home | login | register | DMCA | contacts | help | donate |      

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


my bookshelf | genres | recommend | rating of books | rating of authors | reviews | new | форум | collections | читалки | авторам | add

реклама - advertisement





Из записной книжки Дедала

Согласно теории фотоэффекта, один фотон может выбить из капли один электрон. Это утверждение проверено на практике — вспомним классический опыт Милликена по определению заряда электрона с помощью капелек жидкости, заряженных под действием излучения. Первый ионизационный потенциал молекулы воды равен I = 12,56 эВ = 2,0 x 10-18Дж; соответственно для выбивания электрона из молекулы воды необходим фотон с частотой выше v = I/h = 3x1015 Гц (h = 6,626x10-34 Дж•с — постоянная Планка), что соответствует ультрафиолетовой области спектра: = c/v = 100 нм.

Какая интенсивность излучения необходима для конденсации паров воды в облаке? Допустим, облако образовалось за счет охлаждения насыщенного водяными парами воздуха от 20°С (плотность насыщающих паров равна 0,017 кг/м3) до 10°С (плотность насыщающих паров равна 0,009 кг/м3). Тогда количество воды, сконденсировавшейся в капли тумана, составит (в расчете на 1 м3 объема) М = 0,017 - 0,009 = 0,008 кг/м3. Если предположить, что каждая капелька имеет диаметр 3 мкм (т.е. r = 1,5 x 10-6) и плотность ее составляет 1000 кг/м3, то масса капли равна m = 4r3/3, а число капель в 1 м3 облака n = М/m = 3М/4r3 = 3 x 0,008/4 x 3,14 x (1,5 x 10-6)3 x 1000 = 5 x 1011.

Каждый фотон излучения, выбивающий электрон из капли, заставляет две капли сливаться в одну, уменьшая общее число капель на единицу. Таким образом, чтобы вызвать слияние всех капель, требуется n фотонов на 1 м3. Иначе говоря, для превращения в дождь C м3 облака в секунду, необходим поток излучения, равный Vn фотонов в секунду. Если энергия фотона равна I, а С принять равным 105 м3/с, то требуемая мощность излучения составит

P = СnI = 105 x 5 x 1011 x 2 x 10-18 = 0,1 Вт!

Даже с учетом низкой эффективности процесса мощности в несколько ватт заведомо достаточно для обработки огромного объема облака.

Какое количество осадков выпадет в результате воздействия лазера? Предположим, что мы направим плоский пучок излучения шириной 100 м на облако толщиной 100 м и будем перемещать его со скоростью 10 м/с. В таком случае за 1 с луч вызывает конденсацию паров в объеме облака, равном С=105 м3/с (что как раз совпадает с допущением, сделанным выше), и искусственный дождь выпадает, допустим, на площади А = 100 x 1 = 100 м2. Секундный объем осадков равен V= CM/, что соответствует слою толщиной x = V/A = CM/A = 105 x 0,008/(1000 x 100) = 0,008 м/с = 288 см/ч.

[Для сравнения укажем, что на широте Москвы ежегодно выпадает осадков примерно 60 см в год. — Перев.]

Нетрудно видеть, что подобный искусственный дождь как нельзя лучше подходит для заполнения водой прудов, каналов и т. д. А обеспечив высокую прицельность искусственного дождя, мы значительно облегчим работу пожарных.


Лазер против облаков | Изобретения Дедала | Ржавые доспехи