ઝડપે હવામાં ઝડપથી મુસાફરી કરે છે. મોટા અને ભારે આયનો વધુ ધીમેથી આગળ વધે છે. તે તારણ આપે છે કે જો ત્યાં ઘણા બધા "ન્યુક્લી" હોય, તો તેઓ નાના આયનોમાંથી ચાર્જ અટકાવે છે. પછી, કારણ કે "મોટા આયનો" ક્ષેત્રમાં ખૂબ જ ધીમેથી આગળ વધે છે, એકંદર વાહકતા ઘટે છે. તેથી, હવા વાહકતા ખૂબ જ પરિવર્તનશીલ છે - તે તેના "ક્લોગિંગ" માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ છે. સમુદ્ર કરતાં જમીન પર આ "કચરો" ઘણું વધારે છે, પવન જમીન પરથી ધૂળ ઉગાડે છે, અને લોકો દરેક સંભવિત રીતે હવાને પ્રદૂષિત કરે છે. તે આશ્ચર્યજનક નથી કે દરરોજ, ક્ષણે ક્ષણે, એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ, પૃથ્વીની સપાટીની નજીકની વાહકતા નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે. પૃથ્વીની સપાટીની ઉપરના દરેક બિંદુ પરનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર પણ બદલાય છે, કારણ કે ઉપરથી નીચે તરફ વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ જુદા જુદા સ્થળોએ લગભગ એકસરખો હોય છે, અને પૃથ્વીની સપાટીની નજીકની વાહકતામાં ફેરફાર આ ક્ષેત્રમાં વિવિધતા તરફ દોરી જાય છે.

આયન ડ્રિફ્ટના પરિણામે હવાની વાહકતા પણ ઊંચાઈ સાથે ઝડપથી વધે છે. આ બે કારણોસર થાય છે. પ્રથમ, કોસ્મિક કિરણો દ્વારા હવાનું આયનીકરણ ઊંચાઈ સાથે વધે છે. બીજું, જેમ જેમ હવાની ઘનતા ઓછી થાય છે તેમ, આયનોનો મુક્ત માર્ગ વધે છે, જેથી તેઓ અથડાતા પહેલા ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં વધુ મુસાફરી કરી શકે. પરિણામે, ઊંચાઈએ વાહકતા તીવ્રપણે કૂદી જાય છે.

હવામાં વિદ્યુત પ્રવાહની ઘનતા પ્રતિ ચોરસ મીટર માત્ર થોડા માઇક્રો-માઈક્રોએમ્પીયર જેટલી છે, પરંતુ પૃથ્વી પર આવા ઘણા ચોરસ મીટર છે. પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચતો સમગ્ર વિદ્યુત પ્રવાહ આશરે 1800 A છે. આ વર્તમાન, અલબત્ત, "સકારાત્મક" છે - તે વહન કરે છે હકારાત્મક ચાર્જ. તેથી પરિણામ 400,000 V ના વોલ્ટેજ પર 1800 A નો પ્રવાહ છે. પાવર 700 મેગાવોટ!

આવા મજબૂત પ્રવાહ સાથે, પૃથ્વીનો નકારાત્મક ચાર્જ ટૂંક સમયમાં અદૃશ્ય થઈ જશે. વાસ્તવમાં, આખી પૃથ્વીને છોડવામાં લગભગ અડધો કલાક લાગશે. પરંતુ વાતાવરણમાં શોધ થઈ ત્યારથી ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રઅડધા કલાકથી વધુ સમય વીતી ગયો. તે કેવી રીતે પકડી રાખે છે? તણાવ કેવી રીતે જાળવવામાં આવે છે? અને તે શું અને શું વચ્ચે છે? પૃથ્વી એક ઇલેક્ટ્રોડ પર છે, અને બીજા પર શું છે? આવા અનેક પ્રશ્નો છે.

પૃથ્વી નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે, પરંતુ હવામાં સંભવિત હકારાત્મક છે. પર્યાપ્ત ઉચ્ચ ઊંચાઈવાહકતા એટલી મહાન છે કે આડા વોલ્ટેજમાં ફેરફારની સંભાવના બની જાય છે શૂન્ય બરાબર. અમે અત્યારે જે સમયની વાત કરી રહ્યા છીએ તે સમયે હવા અમે વાત કરી રહ્યા છીએ, વાસ્તવમાં વાહકમાં ફેરવાય છે. આ લગભગ 50 કિમીની ઊંચાઈએ થાય છે. આ હજુ સુધી "આયોનોસ્ફિયર" તરીકે ઓળખાતા જેટલું ઊંચું નથી, જ્યાં ખૂબ જ છે મોટી સંખ્યામાંસૂર્યપ્રકાશની ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરને કારણે આયનોની રચના થાય છે. અમારા હેતુઓ માટે, વાતાવરણીય વીજળીના ગુણધર્મોની ચર્ચા કરતી વખતે, અમે ધારી શકીએ છીએ કે લગભગ 50 કિમીની ઊંચાઈએ હવા પૂરતા પ્રમાણમાં વાહક બને છે અને ત્યાં એક વ્યવહારીક રીતે વાહક ક્ષેત્ર છે જેમાંથી પ્રવાહો નીચે તરફ વહે છે. બાબતોની સ્થિતિ ફિગમાં દર્શાવવામાં આવી છે. 9.4. સવાલ એ છે કે ત્યાં પોઝિટિવ ચાર્જ કેવી રીતે જાળવવામાં આવે છે. તે બેક અપ કેવી રીતે પંપ કરે છે? કારણ કે તે પૃથ્વી પર વહે છે, પછી તેને કોઈક રીતે પાછું પમ્પ કરવું જોઈએ? લાંબા સમય સુધીઆ વાતાવરણીય વીજળીના મુખ્ય રહસ્યોમાંનું એક હતું.

આ બાબત પરની કોઈપણ માહિતી રહસ્યનો સંકેત આપી શકે છે, અથવા ઓછામાં ઓછું અમને તેના વિશે કંઈક કહી શકે છે. અહીં એક રસપ્રદ ઘટના છે: જો આપણે વર્તમાનને માપીશું (અને તે, જેમ આપણે જાણીએ છીએ, સંભવિત ઢાળ કરતાં વધુ સ્થિર છે), તો સમુદ્ર પર કહો, અને સાવચેતીઓના સાવચેતીપૂર્વક પાલન સાથે, ખૂબ કાળજીપૂર્વક દરેક વસ્તુની સરેરાશ કરો અને બધી ભૂલોથી છુટકારો મેળવો. , તો પછી આપણે શોધીએ છીએ કે હજુ પણ કેટલાક દૈનિક ફેરફારો બાકી છે. મહાસાગરો પરના ઘણા માપની સરેરાશમાં ટેમ્પોરલ ભિન્નતા છે જે લગભગ ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે છે. 9.5. વર્તમાન આશરે ±15% દ્વારા બદલાય છે અને પહોંચે છે ઉચ્ચતમ મૂલ્યલંડનના સમય મુજબ સાંજે 7 વાગ્યે. અહીંની સૌથી વિચિત્ર વાત એ છે કે, તમે જ્યાં પણ માપો છોવર્તમાન - ભલે એટલાન્ટિક મહાસાગરમાં, પ્રશાંત મહાસાગરમાં કે આર્ક્ટિક મહાસાગરમાં - તેના પીક અવર્સ ત્યારે થાય છે જ્યારે કલાકો લંડન 7 વાગ્યા બતાવે છે! સમગ્ર વિશ્વમાં વર્તમાન લન્ડન સમયે 19:00 વાગ્યે તેની મહત્તમ અને લઘુત્તમ 4:00 લંડન સમયે પહોંચે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, વર્તમાન પૃથ્વીના સંપૂર્ણ સમય પર આધાર રાખે છે, અને સ્થાનિક તરફથી નથીઅવલોકન બિંદુ પર સમય. એક સંદર્ભમાં આ બધા પછી એટલું વિચિત્ર નથી; આ અમારા વિચાર સાથે તદ્દન સુસંગત છે કે ખૂબ જ ટોચ પર ખૂબ મોટી આડી વાહકતા છે, જે પૃથ્વી અને ટોચ વચ્ચેના સંભવિત તફાવતમાં સ્થાનિક ફેરફારોને બાકાત રાખે છે. ક્ષમતામાં કોઈપણ ફેરફાર વિશ્વવ્યાપી હોવા જોઈએ, અને તે છે. તેથી, હવે આપણે જાણીએ છીએ કે નિરપેક્ષ પૃથ્વીના સમયમાં ફેરફાર સાથે "ઉપર" વોલ્ટેજ કાં તો વધે છે અથવા 15% ઘટે છે.

ગેસમાં ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ.તેની સાથે જોડાયેલ ડિસ્ક સાથે ઇલેક્ટ્રોમીટર લો ફ્લેટ કેપેસિટરઅને તેને ચાર્જ કરો (ફિગ. 167). ઓરડાના તાપમાને, જો હવા પૂરતી શુષ્ક હોય, તો કેપેસિટર નોંધપાત્ર રીતે ડિસ્ચાર્જ થતું નથી. આ બતાવે છે

કે ડિસ્ક વચ્ચેના સંભવિત તફાવતને કારણે હવામાં વિદ્યુત પ્રવાહ ખૂબ નાનો છે. આથી, વિદ્યુત વાહકતાઓરડાના તાપમાને હવા ખૂબ ઓછી હોય છે. હવાને ડાઇલેક્ટ્રિક ગણી શકાય.

ચાલો બર્નિંગ મેચ (ફિગ. 168) સાથે ડિસ્ક વચ્ચેની હવાને ગરમ કરીએ. નોંધ કરો કે ઇલેક્ટ્રોમીટરની સોય ઝડપથી શૂન્યની નજીક આવી રહી છે, જેનો અર્થ છે કે કેપેસિટર ડિસ્ચાર્જ થઈ રહ્યું છે. પરિણામે, ગરમ ગેસ એ વાહક છે અને તેમાં પ્રવાહ સ્થાપિત થાય છે.

ગેસમાંથી પ્રવાહ વહેવાની પ્રક્રિયાને ગેસ ડિસ્ચાર્જ કહેવામાં આવે છે.

વાયુઓનું આયનીકરણ.આપણે જોયું છે કે ઓરડાના તાપમાને હવા ખૂબ જ નબળી વાહક હોય છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે હવાની વાહકતા વધે છે. હવા વાહકતામાં વધારો અન્ય રીતે થઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, વિવિધ કિરણોત્સર્ગની ક્રિયા દ્વારા: અલ્ટ્રાવાયોલેટ, એક્સ-રે, કિરણોત્સર્ગી, વગેરે.

સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, વાયુઓ લગભગ સંપૂર્ણપણે તટસ્થ અણુઓ અથવા પરમાણુઓ ધરાવે છે અને તેથી તે ડાઇલેક્ટ્રિક છે. હીટિંગ અથવા રેડિયેશનના સંપર્કમાં આવવાને કારણે, કેટલાક અણુઓ આયનોઇઝ્ડ છે - તે હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા આયનો અને ઇલેક્ટ્રોનમાં વિભાજિત થાય છે (ફિગ. 169). નકારાત્મક આયનો ગેસમાં પણ બની શકે છે: તે તટસ્થ અણુઓમાં ઇલેક્ટ્રોનના ઉમેરાને કારણે દેખાય છે.

જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે ગેસનું આયનીકરણ એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે જેમ જેમ તેઓ ગરમ થાય છે તેમ તેમ પરમાણુઓ ઝડપથી આગળ વધે છે. તે જ સમયે, કેટલાક પરમાણુઓ એટલી ઝડપથી ખસેડવાનું શરૂ કરે છે કે તેમાંથી કેટલાક અથડામણ દરમિયાન વિઘટન કરે છે, આયનોમાં ફેરવાય છે. તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે, તેટલા વધુ આયનો રચાય છે.

વાયુઓની વાહકતા.વાયુઓની વાહકતાની પદ્ધતિ ઉકેલોની વાહકતા અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના પીગળવાની પદ્ધતિ જેવી જ છે. તફાવત એ છે કે નકારાત્મક ચાર્જ મુખ્યત્વે નકારાત્મક આયનો દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે, જેમ કે જલીય દ્રાવણમાં અથવા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના પીગળે છે, પરંતુ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા, જોકે વાહકતાને કારણે નકારાત્મક આયનોપણ ભૂમિકા ભજવી શકે છે. આમ, વાયુઓ ઇલેક્ટ્રોનિક સાથે જોડાય છે

વાહકતા ધાતુઓની સમાન, આયનીય વાહકતા જલીય દ્રાવણો અથવા પીગળેલા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની સમાન હોય છે. એક વધુ નોંધપાત્ર તફાવત છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સોલ્યુશન્સમાં, દ્રાવક પરમાણુઓ (પાણીના અણુઓ) ની ક્રિયા હેઠળ પરમાણુઓમાં આયનોના ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર બોન્ડના નબળા થવાને કારણે આયનોની રચના થાય છે. વાયુઓમાં, આયનોનું નિર્માણ કાં તો ગરમી દરમિયાન અથવા બાહ્ય આયનાઇઝર્સની ક્રિયાને કારણે થાય છે, જેમ કે રેડિયેશન.

પુનઃસંયોજન.જો ionizer કામ કરવાનું બંધ કરી દે, તો તમે જોશો કે ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોમીટર ફરીથી ચાર્જ જાળવી રાખશે. આ બતાવે છે કે ionizer કામ કરવાનું બંધ કરી દે તે પછી, ગેસ વાહક બનવાનું બંધ કરે છે. બધા આયનો અને ઈલેક્ટ્રોન ઈલેક્ટ્રોડ્સ સુધી પહોંચ્યા પછી વર્તમાન બંધ થઈ જાય છે.

વધુમાં, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન અને ધન ચાર્જ થયેલ આયન એકસાથે આવે છે, ત્યારે તેઓ ફરીથી તટસ્થ અણુ બનાવી શકે છે. આ આકૃતિ 170 માં યોજનાકીય રીતે બતાવવામાં આવ્યું છે. આ પ્રક્રિયાને ચાર્જ થયેલા કણોનું પુનઃસંયોજન કહેવામાં આવે છે.

ગેરહાજરીમાં બાહ્ય ક્ષેત્રચાર્જ થયેલા કણો માત્ર પુનઃસંયોજનને કારણે અદૃશ્ય થઈ જાય છે અને ગેસ ઇન્સ્યુલેટર બની જાય છે. જો ionizer ની ક્રિયા અપરિવર્તિત હોય, તો એક ગતિશીલ સંતુલન સ્થાપિત થાય છે જેમાં ચાર્જ થયેલ કણોની નવી રચાયેલી જોડીની સંખ્યા પુનઃસંયોજનને કારણે અદૃશ્ય થઈ ગયેલા જોડીઓની સરેરાશ સંખ્યા જેટલી હોય છે.

સંભવિત ઢાળ ઉપરાંત, અન્ય જથ્થાને માપી શકાય છે - વાતાવરણમાં વર્તમાન. તેની ઘનતા ઓછી છે: પૃથ્વીની સપાટીની સમાંતર દરેક ચોરસ મીટર દ્વારા, લગભગ . હવા દેખીતી રીતે સંપૂર્ણ ઇન્સ્યુલેટર નથી; આ વાહકતાને કારણે, અમે વર્ણવેલ વિદ્યુત ક્ષેત્રને કારણે સ્વર્ગથી પૃથ્વી પર હંમેશા નબળો પ્રવાહ વહે છે.

આયનો ક્યાંથી આવે છે? શરૂઆતમાં તેઓએ વિચાર્યું કે આયનો પૃથ્વીની રેડિયોએક્ટિવિટી દ્વારા બનાવવામાં આવ્યા છે. (તે જાણીતું હતું કે કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોમાંથી કિરણોત્સર્ગ હવાના અણુઓનું આયનીકરણ કરીને હવાને વાહક બનાવે છે.) અણુ ન્યુક્લિયસમાંથી બહાર આવતા કણો, કહે છે. -કિરણો એટલી ઝડપથી આગળ વધે છે કે તેઓ અણુઓમાંથી ઇલેક્ટ્રોન છીનવી લે છે, આયનોની પાછળ પાછળ છોડી દે છે. આ દૃષ્ટિકોણ, અલબત્ત, ધારે છે કે વધુ ઊંચાઈએ આયનીકરણ ઓછું થશે, કારણ કે તમામ કિરણોત્સર્ગીતા - રેડિયમ, યુરેનિયમ, સોડિયમ, વગેરેના તમામ નિશાન - પૃથ્વીની ધૂળમાં છે.

આકૃતિ. 9.3. આયનોની હિલચાલને કારણે હવાની વાહકતાનું માપન.

આ સિદ્ધાંતને ચકાસવા માટે, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ ફુગ્ગાઓમાં ઉડાન ભરી અને આયનીકરણ માપ્યું (હેસ, 1912). તે બહાર આવ્યું છે કે બધું જ વિપરીત થાય છે - એકમ વોલ્યુમ દીઠ ionization ઊંચાઈ સાથે વધે છે! (ઉપકરણ આકૃતિ 9.3 માં બતાવેલ જેવું જ હતું. બે પ્લેટો સમયાંતરે ચાર્જ કરવામાં આવતી હતી. હવાની વાહકતાને લીધે, તે ધીમે ધીમે વિસર્જિત થતી હતી; ડિસ્ચાર્જનો દર ઇલેક્ટ્રોમીટર દ્વારા માપવામાં આવતો હતો.) આ અગમ્ય પરિણામ વાતાવરણીય વીજળીના સમગ્ર ઇતિહાસમાં સૌથી અદભૂત શોધ હતી. આ શોધ એટલી મહત્વપૂર્ણ હતી કે તેને વિજ્ઞાનની નવી શાખા - કોસ્મિક રે ફિઝિક્સની રચનાની જરૂર હતી. અને વાતાવરણીય વીજળી પોતે ઓછી આશ્ચર્યજનક ઘટનાઓમાં રહી. આયનીકરણ દેખીતી રીતે પૃથ્વીની બહારની કોઈ વસ્તુ દ્વારા ઉત્પન્ન થયું હતું; આ અસ્પષ્ટ સ્ત્રોતની શોધથી કોસ્મિક કિરણોની શોધ થઈ. અમે હવે તેમના વિશે વાત કરીશું નહીં અને ફક્ત એટલું જ કહીશું કે તેઓ તે છે જે હવામાં આયનોના પુરવઠાને ટેકો આપે છે. જો કે આયનો સતત વહન કરવામાં આવે છે, કોસ્મિક કણો, કોસ્મિક અવકાશમાંથી ફૂટી, સતત નવા આયનો બનાવે છે.

ચોક્કસ થવા માટે, આપણે એ નોંધવું જોઈએ કે, પરમાણુઓથી બનેલા આયનો ઉપરાંત, અન્ય પ્રકારના આયનો પણ છે. ધૂળના અત્યંત સૂક્ષ્મ કણો જેવા માટીના નાના ઝુંડ હવામાં તરતા રહે છે અને ચાર્જ થઈ જાય છે. તેમને કેટલીકવાર "ન્યુક્લી" કહેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે સમુદ્રમાં તરંગો છાંટા પડે છે, ત્યારે નાના છાંટા હવામાં ઉડે છે. જ્યારે આવા ટીપું બાષ્પીભવન થાય છે, ત્યારે એક નાનું સ્ફટિક હવામાં તરતું રહે છે. આ સ્ફટિકો પછી ચાર્જ આકર્ષી શકે છે અને આયનો બની શકે છે; તેમને "મોટા આયનો" કહેવામાં આવે છે.

નાના આયનો, એટલે કે જે કોસ્મિક કિરણો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, તે સૌથી વધુ મોબાઈલ છે. હકીકત એ છે કે તેઓ ખૂબ જ નાના છે, તેઓ ઝડપથી હવામાં લગભગ , અથવા ની ઝડપે ઉડે છે. મોટા અને ભારે આયનો વધુ ધીમેથી આગળ વધે છે. તે તારણ આપે છે કે જો ત્યાં ઘણા બધા "ન્યુક્લી" હોય, તો તેઓ નાના આયનોમાંથી ચાર્જ અટકાવે છે. પછી, કારણ કે "મોટા આયનો" ક્ષેત્રમાં ખૂબ જ ધીમેથી આગળ વધે છે, એકંદર વાહકતા ઘટે છે. તેથી, હવા વાહકતા ખૂબ જ પરિવર્તનશીલ છે - તે તેના "ક્લોગિંગ" માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ છે. સમુદ્ર કરતાં જમીન પર આ "કચરો" વધુ છે; તે આશ્ચર્યજનક નથી કે દરરોજ, ક્ષણે ક્ષણે, એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ, પૃથ્વીની સપાટીની નજીકની વાહકતા નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે. પૃથ્વીની સપાટીની ઉપરના દરેક બિંદુ પરનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર પણ બદલાય છે, કારણ કે ઉપરથી નીચે તરફ વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ જુદા જુદા સ્થળોએ લગભગ એકસરખો હોય છે, અને પૃથ્વીની સપાટીની નજીકની વાહકતામાં ફેરફાર આ ક્ષેત્રમાં વિવિધતા તરફ દોરી જાય છે.

હવામાં વિદ્યુત પ્રવાહની ઘનતા પ્રતિ ચોરસ મીટર માત્ર થોડા માઇક્રો-માઈક્રોએમ્પીયર જેટલી છે, પરંતુ પૃથ્વી પર આવા ઘણા ચોરસ મીટર છે. પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચતો સમગ્ર વિદ્યુત પ્રવાહ આશરે છે. આ પ્રવાહ, અલબત્ત, "સકારાત્મક" છે - તે પૃથ્વી પર સકારાત્મક ચાર્જ સ્થાનાંતરિત કરે છે. તેથી તે એક વોલ્ટેજ પર એક વર્તમાન હોવાનું બહાર આવ્યું છે. શક્તિ!

આવા મજબૂત પ્રવાહ સાથે, પૃથ્વીનો નકારાત્મક ચાર્જ ટૂંક સમયમાં અદૃશ્ય થઈ જશે. વાસ્તવમાં, આખી પૃથ્વીને છોડવામાં લગભગ અડધો કલાક લાગશે. પરંતુ વાતાવરણમાં વિદ્યુત ક્ષેત્રની શોધ થયાને અડધા કલાકથી વધુ સમય વીતી ગયો છે. તે કેવી રીતે પકડી રાખે છે? તણાવ કેવી રીતે જાળવવામાં આવે છે? અને તે શું અને શું વચ્ચે છે? પૃથ્વી એક ઇલેક્ટ્રોડ પર છે, અને બીજા પર શું છે? આવા અનેક પ્રશ્નો છે.

પૃથ્વી નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે, પરંતુ હવામાં સંભવિત હકારાત્મક છે. પૂરતી ઊંચી ઊંચાઈએ, વાહકતા એટલી મહાન છે કે આડા વોલ્ટેજમાં ફેરફારની સંભાવના શૂન્ય બની જાય છે. હવા, જે સમયના ધોરણે આપણે અત્યારે વાત કરી રહ્યા છીએ તે વાસ્તવમાં વાહકમાં ફેરવાય છે. આ લગભગ ની ઊંચાઈએ થાય છે. આ હજી "આયોનોસ્ફિયર" તરીકે ઓળખાતા જેટલું ઊંચું નથી, જ્યાં સૂર્યના કિરણોમાંથી ફોટોઈલેક્ટ્રીક અસરને કારણે ખૂબ મોટી સંખ્યામાં આયન રચાય છે. અમારા હેતુઓ માટે, વાતાવરણીય વીજળીના ગુણધર્મોની ચર્ચા કરતી વખતે, અમે ધારી શકીએ છીએ કે લગભગ એક ઊંચાઈએ હવા પૂરતા પ્રમાણમાં વાહક બને છે અને ત્યાં એક વ્યવહારિક રીતે વાહક ક્ષેત્ર છે જેમાંથી પ્રવાહો નીચે તરફ વહે છે. બાબતોની સ્થિતિ ફિગમાં દર્શાવવામાં આવી છે. 9.4. સવાલ એ છે કે ત્યાં પોઝિટિવ ચાર્જ કેવી રીતે જાળવવામાં આવે છે. તે બેક અપ કેવી રીતે પંપ કરે છે? કારણ કે તે પૃથ્વી પર વહે છે, પછી તેને કોઈક રીતે પાછું પમ્પ કરવું જોઈએ? લાંબા સમય સુધી આ વાતાવરણીય વીજળીના મુખ્ય રહસ્યોમાંનું એક હતું.

આકૃતિ. 9.4. શુદ્ધ વાતાવરણના વિદ્યુત ગુણધર્મોની લાક્ષણિક લાક્ષણિકતાઓ.

આ બાબત પરની કોઈપણ માહિતી રહસ્યનો સંકેત આપી શકે છે, અથવા ઓછામાં ઓછું અમને તેના વિશે કંઈક કહી શકે છે. અહીં એક રસપ્રદ ઘટના છે: જો આપણે વર્તમાનને માપીશું (અને તે, જેમ આપણે જાણીએ છીએ, સંભવિત ઢાળ કરતાં વધુ સ્થિર છે), તો સમુદ્ર પર કહો, અને સાવચેતીઓના સાવચેતીપૂર્વક પાલન સાથે, ખૂબ કાળજીપૂર્વક દરેક વસ્તુની સરેરાશ કરો અને બધી ભૂલોથી છુટકારો મેળવો. , તો પછી આપણે શોધીએ છીએ કે હજુ પણ કેટલાક દૈનિક ફેરફારો બાકી છે. મહાસાગરો પરના ઘણા માપની સરેરાશમાં ટેમ્પોરલ ભિન્નતા છે જે લગભગ ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે છે. 9.5. વર્તમાન અંદાજે ±15% જેટલો બદલાય છે અને લંડનના સમય મુજબ સાંજે 7 વાગ્યે તેના ઉચ્ચતમ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે. અહીં સૌથી વિચિત્ર બાબત એ છે કે, તમે ગમે ત્યાં વર્તમાન માપો - એટલાન્ટિક, પેસિફિક અથવા આર્ક્ટિક મહાસાગરમાં - તેના પીક અવર્સ એવા છે જ્યારે લંડનમાં ઘડિયાળ 7 વાગ્યા દર્શાવે છે! સમગ્ર વિશ્વમાં વર્તમાન લન્ડન સમયે 19:00 વાગ્યે તેની મહત્તમ અને લઘુત્તમ 4:00 લંડન સમયે પહોંચે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, વર્તમાન ચોક્કસ પાર્થિવ સમય પર આધાર રાખે છે, અને નિરીક્ષણ બિંદુ પર સ્થાનિક સમય પર નહીં. એક સંદર્ભમાં આ બધા પછી એટલું વિચિત્ર નથી; આ અમારા વિચાર સાથે તદ્દન સુસંગત છે કે ખૂબ જ ટોચ પર ખૂબ મોટી આડી વાહકતા છે, જે પૃથ્વી અને ટોચ વચ્ચેના સંભવિત તફાવતમાં સ્થાનિક ફેરફારોને બાકાત રાખે છે. ક્ષમતામાં કોઈપણ ફેરફાર વિશ્વવ્યાપી હોવા જોઈએ, અને તે છે. તેથી, હવે આપણે જાણીએ છીએ કે નિરપેક્ષ પૃથ્વીના સમયમાં ફેરફાર સાથે "ઉપર" વોલ્ટેજ કાં તો વધે છે અથવા 15% ઘટે છે.

આકૃતિ. 9.3. મહાસાગરો પર સ્પષ્ટ હવામાનમાં વાતાવરણીય સંભવિત ઢાળની સરેરાશ દૈનિક વિવિધતા.

સામાન્ય ખ્યાલો

વાહકની વિદ્યુત વાહકતા (વિભાગ 2 જુઓ) અને સેમિકન્ડક્ટર્સ (વિભાગ 3 જુઓ) ની તુલનામાં, ડાઇલેક્ટ્રિક્સની વિદ્યુત વાહકતા અનેક લાક્ષણિક લક્ષણો ધરાવે છે.

બધા ડાઇલેક્ટ્રિક્સ, સમય-અનિવાર્ય વોલ્ટેજના પ્રભાવ હેઠળ, કેટલાક પસાર કરે છે, ખૂબ જ નજીવા હોવા છતાં, વર્તમાન, કહેવાય છે. લિકેજ વર્તમાન (I), જેમાં બે ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે: વોલ્યુમેટ્રિક વર્તમાન () અને સપાટી વર્તમાન () (ફિગ. 4.1).

પરિણામે, ડાઇલેક્ટ્રિક () ની કુલ વાહકતા એ વોલ્યુમ () અને સપાટી () વાહકતાનો સરવાળો છે:

સૂચવેલ વાહકતાના પારસ્પરિક મૂલ્યોને અનુક્રમે વોલ્યુમ () અને સપાટી () પ્રતિકાર કહેવામાં આવે છે.

આગળ લાક્ષણિક લક્ષણડાઇલેક્ટ્રિક્સની વિદ્યુત વાહકતા એ સમય જતાં વર્તમાનમાં ધીમે ધીમે ઘટાડો છે (ફિગ. 4.2). જ્યારે ડાઇલેક્ટ્રિકને વોલ્ટેજ સાથે જોડવામાં આવે છે જે સમય જતાં બદલાતું નથી, ત્યારે પ્રારંભિક સમયગાળામાં સર્કિટમાં ઝડપથી ઘટતો વિસ્થાપન પ્રવાહ (I cm) વહે છે, જેની ઘનતા બરાબર છે:

આ પ્રવાહ 10 13 ... 10 15 સેકન્ડના સમયમાં "સ્રોત-નમૂના" સર્કિટના સમય સ્થિર () ના ક્રમમાં ઘટે છે. એટલે કે, પ્રથમ અંદાજ માટે, આપણે કહી શકીએ કે આ પ્રવાહ ભૌમિતિક કેપેસિટેન્સના ચાર્જિંગ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જો કે, આ પછી કુલ પ્રવાહ બદલાતો રહે છે. આ ઘટાડો ઘણી મિનિટો અથવા તો કલાકો સુધી ટકી શકે છે અને તેના કારણે છે જગ્યા શુલ્કનું પુનઃવિતરણ , તેમજ ધીમી (મોટેભાગે) સ્થાપના અને ઝડપી પ્રજાતિઓધ્રુવીકરણ વર્તમાનના આ ઘટતા ભાગને કહેવામાં આવે છે શોષણ વર્તમાન ().

સમય જતાં, જ્યારે ભૌમિતિક કેપેસીટન્સ ચાર્જ થાય છે, એટલે કે. તમામ પ્રકારના ધ્રુવીકરણની સ્થાપના કરવામાં આવશે, સ્પેસ ચાર્જનું પુનઃવિતરણ થશે, અને સમય જતાં બદલાતો નથી તે વિદ્યુત પ્રવાહ ડાઇલેક્ટ્રિકમાં રહેશે - વર્તમાન (), જે સપાટી અને વોલ્યુમેટ્રિક વિદ્યુત વાહકતાને કારણે છે:

જ્યારે બદલાય છે પ્રતિકારકતાડાઇલેક્ટ્રિક્સ, નમૂનાને થોડા સમય માટે વોલ્ટેજ હેઠળ રાખીને શોષણ પ્રવાહ દૂર કરવો આવશ્યક છે.

તેમના વોલ્યુમેટ્રિક અને સપાટીની વિદ્યુત વાહકતાના સંબંધમાં વિવિધ ડાઇલેક્ટ્રિક્સના તુલનાત્મક મૂલ્યાંકન માટે, નીચેના મૂલ્યોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે: વોલ્યુમેટ્રિક પ્રતિકારકતા (), અને ચોક્કસ સપાટી પ્રતિકાર (). ચોક્કસ અને વોલ્યુમેટ્રિક પ્રતિકારકતાના આધારે, તે નક્કી કરી શકાય છે ચોક્કસ વોલ્યુમ વાહકતા :

અને ચોક્કસ સપાટી પ્રતિકારની દ્રષ્ટિએ - ચોક્કસ સપાટી વાહકતા :

મનસ્વી આકારના ડાઇલેક્ટ્રિક નમૂનાની વોલ્યુમ પ્રતિકારકતા અભિવ્યક્તિમાંથી શોધી શકાય છે:

મનસ્વી આકારના નમૂનાનો વોલ્યુમ પ્રતિકાર ક્યાં છે, ઓહ્મ; - ભૌમિતિક પરિમાણ, મી.

તેથી, સપાટ નમૂના માટે, જેના માટે (વિભાગ 1 જુઓ), પ્રતિકારકતા સમાન છે:

વિસ્તાર ક્યાં છે ક્રોસ વિભાગનમૂના (ઇલેક્ટ્રોડ વિસ્તાર માપવા), m 2 ; - નમૂનાની જાડાઈ, એમ.

વોલ્યુમેટ્રિક વાહકતા() મીટર દીઠ સિમેન્સ () માં માપવામાં આવે છે.

સપાટીની પ્રતિકારકતા (ઓહ્મમાં) અભિવ્યક્તિમાંથી શોધી શકાય છે:

, ………………..(4.6)

નમૂનાની સપાટીનો પ્રતિકાર ક્યાં છે, ઓહ્મ; - ઇલેક્ટ્રોડ્સની લંબાઈ, m; - ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેનું અંતર, એમ.

ચોક્કસ સપાટી વાહકતા સિમેન્સમાં માપવામાં આવે છે.

વાયુઓની વિદ્યુત વાહકતા

વાયુઓની વિદ્યુત વાહકતા તેમાં ચોક્કસ માત્રામાં ચાર્જ થયેલા કણોની હાજરીને કારણે છે. IN સામાન્ય સ્થિતિ 1 m3 માં ચાર્જ થયેલા કણોની સંખ્યા (ગેસ આયનો અથવા સસ્પેન્શનમાં ઘન અને પ્રવાહી અશુદ્ધિઓ) વાતાવરણીય હવાકેટલાંક લાખોથી વધુ નથી.

વાયુઓમાં ચાર્જ કેરિયર્સની ઉત્પત્તિ સમજાવવામાં આવી છે વિવિધ પરિબળો:

· પૃથ્વીનું કિરણોત્સર્ગી કિરણોત્સર્ગ;

રેડિયેશન માંથી પ્રવેશ કરે છે બાહ્ય અવકાશ;

· સૂર્યમાંથી કિરણોત્સર્ગ;

ક્યારેક પરમાણુઓ વગેરેની થર્મલ હિલચાલ દ્વારા.

બોમ્બાર્ડિંગ કણની ઊર્જાને શોષતી વખતે, ગેસનો પરમાણુ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે અને તેમાં ફેરવાય છે હકારાત્મક આયન. આ પ્રક્રિયામાં બહાર પડતું ઈલેક્ટ્રોન તટસ્થ પરમાણુને "ચોંટી જાય છે", નકારાત્મક આયન બનાવે છે.

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, મફત ચાર્જ કેરિયર્સની સાંદ્રતા ખૂબ પહોંચી શકે છે મોટા મૂલ્યો. આ સામાન્ય રીતે ગેસના અણુઓના ફોટોયોનાઇઝેશનને કારણે છે. આવા આયનીકરણ થઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, આયનાઇઝિંગ રેડિયેશનના પ્રભાવ હેઠળ: એક્સ-રે અને ગામા કિરણો, ન્યુટ્રોન પ્રવાહ, વગેરે. ચાર્જ થયેલ આયનો, તેમજ આસપાસના ગેસના પરમાણુઓ કે જેમાં વિદ્યુત ચાર્જ નથી, તે રેન્ડમ થર્મલ હિલચાલમાંથી પસાર થાય છે, અને પ્રસારને કારણે, સાંદ્રતા સમાન થાય છે.

ગેસમાં આયનોનું સંક્રમણ. જ્યારે સકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનો મળે છે, ત્યારે તેઓ ફરીથી જોડાય છે. સ્થિર કિસ્સામાં, જ્યારે સમય જતાં આયનોની સંખ્યામાં ફેરફાર થતો નથી, ત્યારે ચાર્જ થયેલા કણોના ઉત્પાદન અને પુનઃસંયોજનની પ્રક્રિયાઓ વચ્ચે ગતિશીલ સંતુલન સ્થાપિત થાય છે.

ચાલો ગેસની ચોક્કસ વાહકતાની ગણતરી કરીએ. જ્યારે બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનો, ગેસના ઘર્ષણ પ્રતિકારને દૂર કરીને, અનુક્રમે ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે ગતિએ આગળ વધશે:

હકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનોની ગતિશીલતા ક્યાં અને છે.

1 m 3 ગેસમાં હાજર ધન () અને ઋણ () આયનોની સંખ્યા અને 1 s () માં ગેસના 1 m 3 માં પુનઃસંયોજિત આયનોની સંખ્યા વચ્ચેનો સંબંધ નીચે પ્રમાણે રજૂ કરી શકાય છે:

ગેસ આયનોનું પુનઃસંયોજન ગુણાંક ક્યાં છે, m 3 /s. હવા માટે, ઉદાહરણ તરીકે, એમ 3 / સે.

સ્થિર કિસ્સામાં

તેથી .

જો ક્ષેત્રની શક્તિ (E) ખૂબ નાની હોય, જેથી વહેતો પ્રવાહ ગેસમાં આયનોની સાંદ્રતાને બદલી ન શકે, તો વર્તમાન ઘનતા અભિવ્યક્તિ પરથી નક્કી કરી શકાય છે:

તે ધ્યાનમાં લેતા, અમે ગેસની ચોક્કસ વાહકતા માટે અભિવ્યક્તિ મેળવીએ છીએ:

. (4.9)

માં હવાની ચોક્કસ વાહકતા નબળા ક્ષેત્રોલગભગ 10 -15 S/m છે.

સૂત્ર (4.8) થી તે સ્પષ્ટ છે કે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની મજબૂતાઈના નીચા મૂલ્યો પર, જ્યારે , , અને તેને સ્થિર ગણી શકાય, ત્યારે ગેસમાં વર્તમાન ઘનતા લાગુ ક્ષેત્રની શક્તિના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે, એટલે કે. આ શરતો હેઠળ, ઓહ્મનો કાયદો અવલોકન કરવામાં આવે છે (ફિગ. 4.3, વિભાગ 0A). જો કે, આયનોની ડ્રિફ્ટ સ્પીડમાં વધારાને કારણે લાગુ ક્ષેત્રની શક્તિમાં વધુ વધારા સાથે, તેમના પુનઃસંયોજનની સંભાવના ઘટે છે, અને મૂળભૂત રીતે તમામ આયનો ઇલેક્ટ્રોડ તરફ ધસી જશે. આ સંતૃપ્તિ વર્તમાન (વિભાગ AB) છે.

હવા માટે, 0.01 મીટરના ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના અંતર સાથે, સંતૃપ્તિ 0.5 V/m ની ક્ષેત્રીય શક્તિ પર પ્રાપ્ત થાય છે. હવામાં સંતૃપ્તિ વર્તમાન ઘનતા (સામાન્ય સ્થિતિમાં) ખૂબ જ નાની છે અને 10 -14 A/m 2 સુધી પહોંચે છે.

વિભાગ 0AB ને બિન-સ્વ-વાહકતાનો પ્રદેશ કહેવામાં આવે છે, કારણ કે વિદ્યુત વાહકતા (ફ્રી ચાર્જ કેરિયર્સની સાંદ્રતા) બાહ્ય આયનાઇઝર્સની શક્તિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

ચોક્કસ હવા પ્રતિકારનું મૂલ્ય () લગભગ 10 18 ઓહ્મ∙m છે. ક્ષેત્રની શક્તિ V/m (ફિગ. 4.3, વિભાગ BC) માં વધુ વધારા સાથે, પ્રક્રિયાઓને કારણે વર્તમાન ઘનતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે. અસર આયનીકરણ ગેસ ગેપ ના ભંગાણ સુધી મજબૂત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા પરમાણુઓ. એરક્રાફ્ટ વિભાગ કહેવામાં આવે છે સ્વતંત્ર વિદ્યુત વાહકતાનો વિસ્તાર .

પ્રવાહીની વિદ્યુત વાહકતા

પ્રવાહીની વિદ્યુત વાહકતા પ્રવાહી પોતે અથવા તેની અશુદ્ધિઓના અણુઓના વિયોજન દરમિયાન રચાયેલા આયનોને કારણે છે. પરમાણુઓની અસ્તવ્યસ્ત થર્મલ ગતિની ઊર્જામાં વધારો થવાને કારણે, આયનીકરણની ડિગ્રી અને આયનોની સાંદ્રતા વધતા તાપમાન સાથે વધે છે ઘાતાંકીય કાયદો:

, (4.10)

જ્યાં W એ વિયોજન ઊર્જા છે. તેથી ચોક્કસ વાહકતા છે:

જ્યાં n એ આયનનો ચાર્જ છે; અને અનુક્રમે હકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનોની ગતિશીલતા છે; A એ સતત છે.

પ્રવાહી વાહકતાનો લઘુગણક વધતા વ્યસ્ત સાથે રેખીય રીતે ઘટે છે સંપૂર્ણ તાપમાન 1/T (ફિગ.

4.4), જેમ કે માં માલિકીના સેમિકન્ડક્ટર્સ. જો કે, સેમિકન્ડક્ટરથી વિપરીત, જેના માટે , ( બેન્ડ ગેપ છે), પ્રવાહીમાં ઘાતાંક તેમની વિયોજન ઊર્જા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

પ્રવાહીનો વિશિષ્ટ પ્રતિકાર છે:

, (4.12)

જ્યાં B એ અચલ છે.

સમાન કાયદા અનુસાર, પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતા () બદલાય છે. પ્રવાહીની અવલંબન પરમાણુઓના તાપમાન વિયોજનમાં ફેરફાર અને ફેરફાર બંને દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે.

પરમાણુઓનું વિયોજન બિન-ધ્રુવીય પ્રવાહી કરતાં ધ્રુવીય પ્રવાહીમાં વધુ સરળતાથી થાય છે. એ હકીકતને કારણે કે ધ્રુવીય પ્રવાહીની વિયોજન ઊર્જા બિન-ધ્રુવીય પ્રવાહી કરતાં ઘણી ઓછી છે, તેમની વિશિષ્ટ વાહકતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. તેથી, અત્યંત ધ્રુવીય પ્રવાહી માટે (નિસ્યંદિત પાણી, ઇથિલ આલ્કોહોલ, એસીટોન), નબળા ધ્રુવીય માટે (સોવોલ, એરંડા તેલ), બિન-ધ્રુવીય (બેન્ઝીન, ટ્રાન્સફોર્મર તેલ) ઓહ્મ∙m માટે. બિનધ્રુવીય પ્રવાહીમાં, મુખ્ય પદાર્થના પરમાણુઓ વ્યવહારીક રીતે આયનોમાં વિભાજિત થતા નથી, અને તેમની વિદ્યુત વાહકતા ખાસ કરીને ધ્રુવીય પદાર્થોની અશુદ્ધિઓને કારણે છે.

અશુદ્ધિઓ સાથે પ્રવાહી (અને વાયુઓ) માં તે ક્યારેક જોવા મળે છે molion વાહકતા , ની લાક્ષણિકતા કોલોઇડલ સિસ્ટમ્સ , જે પદાર્થોના બે તબક્કાઓનું નજીકનું મિશ્રણ છે; ફોર્મમાં એક તબક્કા સાથે બારીક કણો(ટીપાં, અનાજ, ધૂળના કણો, વગેરે) બીજામાં સમાનરૂપે સસ્પેન્ડ કરવામાં આવે છે. કોલોઇડલ સિસ્ટમ્સમાંથી, તે મોટાભાગે ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટીંગ તકનીકમાં જોવા મળે છે. પ્રવાહી મિશ્રણ (બંને તબક્કાઓ પ્રવાહી છે) અને સસ્પેન્શન (વિખેરાયેલ તબક્કો - નક્કર, વિક્ષેપ માધ્યમ – પ્રવાહી). સો

પ્રવાહી મિશ્રણ અને સસ્પેન્શનની શક્તિ, એટલે કે. બંને તબક્કાઓની ઘનતામાં તફાવતને કારણે જહાજના તળિયે (અથવા સપાટી પર તરતા) વિખરાયેલા તબક્કા વિના લાંબા સમય સુધી ટકી રહેવાની તેમની ક્ષમતા કણોની સપાટી પર વિદ્યુત ચાર્જની હાજરી દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. વિખરાયેલા તબક્કાના (સમાન ચાર્જ સાથે, કણો એકબીજાને ભગાડે છે). વિખરાયેલા તબક્કાના આવા ચાર્જ કણો કહેવામાં આવે છે molions . જ્યારે લાગુ પડે છે કોલોઇડલ સિસ્ટમવિદ્યુત ક્ષેત્ર, મોલિયન્સ ખસેડવાનું શરૂ કરે છે, જે સ્વરૂપમાં વ્યક્ત થાય છે ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ .

ઉદાહરણો વ્યવહારુ ઉપયોગઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ - ધાતુની વસ્તુઓને તેમના સસ્પેન્શનમાંથી રબર અને રેઝિન સાથે કોટિંગ, ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં વિવિધ સામગ્રીનું નિર્જલીકરણ, વગેરે. વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણથી વિપરીત, ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ દરમિયાન નવા પદાર્થોની રચના જોવા મળતી નથી, પરંતુ માત્ર વિખરાયેલા તબક્કાની સંબંધિત સાંદ્રતા જોવા મળે છે. વિવિધ ભાગોપદાર્થનું પ્રમાણ. મોલિયન વિદ્યુત વાહકતા પ્રવાહી વાર્નિશ અને સંયોજનો, ભેજવાળા તેલ વગેરેમાં સહજ છે. વાહકતામાં તેનું યોગદાન, આયનીય વિદ્યુત વાહકતાના યોગદાનની જેમ, પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતા પર આધાર રાખે છે.

ઘન ડાઇલેક્ટ્રિક્સની વિદ્યુત વાહકતા

ડાઇલેક્ટ્રિક્સની વિદ્યુત વાહકતા, સેમિકન્ડક્ટર્સની વિદ્યુત વાહકતાથી વિપરીત, મોટેભાગે ઇલેક્ટ્રોનિક નથી, પરંતુ પ્રકૃતિમાં આયનીય છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં બેન્ડ ગેપ એ છે કે થર્મલ ગતિને કારણે તેમના અણુઓમાંથી માત્ર થોડી સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન અલગ કરી શકાય છે. આયનો ઘણીવાર જાળીના સ્થળો પર નબળા રીતે બંધાયેલા હોય છે, અને તેમના વિક્ષેપ માટે જરૂરી ઊર્જા kT સાથે તુલનાત્મક હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે, NaCl ક્રિસ્ટલ eV માં, અને સોડિયમ આયનને અલગ કરવાની ઊર્જા eV છે. તેથી, ઇલેક્ટ્રોનની ગતિશીલતા () ની તુલનામાં આયનોની ઓછી ગતિશીલતા હોવા છતાં (), મુક્ત આયનોની નોંધપાત્ર રીતે ઊંચી સાંદ્રતાને કારણે આયનીય વાહકતા ઇલેક્ટ્રોનિક વાહકતા કરતાં વધુ હોવાનું બહાર આવ્યું છે:

. (4.13)

ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં ચાર્જ કેરિયર્સ સામાન્ય રીતે નાના આયનો હોય છે, જેની ગતિશીલતા વધુ હોય છે:

હાઇડ્રોજન ધરાવતા સંયોજનોમાં પ્રોટોન (પોલિમરમાં, KH 2 PO 4 જેવા સ્ફટિકો અને હાઇડ્રોજન બોન્ડ સાથેના અન્ય);

· સોડિયમ આયનો (NaCl અને સોડિયમ ધરાવતા કાચમાં), વગેરે.

એ નોંધવું જોઈએ કે તાપમાનમાં ફેરફાર સાથે વિખરાયેલા (પ્લક્ડ) આયનોની સંખ્યા () ઝડપથી બદલાય છે:

, (4.14)

ક્યાં - કુલ સંખ્યા i-th પ્રકારના આયનો; - i-th પ્રકારના આયનની વિયોજન ઊર્જા; kT - થર્મલ ઊર્જા.

ઘન ડાઇલેક્ટ્રિક્સની વિદ્યુત વાહકતા, જેમ કે સેમિકન્ડક્ટર, ઘાતાંકીય કાયદા અનુસાર વધતા તાપમાન સાથે વધે છે:

જો કે, અવલંબન ઘણીવાર માત્ર વાહક સાંદ્રતામાં ઘાતાંકીય વધારાને કારણે થતું નથી (ફિગ. 4.5, b)

પણ વધેલી ગતિશીલતા દ્વારા:

µ~exp(-W n /kT),

જ્યાં W n એ આયનની હિલચાલની ઉર્જા છે, જે એકમાંથી તેનું સંક્રમણ નક્કી કરે છે સંતુલન સ્થિતિબીજાને). આ એ હકીકતને કારણે છે કે આયનોની ડ્રિફ્ટ ગતિશીલતા નાની છે અને તે સંભવિત અવરોધ W n (કહેવાતા "હોપિંગ" વિદ્યુત વાહકતા) દ્વારા અલગ પડેલા છટકુંમાંથી છટકું કૂદીને થાય છે. આવા થર્મલ જમ્પની સંભાવના exp(-W n /kT) (ફિગ. 4.5, a) માટે સીધી પ્રમાણમાં છે.

સામાન્ય રીતે, ડાઇલેક્ટ્રિકમાં વિવિધ પ્રકારના ચાર્જ કેરિયર્સ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, મુખ્ય પદાર્થના આયનો ઉપરાંત, નબળા રીતે બંધાયેલ અશુદ્ધતા આયનો હોઈ શકે છે. આ કિસ્સામાં, વિશિષ્ટ વાહકતા એ સક્રિયકરણ ઊર્જા (W) સાથે આંતરિક વાહકતાનો સરવાળો છે અને અશુદ્ધ વાહકતાસક્રિયકરણ ઊર્જા સાથે (W np):

; (4.16)

સ્થિરાંકોને જોડતો ગુણાંક ક્યાં છે (- i-th વાહકનો ચાર્જ; - i-th વાહકની સાંદ્રતા; - i-th વાહકની ગતિશીલતા); W i સક્રિયકરણ ઊર્જા છે.

વિશાળ તાપમાન શ્રેણીમાં, ચોક્કસ વાહકતા (γ) ના લઘુગણકની અવલંબન પારસ્પરિકસંપૂર્ણ તાપમાન (T) સાથે બે સીધા વિભાગોનો સમાવેશ થવો જોઈએ વિવિધ અર્થોએબ્સીસા અક્ષ તરફ ઝોકનો કોણ (ફિગ. 4.6). વિરામ બિંદુ A થી ઉપરના તાપમાને, વિદ્યુત વાહકતા મુખ્યત્વે તેની પોતાની ખામીઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે - આ પ્રદેશ છે ઉચ્ચ તાપમાન , અથવા પોતાની વિદ્યુત વાહકતા . વિરામ નીચે, વિસ્તારમાં નીચા તાપમાન , અથવા અશુદ્ધિ વિદ્યુત વાહકતા , અવલંબન ખુશામત છે.

વિદ્યુત વાહકતાના નીચા-તાપમાન પ્રદેશનું પુનઃઉત્પાદન કરવું મુશ્કેલ છે, જે મુખ્યત્વે અશુદ્ધિઓની પ્રકૃતિ અને સાંદ્રતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે તેનાથી વિપરીત, આંતરિક વાહકતાનું મૂલ્ય વાહકતા પર આધાર રાખતું નથી અને અશુદ્ધિઓ પર આધારિત નથી, તે સારી રીતે પ્રજનનક્ષમ છે અને છે. ભૌતિક પરિમાણઆ જોડાણની.

તાપમાન કે જેના પર ઇન્ફ્લેક્શન પોઇન્ટ મજબૂત રીતે જોવામાં આવે છે તે સામગ્રીની શુદ્ધતા અને સંપૂર્ણતાની ડિગ્રી પર આધાર રાખે છે. જેમ જેમ અશુદ્ધિઓ અને ખામીઓની સામગ્રીમાં વધારો થાય છે તેમ, અશુદ્ધતા વાહકતા વધે છે અને ઊંચા તાપમાને નોંધપાત્ર બને છે (ફિગ. 4.6). અવલંબન રેખાઓના પ્લોટના ઢોળાવ પરથી, વ્યક્તિ ચાર્જ કેરિયર્સની સક્રિયકરણ ઊર્જા અને તેમની પ્રકૃતિ નક્કી કરી શકે છે.

આયનીય વિદ્યુત વાહકતા પદાર્થના સ્થાનાંતરણ સાથે છે: હકારાત્મક આયનો કેથોડ તરફ અને નકારાત્મક આયનો એનોડ તરફ જાય છે. વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ ખાસ કરીને એલિવેટેડ તાપમાને ઉચ્ચારવામાં આવે છે, જ્યારે ρ નાનું હોય છે અને જ્યારે ઊંચું હોય છે સતત વોલ્ટેજ. ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર પ્રકાશિત પદાર્થના આધારે, ચાર્જ કેરિયર્સની પ્રકૃતિ નક્કી કરી શકાય છે. કેવળ આયનીય વાહકતાવાળા ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં, ફેરાડેનો કાયદો સખત રીતે જોવામાં આવે છે - પસાર થતી વીજળીના જથ્થા અને પદાર્થોની માત્રા વચ્ચેના પ્રમાણનો નિયમ.

કેટલાક ડાઇલેક્ટ્રિક્સ (ઉદાહરણ તરીકે, અન્ય ટાઇટેનિયમ-સમાવતી સિરામિક સામગ્રી) ઇલેક્ટ્રોનિક અથવા છિદ્ર વિદ્યુત વાહકતા દર્શાવે છે. જો કે, વાહકો ઘણીવાર મુખ્ય પદાર્થના ઇલેક્ટ્રોન નથી, પરંતુ અશુદ્ધિઓ અને ખામીઓ છે. ઉચ્ચ-તાપમાન સંશ્લેષણ દરમિયાન ટાઇટેનિયમ ધરાવતા સિરામિક્સમાં તેઓ દેખાય છે નોંધપાત્ર રકમઓક્સિજનની ખાલી જગ્યાઓ જે નબળા બંધાયેલા ઇલેક્ટ્રોન અથવા છિદ્રોનું દાન કરે છે. અવલોકન કરેલ વિદ્યુત વાહકતા તેમના પર આધાર રાખે છે.

સોલિડ છિદ્રાળુ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ, તેમાં ભેજની હાજરીમાં, મિનિટની માત્રામાં પણ, તેમની વિદ્યુત વાહકતા ઝડપથી વધે છે (આકૃતિ 4.7). વળાંકના AB વિભાગમાં, પાણીના અણુઓ અને ડાઇલેક્ટ્રિક અણુઓના વિયોજનની ડિગ્રીમાં ફેરફારને પરિણામે પ્રતિકાર મૂલ્ય ઘટે છે. જલીય દ્રાવણઆયનો માટે. BC વિભાગ સૂકવણી પ્રક્રિયાઓને કારણે થાય છે, અને SD વિભાગમાં, આયનોમાં ડાઇલેક્ટ્રિક પરમાણુઓનું વિયોજન થાય છે.

અમે પ્રમાણમાં ઓછી વિદ્યુત ક્ષેત્રની તાકાત પર ઘન ડાઇલેક્ટ્રિક્સની વિદ્યુત વાહકતાને ધ્યાનમાં લીધી. પૂરતી ઊંચી વિદ્યુત ક્ષેત્રની શક્તિઓ પર, વિદ્યુત વાહકતાનો ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટક ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં દેખાય છે, જે વિદ્યુત ક્ષેત્રની મજબૂતાઈ સાથે ઝડપથી વધે છે, અને તેથી ઓહ્મના કાયદાનું ઉલ્લંઘન જોવા મળે છે. વિદ્યુત ક્ષેત્રની શક્તિ V/m પર, એટલે કે. ભંગાણ ક્ષેત્રની શક્તિની નજીક, ક્ષેત્રની શક્તિ પર વિદ્યુત વાહકતાની અવલંબન પૂલના કાયદાનું પાલન કરે છે:

, (4.17)

સંખ્યાબંધ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ માટે, ફ્રેન્કેલનો કાયદો વધુ સચોટ હોવાનું બહાર આવ્યું છે:

, (4.18)

નબળા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રોમાં વિદ્યુત વાહકતા ક્યાં છે; - ડાઇલેક્ટ્રિકના ગુણધર્મોને દર્શાવતા બિનરેખીયતા ગુણાંક; ઇ - ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની તાકાત.

તે જાણીતું છે કે દબાણ અને તાપમાનની સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં વાયુઓ વીજળીના શ્રેષ્ઠ ઇન્સ્યુલેટર છે, કારણ કે આપણે ઇન્સ્યુલેટેડ ઇલેક્ટ્રોસ્કોપ સાથેના પ્રયોગોમાં ખાતરી આપીએ છીએ, જેના પાંદડા આખા કલાકો સુધી સંતુલન સ્થિતિમાંથી નમેલા રહે છે. હવાને વીજળીનું બિન-વાહક પણ માનવામાં આવતું હતું, અને ઇલેક્ટ્રોસ્કોપ દ્વારા ચાર્જની નબળી ખોટ તેના અપૂર્ણ ઇન્સ્યુલેશન અને ધૂળ અને પાણીની વરાળની હવામાં હાજરી બંનેને આભારી હતી, જે ઇલેક્ટ્રોસ્કોપમાંથી ચાર્જ દૂર કરે છે (વોરબર્ગ, 1872). જો કે, એલ્સ્ટર, કીટેલ અને વિલ્સનના કાર્યએ બતાવ્યું કે વાતાવરણમાં પણ અસંદિગ્ધ વાહકતા છે, અને એબર્ટ અને એમ્ડેનના પ્રયોગોએ એ હકીકત જાહેર કરી કે હવાની વિદ્યુત વાહકતા ઊંચાઈ સાથે ઝડપથી વધે છે, હવામાનશાસ્ત્ર અને અન્ય પરિસ્થિતિઓના આધારે વધઘટ થાય છે. પછી ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ સમક્ષ સમસ્યા ઊભી થઈ: આ વિદ્યુત વાહકતાનું સ્વરૂપ શું છે, અને તે કયા કારણોસર નક્કી કરવામાં આવે છે?

ઘન પદાર્થોની વિદ્યુત વાહકતા અને પ્રવાહી સંસ્થાઓતે બે પ્રકારની હોઈ શકે છે: ધાતુની વિદ્યુત વાહકતા, ધાતુઓ અને અન્ય કેટલીક સંસ્થાઓમાં સહજ, અને ઇલેક્ટ્રોલિટીક વિદ્યુત વાહકતા, મોટાભાગના પ્રવાહીની લાક્ષણિકતા, મુખ્યત્વે મીઠાના ઉકેલો. મેટાલિક વિદ્યુત વાહકતા એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે વાહકના વજનવાળા કણો તેના દ્વારા વીજળીની હિલચાલમાં કોઈ દૃશ્યમાન ભાગ લેતા નથી. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાં, તેનાથી વિપરીત, વીજળીની હિલચાલ પોતે જ પદાર્થના કણોની હિલચાલ સાથે સંકળાયેલી છે. દ્રાવકના પ્રભાવને કારણે અથવા ઉચ્ચ તાપમાનકેટલાક ઈલેક્ટ્રોલાઈટ પરમાણુઓ અલગ થઈ જાય છે, વિપરિત ચિહ્નોની સમાન માત્રામાં વીજળી સાથે ચાર્જ કરાયેલા રાસાયણિક ભિન્ન આયનોમાં તૂટી જાય છે. બાહ્ય પ્રભાવ વિદ્યુત દળોમાત્ર મુક્ત આયનો તેમના પ્રભાવ હેઠળ તેમના શુલ્ક સાથે ગતિને આધિન છે. પછી આયન ચળવળની પ્રક્રિયા થાય છે: ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ આયનો એક દિશામાં નિર્દેશિત થાય છે, ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ રાશિઓ બીજી દિશામાં, જે પ્રવાહીમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહને સ્થાન આપશે, કેથોડમાં હકારાત્મક ચાર્જ અને એનોડ પર નકારાત્મક ચાર્જ સ્થાનાંતરિત કરશે. આયનના દરેક ગ્રામ સમકક્ષ દ્વારા વહન કરવામાં આવતો ચાર્જ તેની પ્રકૃતિથી સ્વતંત્ર છે અને 96,540 કૂલમ્બ સુધી પહોંચે છે.

આમ, આ બે પ્રકારના વિદ્યુત વાહકતા વાયુઓમાંથી કયા પ્રશ્નનો ઉકેલ લાવવાનો હતો. આ પ્રશ્ન અનેક પદ્ધતિઓના અભ્યાસ દ્વારા ઉકેલવામાં આવ્યો હતો જેના દ્વારા વાયુઓને નોંધપાત્ર વિદ્યુત વાહકતા પ્રદાન કરવી શક્ય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે અલ્ટ્રાવાયોલેટ દ્વારા પ્રકાશિત થાય છે અથવા એક્સ-રે, અથવા કેથોડ અથવા એનોડ કણો અથવા કિરણોત્સર્ગી પદાર્થો દ્વારા ઉત્સર્જિત કણોના પ્રભાવ હેઠળ, અથવા, છેવટે, ઉચ્ચ તાપમાનના પ્રભાવ હેઠળ, વાયુઓ વીજળીનું સંચાલન કરવાની મિલકત પ્રાપ્ત કરે છે. ચાર્જ થયેલ ઈલેક્ટ્રોસ્કોપ તેના ચિહ્નને ધ્યાનમાં લીધા વિના તેનો ચાર્જ ગુમાવે છે, આમાંથી એક અથવા બીજા કિરણો તેના પર પડતા જ લગભગ તરત જ. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની વિદ્યુત વાહકતા સાથે સામ્યતા દ્વારા, એવું પણ માનવામાં આવતું હતું કે આવા કિરણોના પ્રભાવ હેઠળ, વિદ્યુત રીતે હકારાત્મક અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરાયેલા કણો તેમના દ્વારા ઘૂસી ગયેલા ગેસમાં દેખાય છે. 1897 - 1903 ના સમયગાળામાં કેમ્બ્રિજમાં કેવેન્ડિશ પ્રયોગશાળામાં જે. થોમસન અને તેમના વિદ્યાર્થીઓ દ્વારા અસંખ્ય પ્રયોગો દ્વારા આ ધારણાની પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી. આ ઇલેક્ટ્રીકલી ચાર્જ થયેલ ગેસ કણોને આયન કહેવામાં આવતું હતું, તેમની ઘટનાની ખૂબ જ પ્રક્રિયાને આયનીકરણ કહેવામાં આવતું હતું, અને કિરણો જે આયનીકરણનું કારણ બને છે તેને ionizers કહેવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોલિટીક આયનો અને ગેસ આયનો વચ્ચેની સામ્યતા અધૂરી હોવાથી, અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ વધુ વખત તેમને "ઇલેક્ટ્રોન કેરિયર્સ" અથવા ટૂંકમાં, "વાહક" કહે છે. છેલ્લે, એર ionizers પણ ઘણા રાસાયણિક છે અને યાંત્રિક પ્રક્રિયાઓ, જેમ કે: દહન, ફોસ્ફરસનું ઓક્સિડેશન, ઘન અથવા પ્રવાહી સપાટી પર પાણીનો ભૂકો અને છંટકાવ વગેરે.

આમ, શંકાનું એક ટીપું પણ બાકી ન હતું કે કોઈપણ ગેસમાં અને વાતાવરણમાં જોવા મળેલી અત્યંત નબળી વિદ્યુત વાહકતા. સારી સ્થિતિમાં, તેમના આયનીકરણમાં એક કારણ છે. આ દૃષ્ટિકોણને ધ્યાનમાં રાખીને, વાતાવરણમાં વીજળીના વિસર્જનની હકીકત તેમજ વિવિધ હવામાનશાસ્ત્ર અને અન્ય પરિસ્થિતિઓ પર તેની નિર્ભરતાને સમજાવવું મુશ્કેલ ન હતું.

એલ્સ્ટર અને જીટેલે પણ આયનીકરણમાં સંખ્યાબંધ કારણોની ભાગીદારી વિશે એક પૂર્વધારણા આગળ મૂકી, અને સૌ પ્રથમ, એક કોસ્મિક કારણ - સૌર કિરણોની ક્રિયા. ચરમસીમા પર લેનાર્ડના પ્રયોગો અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો, એલ્યુમિનિયમ, જસત અને અન્ય ધાતુઓના ગરમ વરાળ દ્વારા ઉત્સર્જિત, વાતાવરણ દ્વારા આ કિરણોનું સૌથી મજબૂત શોષણ શોધ્યું અને અત્યંત મજબૂત ડિગ્રીઆ શોષણના પરિણામે તેનું આયનીકરણ. અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો દ્વારા હવાના આયનીકરણની નીચે પ્રમાણે કલ્પના કરવી જોઈએ: હવાના અણુ દ્વારા તેજસ્વી ઊર્જાના શોષણને કારણે, નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોન બાદમાં છોડી દે છે અને બાકીનું હકારાત્મક આયનમાં ફેરવાય છે. નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોન તટસ્થ હવાના પરમાણુ સાથે જોડાઈને નકારાત્મક આયન બનાવે છે. એ હકીકતને કારણે કે સૌર ફોટોસ્ફિયરમાં ઉપરોક્ત ધાતુઓની ગરમ વરાળ હોય છે, અને વધુમાં, હાઇડ્રોજન, જે ઉત્સર્જન કરે છે જ્યારે સ્પાર્ક સ્રાવઆત્યંતિક અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો, પછી હવાના આયનીકરણમાં સૂર્યની ભાગીદારી વિશે એલ્સ્ટર અને જીટેલની ધારણા અત્યંત બુદ્ધિગમ્ય બની જાય છે. આ ધારણા સમજાવે છે, એકદમ સરળ રીતે, તેના આયનીકરણના અવલોકનો સાથે સંકળાયેલા વાતાવરણમાં અસંખ્ય મહત્વપૂર્ણ ઘટનાઓ, જેમ કે, ઉદાહરણ તરીકે, શિયાળાની સરખામણીએ ઉનાળામાં આયનીકરણની મોટી માત્રા, વાદળછાયું દિવસો કરતાં તડકાના દિવસોમાં, વગેરે.

જો કે, જો આપણે વાતાવરણ દ્વારા અત્યંત અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોના અસામાન્ય રીતે મજબૂત શોષણને ધ્યાનમાં લઈએ, તો તે નિષ્કર્ષ પર આવવાની જરૂર પડશે કે વાસ્તવમાં સૂર્યના અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો દ્વારા સીધું આયનીકરણ ફક્ત મોટા ભાગના વિસ્તારોમાં જ થાય છે. ઉપલા સ્તરો. હવાના સમાન ઉપલા સ્તરો દેખીતી રીતે સંખ્યાબંધ અન્ય કોસ્મિક કારણો દ્વારા આયનોઇઝ્ડ છે, એટલે કે બોમ્બાર્ડમેન્ટ કોસ્મિક ધૂળ, સૌર ઈલેક્ટ્રોન વિકિરણ વગેરે. આયન માત્ર પ્રસરણને કારણે નીચલા સ્તરોમાં પ્રવેશી શકે છે અથવા સતત ચડતા અને ઉતરતા હવાના પ્રવાહો દ્વારા દૂર લઈ જઈ શકે છે. પરંતુ હવાના નીચલા સ્તરોના આયનીકરણને સમજાવવા માટે, આ નિષ્કર્ષ તેના સ્ત્રોતની સમાપ્તિ પછી આયનીકરણના ઝડપી અદ્રશ્ય થવાની હકીકતમાં પણ મુશ્કેલીઓનો સામનો કરે છે. ડાઉનડ્રાફ્ટ્સની ધીમી હિલચાલને કારણે, ઉપરની આયનાઇઝ્ડ હવા દેખીતી રીતે જ પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચશે જ્યારે તેનું તમામ આયનીકરણ લાંબા સમય સુધી અદૃશ્ય થઈ ગયું હોય. તેથી, વાતાવરણના નીચલા સ્તરોના આયનીકરણને સમજાવવા માટે, તેના અન્ય સ્ત્રોતની વિચારણા તરફ વળવું જરૂરી છે - વાતાવરણીય હવાની કિરણોત્સર્ગીતા, જે સૌર કિરણોત્સર્ગ સાથે જાણીતા જોડાણમાં છે અને તેથી, તેના પર આધાર રાખે છે. સનસ્પોટ રચનાનો સમયગાળો.

અમે એર રેડિયોએક્ટિવિટીની શોધ એલ્સ્ટર અને જીટેલને આભારી છીએ. તેઓએ તેમના બગીચામાં 10-મીટર તાંબાના વાયરને બે ઇન્સ્યુલેટર પર ખેંચ્યા અને ઇલેક્ટ્રિક બેટરીનો ઉપયોગ કરીને તેના પર બે કલાક સુધી ઉચ્ચ વોલ્ટેજ જાળવી રાખ્યું. નકારાત્મક સંભવિત. અભ્યાસના પરિણામે, તેઓને ખાતરી થઈ કે વાયર કિરણોત્સર્ગી બની ગયો છે. કાગળ અથવા કપાસના ઊનનો ઉપયોગ કરીને વાયરમાંથી રેડિયોએક્ટિવિટી દૂર કરી શકાય છે અને, સળગ્યા પછી, રાખમાં રહે છે, જે ફોટોગ્રાફિક પ્લેટને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે અથવા બેરિયમ પ્લેટિનમ સાયનાઇડ સાથે કોટેડ સ્ક્રીનના ફોસ્ફોરેસેન્સનું કારણ બને છે. કૃત્રિમ વિદ્યુતીકરણ દ્વારા વાયરનું સક્રિયકરણ મેળવવાને બદલે, તે પૃથ્વીના વિદ્યુત ક્ષેત્રની ક્રિયા દ્વારા મેળવી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે પર્વતની ટોચ પર, ટાવર પર, વગેરે. વધુ અવલોકનોએ અન્યની હાજરી સ્થાપિત કરી છે. કિરણોત્સર્ગી તત્વો, થોરિયમ અને દરિયાઈ એનિમોન, અને વિવિધ હવામાનશાસ્ત્ર અને ભૂ-ભૌતિક પરિબળો સાથે તેમના જથ્થાનો સંબંધ પણ શોધી કાઢ્યો. માર્ગ દ્વારા, એ જ વૈજ્ઞાનિકોએ હકીકત જણાવ્યું કે ભોંયરાઓ, ગુફાઓ અને અંધારકોટડીમાં હવા ઘણી ઊંચી ડિગ્રી સુધી આયનાઈઝ્ડ છે. વધુ હદ સુધીપૃથ્વીની સપાટી ઉપરની હવા કરતાં. અમુક કૃત્રિમ રીતે જમીનમાંથી કાઢવામાં આવેલી હવા ખાસ કરીને અત્યંત આયનાઈઝ્ડ હોવાનું બહાર આવ્યું છે. તેમાં ડૂબેલા ચાર્જ્ડ વાયરને કામચલાઉ કિરણોત્સર્ગીતાની મિલકત આપવા માટે આવી હવાનો પ્રમાણમાં ઓછો જથ્થો પૂરતો છે. નકારાત્મક વીજળી. આવી હવામાં રહેલું ઈલેક્ટ્રોસ્કોપ થોડી મિનિટોમાં જ ડિસ્ચાર્જ થઈ ગયું. તેથી, એવી ધારણા કરવી સ્વાભાવિક હતી કે શું વાતાવરણીય હવાની કિરણોત્સર્ગીતા કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોના મિશ્રણ અને જમીનમાંથી તેના ઉત્સર્જનને કારણે થાય છે? અને કારણ કે આ કિરણોત્સર્ગી, બદલામાં, હવાના આયનીકરણનું કારણ બને છે, તે નિષ્કર્ષ પર આવવું જરૂરી છે કે વાતાવરણીય હવાના નીચલા સ્તરોના આયનીકરણના સ્ત્રોતોમાંથી એક ચોક્કસપણે જમીનમાં જોવા મળતા કિરણોત્સર્ગી સિદ્ધાંતો છે. જો કે, એવું માનવા માટેનું કારણ છે કે હવાની રેડિયોએક્ટિવિટી સંખ્યાબંધ જટિલ અને કારણે છે વિવિધ પ્રક્રિયાઓ, સામાન્ય રીતે પ્રકૃતિમાં બનતું હોય છે, અને તેથી તે ઊર્જાના સ્વરૂપોમાંનું એક છે.

તમામ મુશ્કેલી હોવા છતાં આ મુદ્દોઅને વાતાવરણીય હવાના આયનીકરણમાં જમીનની કિરણોત્સર્ગીતા અને સૌર કિરણોત્સર્ગની ભૂમિકાને અલગ પાડવાની મુશ્કેલી, તેમ છતાં હવાના આયનીકરણની ડિગ્રીમાં દૈનિક અને વાર્ષિક ભિન્નતા સૂર્યના કિરણોને આભારી છે. શિયાળાની સરખામણીમાં ઉનાળામાં વધુ હવાનું આયનીકરણ સારું હવામાનવાદળછાયા વાતાવરણની તુલનામાં, જો આપણે ઉનાળામાં અને સ્વચ્છ હવામાનમાં જમીનના મજબૂત ઇન્સોલેશનને ધ્યાનમાં લઈએ તો તે તદ્દન સંતોષકારક રીતે સમજાવી શકાય છે. આ પરિબળો વધુ તીવ્ર અને વધુ નક્કી કરે છે મફત સંચારમાટી હવા અને વાતાવરણીય. કદાચ આ જ કારણોને હવાના આયનીકરણમાં દૈનિક વધઘટને સમજાવવાની જરૂર છે, જે કેટલાક હવામાનશાસ્ત્રના ઘટકોની વધઘટ સાથે સંમત છે.

એ નોંધવું જોઇએ કે સામાન્ય સ્થિતિમાં વાતાવરણીય હવામાં સમાયેલ સકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનોની સંખ્યા તેની સરખામણીમાં ઘણી ઓછી છે. સંપૂર્ણ સંખ્યાતેના પરમાણુઓ. જેમ જાણીતું છે, 1 માં ઘન સેન્ટીમીટરદબાણ અને તાપમાનની સામાન્ય સ્થિતિમાં ગેસમાં લગભગ 30 * 10 18 (30 ટ્રિલિયન) પરમાણુઓ હોય છે. તે જ સમયે, સમાન વોલ્યુમમાં રકમ સરેરાશ 800-1000 છે. આયનોની આ સંખ્યા વર્ષ અને દિવસના સમય અનુસાર સંપૂર્ણ રીતે બદલાય છે, જે ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય, ભૌગોલિક અને હવામાનશાસ્ત્રીય પરિસ્થિતિઓ અને હવામાન તત્વોના માર્ગ પર આધારિત છે: ઉદાહરણ તરીકે, ઉનાળામાં આયનોની સંખ્યા શિયાળા કરતાં ઘણી વધારે હોય છે, સ્પષ્ટ રીતે અને શુષ્ક હવામાન વરસાદી વાતાવરણ અને વાદળછાયું વાતાવરણ કરતાં વધુ, ધુમ્મસ સાથે તે શૂન્ય થઈ જાય છે.
એક અત્યંત રસપ્રદ પ્રશ્ન એ છે કે શું વાતાવરણીય હવાના આયનીકરણની ડિગ્રીમાં વધઘટ છે કે જે લાંબો સમયગાળો- સૂર્યની પ્રવૃત્તિમાં સમાન સમયગાળા સાથે સંકળાયેલ 11-વર્ષનો સમયગાળો. કમનસીબે, મારે એ હકીકત જણાવવી જ જોઈએ કે વાતાવરણીય હવાના આયનીકરણની ડિગ્રીના સમૂહ અને દૈનિક માપનના અભાવને લીધે, આ મુદ્દો હજુ સુધી ઉકેલાયો નથી. દરમિયાન, આના પ્રાયોગિક નિરાકરણની જરૂર છે મહત્વપૂર્ણ મુદ્દોજીવવિજ્ઞાન દ્વારા અને વાતાવરણના આયનીકરણમાં આવા સમયગાળાના અસ્તિત્વ વિશેની પોતાની ધારણાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

જેમ જાણીતું છે, વધેલી સૌર પ્રવૃત્તિના યુગમાં, પૃથ્વી પર વહેતી સૌર તેજસ્વી ઊર્જાનું પ્રમાણ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. આનાથી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અથવા રૂપમાં પૃથ્વી પર ઊર્જાનો પ્રવાહ વધ્યો કોર્પસ્ક્યુલર રેડિયેશન, કોઈ શંકા વિના, ભૌતિક-રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓની તીવ્રતામાં વધારો કરે છે પૃથ્વીનો પોપડોઅને વાતાવરણ.

નોડોને તેના વિચિત્ર પ્રયોગોના પરિણામો પ્રકાશિત કર્યા જે દર્શાવે છે કે કિરણોત્સર્ગી કિરણોત્સર્ગ નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી છે સૂર્ય કિરણોજેમાં ખાસ ઓર્ડરનું રેડિયેશન હોય છે. આ બાદમાં દ્વારા ભેદવું પાતળું પડલીડ અને અન્ય ધાતુઓ, અને ધાતુઓ દ્વારા વધુ મજબૂત રીતે શોષાય છે, જે ધાતુમાંથી સ્ક્રીન બનાવવામાં આવે છે તેના પરમાણુ વજન જેટલું વધારે છે. આ કિરણોની અસર વધેલી સૌર પ્રવૃત્તિના સમયગાળા દરમિયાન સૌથી વધુ નોંધનીય છે. જો, તેથી, ડિગ્રી કિરણોત્સર્ગી કિરણોત્સર્ગ, હવામાં, સૂર્યની વધેલી પ્રવૃત્તિના સમયગાળા દરમિયાન વધે છે, પછી, પરિણામે, વાતાવરણીય હવાનું આયનીકરણ પણ તે જ સમયગાળામાં વધવું જોઈએ.

વાતાવરણમાં કિરણોત્સર્ગી ઉત્સર્જનની હાજરી પૃથ્વીની સપાટી પર સ્થિત ખડકોના પ્રકાશનને આભારી છે. જો કે, બોન્ગાર્ડ દ્વારા લિન્ડેનબર્ગમાં સ્ટીલના 5 થી 15 મીટર લાંબા વાયરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવેલા અવલોકનો, સાપમાં 4000 મીટરની ઉંચાઈ સુધી વધતા, પૃથ્વીની સપાટી પરના બેરોમેટ્રિક દબાણ અને સ્તરના તાપમાન પર ઉત્સર્જનની સંખ્યાની નિર્ભરતાને પુષ્ટિ આપે છે. હવા જેમાં વાયર સ્થિત હતો. વધુમાં, બોન્ગાર્ડે 27 - 28 દિવસના સમયગાળા સાથે ઉત્સર્જનમાં ફેરફારોની સામયિકતા નોંધી. બોન્ગાર્ડે આ સામયિકતાનું કારણ સૂર્યની પ્રવૃત્તિને આભારી છે, ત્યારથી ઉલ્લેખિત સમયગાળોલગભગ સમયગાળાની સમાનતેનું પરિભ્રમણ. ફિલિપાઈન ટાપુઓ પર મનિલામાં કરવામાં આવેલા કિરણોત્સર્ગી ઉત્સર્જનના જથ્થાના એક સાથે અવલોકનોએ 27-28 દિવસનો સમયગાળો આપ્યો હતો. સૂર્યના કેલ્શિયમ વાદળોના સ્પેક્ટ્રોહેલિયોગ્રામ્સ સાથે આ બે બિંદુઓ પર મેળવેલા ડેટાની તુલના કરીને, બોન્ગાર્ડે તારણ કાઢ્યું કે આપણા વાતાવરણમાં શોધાયેલ ઉત્સર્જનનો સ્ત્રોત સૌર પ્રવૃત્તિ છે.

પૃથ્વીની સપાટી પર Stoletov-Hallwachs અસરની હાજરીની નોંધ લેવી પણ જરૂરી છે. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે કેટલીક ધાતુઓ ડાયરેક્ટના સંપર્કમાં આવે ત્યારે ઝડપથી તેમના નકારાત્મક ચાર્જ ગુમાવવાની મિલકત ધરાવે છે સૂર્યપ્રકાશ. જ્યારે ધાતુની પ્લેટ ચાર્જ થતી નથી ત્યારે પણ તે ઉત્સર્જન કરે છે નકારાત્મક કિરણો, આમ સકારાત્મક ચાર્જ લે છે. આ ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર સૂર્યના કયા કિરણોને આભારી હોવી જોઈએ? સ્પેક્ટ્રમના દૃશ્યમાન ભાગમાંથી, માત્ર એક વાયોલેટ ભાગ સમાન અસર ધરાવે છે. ચોક્કસ સંશોધન દ્વારા, એવું જાણવા મળ્યું હતું કે સંખ્યાબંધ ખનિજો, મુખ્યત્વે ફેલ્ડસ્પાર અને ગ્રેનાઈટ, પણ આ કિરણોત્સર્ગના પ્રભાવ હેઠળ ફોટોઈલેક્ટ્રીક અસર દર્શાવે છે. આ આધારે, એલ્સ્ટર અને ગીટેલે સૂચવ્યું કે જ્યારે સૂર્યપ્રકાશના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે પૃથ્વીની સપાટી પરના ઘણા ખડકાળ ખડકો નકારાત્મક ચાર્જ હવામાં નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોન છોડે છે. આ બાદમાં, જો યોગ્ય પરિસ્થિતિઓ અસ્તિત્વમાં હોય, તો તે પૃથ્વીની સપાટીના વાતાવરણનું પણ આયનીકરણ કરી શકે છે.

હવાના આયનીકરણની ડિગ્રી અને સ્પોટ રચના પ્રક્રિયા વચ્ચેનું જોડાણ વાતાવરણમાં અસંખ્ય ભૌતિક ઘટનાઓમાં મળી આવ્યું હતું. સૌ પ્રથમ, આ જોડાણ ખૂબ જ સ્પષ્ટ રીતે રેડિયો ટ્રાન્સમિશન પરિસ્થિતિઓના વધઘટમાં પ્રગટ થયું હતું. આ ionization અસર પ્રાપ્ત થાય છે સૈદ્ધાંતિક સમજૂતીમેક્સવેલ-હર્ટ્ઝ સમીકરણોમાં, કારણ કે આયનીકરણ, જેમ આપણે ઉપર જોયું તેમ, હવાની વિદ્યુત વાહકતા નક્કી કરે છે. આમ, સારી રીતે સંચાલિત માધ્યમમાં પ્રસરી રહેલા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો પાત્ર પ્રાપ્ત કરે છે ભીના ઓસિલેશન, અને તેમને લઘુગણક ઘટાડોવિદ્યુત વાહકતાની ડિગ્રીના સીધા પ્રમાણમાં એટેન્યુએશન વધે છે.

હકીકત એ છે કે દિવસ દરમિયાન હવાનું આયનીકરણ નોંધપાત્ર વધઘટને આધિન છે, સૂર્યપ્રકાશની શક્તિ અને તીવ્રતાને આધારે, રેડિયો ટ્રાન્સમિશન પણ આ પરિબળ પર આધારિત છે. ખરેખર, પૃથ્વીની સપાટી પર ગમે ત્યાં વાતાવરણનું આયનીકરણ દિવસ અને રાત્રિના સમય પર આધાર રાખે છે અને સામાન્ય રીતે દિવસના મધ્યમાં વધે છે અને પછી તે ફેલાય છે તે સ્પષ્ટ છે; ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોપ્રતિનિધિત્વ કરવું જોઈએ સામયિક કાર્યએક દિવસના સમાન સમયગાળા સાથેનો સમય. આયનીકરણની મુખ્ય મહત્તમ બે થી ચાર કલાક સુધી જોવા મળે છે, અને લઘુત્તમ સવારે અને સાંજે અવલોકન કરવામાં આવે છે. પર ionization અને વિદ્યુત વાહકતા પ્રભાવ થી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પંદનોમુખ્યત્વે તેમની ઊર્જાના નબળા પડવાને અસર કરે છે, પછી સંપૂર્ણ સૈદ્ધાંતિક વિચારણાઓથી પણ તે તારણ કાઢવું મુશ્કેલ ન હતું કે રેડિયો ટ્રાન્સમિશન દિવસ દરમિયાન અને ઓછામાં ઓછા રાત્રે, તેમજ સાંજે અને સવારે સૌથી મુશ્કેલ હશે. વાસ્તવમાં, માર્કોની એ હકીકતની નોંધ લેનારા સૌપ્રથમ હતા કે રાત્રે રેડિયો સિગ્નલની શ્રવણતા અને ટ્રાન્સમિશન અંતર બંને નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. આ હકીકત પછીથી હજારો નિરીક્ષકો દ્વારા પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી. વધુમાં, તે કલાકો દરમિયાન જ્યારે સૂર્ય ઉગે છે અને અસ્ત થાય છે, જેના કારણે અચાનક ફેરફારતેના પ્રકાશિત અને અપ્રકાશિત ભાગો વચ્ચેના સીમા પ્રદેશની નજીક આવેલા વાતાવરણના સ્તરોનું આયનીકરણ, આપણે આયનોઇઝ્ડ સ્તરોની સાતત્યના ઉલ્લંઘનના પ્રભાવને શોધી કાઢવો જોઈએ. આ સંજોગો, બદલામાં, રેડિયો રિસેપ્શનને અસર કરશે, જે ખરેખર સામાન્ય રીતે કેસ છે. તે જ સમયે, સંશોધકોનું ધ્યાન એ હકીકત દ્વારા આકર્ષવામાં આવ્યું હતું કે સ્પોટ રચનાના પ્રભાવ હેઠળ રેડિયો તરંગના સ્વાગતની ગુણવત્તા નોંધપાત્ર રીતે બગડે છે. આ હેતુ માટે કરવામાં આવેલા અવલોકનોએ સ્થાપિત કર્યું કે પસાર થવાના દિવસોમાં સનસ્પોટ્સસૂર્યના મધ્ય મેરિડીયન દ્વારા, રેડિયો તરંગોનું સ્વાગત સામાન્ય રીતે તેની મુશ્કેલી પ્રત્યે નોંધપાત્ર વિસંગતતાઓમાંથી પસાર થાય છે. આ ઘટનાસાથે કામ કરતી વખતે સૌથી વધુ અસર કરે છે લાંબા તરંગો, જેમ કે વોશિંગ્ટનમાં પિકાર્ડના અવલોકનો દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું હતું, જે, જોકે, સૈદ્ધાંતિક વિચારણાઓ અનુસાર અપેક્ષિત હતું. ઑસ્ટિનને માસિક રેડિયો રિસેપ્શન સૂચકાંકો અને સૌર કિરણોત્સર્ગ વચ્ચે પણ ગાઢ સંબંધ જોવા મળ્યો.

છેલ્લે, વાતાવરણીય વીજળી પર સૂર્યગ્રહણની અસર નક્કી કરવાના પ્રયાસો કરવામાં આવ્યા હતા, ઉદાહરણ તરીકે 1900, 1905, 1912, 1914 અને 1927માં. નોર્ડમેને 1905 માં અલ્જેરિયામાં કુલ ગ્રહણના તબક્કાની શરૂઆતના લગભગ 3/4 કલાક પછી વાહકતા લઘુત્તમ અવલોકન કર્યું હતું. અન્ય સંશોધકો પણ વાતાવરણની વાહકતા પર આ કોસ્મિક ઘટનાના પ્રભાવ વિશે નિષ્કર્ષ પર આવ્યા છે. રેડિયો ટ્રાન્સમિશન પર સૂર્યગ્રહણની અસર પર અવલોકનો કરવામાં આવ્યા હતા.