A 回答 (4件)
- 最新から表示
- 回答順に表示
No.4
- 回答日時:
No1です。
電磁気学にお詳しいようですね。
>雨雲で電波が反射されるのは、帯電や電離が原因では無くて、伝播経路の特性インピーダンスの不整合によるものだと理解していました
インピーダンス不整合の電磁波干渉の話は、よく教科書に載っていますね。インピーダンスは、私の理解では固体の導線などにおいての「マクロ的」な概念です。気体や、それに準じた系に適用可能かどうかは知りません(直感的には出来ないと思います)。
雨雲レーダーについては、確かそんな感じだったカナ?と思っていましたが、調べてみると、単に雨粒自体を観測してるようですね。
http://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/radar/kaise …
放電時間については、なんとも。イメージ的には難しいように思いますが、質問者さんの言われる通りかもしれません。
逆バイアスは、プラズマ以外の影響を排除するためですね。電源切っただけではプラズマ化しなかったイオンの作用を打ち消せないんじゃないかな?と思っただけです。実際どうなのかはわかりません。
ご回答ありがとうございます。しかし感覚的な隔たりがあるようです。
電波伝播において、電界と磁界の比を特性インピーダンスと呼ぶのは極く普通の事だと思いますよ。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%B9%E6%80%A7% …
そこにも「電磁波の特性インピーダンスは、真空を含む誘電体 (通常は大気等) における電磁波の伝播に関する概念である。」と記されています。
たとえ雷雲規模であってもその帯電の密度は僅かなものです。一辺 100m の立方体に、仮に 100 [C] 帯電したとしましょう。イオン化している分子の比率は 10のマイナス10乗のオーダーになりませんか。しかも電子はマイナスイオンとして捕捉され、慣性質量を増している。このような状態では配向分極比誘電率80の水粒を上回る効果を電波に与える事はできないでしょう。
一方で、稲妻は非常に高い密度の電離で、かつ電子が遊離しています。花火の燃焼ガスもそうだと思うのです。
No.3
- 回答日時:
No1です。
最初の説明じゃよくわかりませんね。ごめんなさい。稲妻がプラズマを起こして・・・というのでしたら話が逆です。
静電気が蓄積することによって電位差が発生し、その影響で大気がプラズマ化した結果、稲妻という放電が発生するだけです。
加えて、稲妻が大地と接点を作ってしまいますのでイオン化が解かれ、プラズマは指数関数的に減衰します。
ミリセコンドオーダーですので、ほぼ一瞬で電位が平衡状態になりますよね。
プラズマですので、内部の電子は当然励起されており、それによって周囲の大気をイオン化することはありえます。ですが、時間がミリですし、そのプラズマ以外の継続的な要因(プラズマが発生する状況を作り出している電位差)が大気のイオン化を行なっていますので、区別ができません。
流星散乱は持続的に行われ、他の要因が存在しないために観測出来るものです。稲妻とは違います。
ですのでアクティブレーダーを使って稲妻自体を観測する試みは行われていないはずです。これで回答になりますでしょうか。
人工的に稲妻を作り出し、光った瞬間に逆バイアスをかけて電位差を打ち消し、高感度なレーダーを用いて稲妻自体のプラズマを観測することは原理的には可能です。何の意味があるか分からないので、誰もしないと思いますが・・・。
ご回答ありがとうございます。No1にいただいた文章を含め、いくつか確認したい事があります。
>まず電離現象ですが、基本的に電荷(陰陽問わず)の蓄積(電圧)によって発生します。電離現象の発生している点では電磁波が干渉することはご存知のとおりです。
>この仕組を使って、雨雲を観測するレーダーがありますよね。
「この仕組」という展開が釈然としません。雨雲で電波が反射されるのは、帯電や電離が原因では無くて、伝播経路の特性インピーダンスの不整合によるものだと理解していましたが違うのでしょうか。単に水滴の誘電分極により、その空間の誘電率が乾燥大気と異なる為だと思いますが、如何でしょう。
>稲妻がプラズマを起こして・・・というのでしたら話が逆です。
>静電気が蓄積することによって電位差が発生し、その影響で大気がプラズマ化した結果、稲妻という放電が発生するだけです。
「稲妻がプラズマを起こす」というニュアンスの記述はしていないつもりです。稲妻そのものがプラズマですよね。良導体で、金属のように電波を反射しても不思議はなさそうです。
代表的主放電は100μs 程度と短時間でしょうが、数十ms 間隔での多重雷撃は、経路の電離が即座に中和されていない証でしょうし、また冬季雷には数百ms の持続放電があると聞きます。このような継続時間の良導体が存在すればエコーとして観測されそうに思えるのです。
>人工的に稲妻を作り出し、光った瞬間に逆バイアスをかけて電位差を打ち消し、高感度なレーダーを用いて稲妻自体のプラズマを観測することは原理的には可能です。
この逆バイアスの目的について、ご説明願えないでしょうか。
No.1
- 回答日時:
こんばんは。
電波を反射する、というとアクティブレーダーということでしょうか。
まず電離現象ですが、基本的に電荷(陰陽問わず)の蓄積(電圧)によって発生します。電離現象の発生している点では電磁波が干渉することはご存知のとおりです。
この仕組を使って、雨雲を観測するレーダーがありますよね。
では稲妻はどうかですけど、メカニズムを考えれば分かると思います。
雷の電位から発生する静電界強度では空気が絶縁破壊しますので電気の通り道が出来、結果としてデンドライト形状の稲妻が生まれます。この経路では電荷の蓄積は起こりません。蓄積がないのなら稲妻自体が起こす電離はありえないことになりますので、稲妻が電磁波に干渉することもないはずです。
空気は理想気体ではありませんから、絶縁破壊しても抵抗は失わず、実際には電離しますが、雨雲内で起きている状態に比べれば微々たるものでしょう。
ですので、アクティブレーダーで観測することは出来なくはないけれど、現実的ではない、という答えになると思います。雷レーダーと俗に呼ばれるものは静電界強度自体を測定しています。
打ち上げ花火はどうでしょう?いろいろな要素が絡みますよね。こちらはよくわからないです。
ご回答ありがとうございます。
「蓄積」がご意見のキーワードかと拝読しましたが、真意が掴めませんでした。すみません。私の関心は、大地と雲の帯電では無く、稲妻のプラズマとしての良電導状態です。流星散乱通信のように電波の反射が見られるかが興味の対象です。
確かにご紹介の雷レーダーは紛らわしいですね。この質問はマイクロ波のレーダーエコーに関するものです。表題どおりの素朴な疑問であって、応用を意識したものではありません。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- その他(自然科学) 電磁波の周波数と熱について教えて下さい。 電磁波の波長とエネルギーについて、雑学として興味があります 6 2022/04/18 20:00
- 物理学 電子レンジが物を加熱する仕組みについて 吸収できるエネルギーに限界値はあるのか知りたい。 表題の通り 4 2022/05/06 20:10
- 物理学 電磁波の特徴おしえてください。誘電率と透磁率に対する周波数・波長の関係を教えてください。 2 2022/10/01 12:19
- 写真 携帯で花火の動画を綺麗に撮りたいです 2 2023/08/07 02:56
- 邦画 プライムビデオで見れるオススメの日本映画を教えて下さい。友達とこの頃映画をテレビで見てます。 アニメ 1 2023/04/09 11:02
- カップル・彼氏・彼女 脈アリかナシか客観的に見て頂きたいですm(_ _)m 高校生女です。 他校の男子のことが気になってい 6 2023/07/28 01:23
- 発達障害・ダウン症・自閉症 【医学】これはADHD(注意欠如・多動症)の症状でしょうか? ケース1:絶対にやる 4 2023/08/08 11:44
- 片思い・告白 学生の恋愛相談です。 僕には、同じバイト先に好きな女性がいます。この前、頑張ってコナンの映画に誘って 1 2023/06/06 18:59
- その他(自然科学) 風車音の測定 3 2023/04/28 07:12
- 大雨・洪水 今年は、雷が異常に多い気がするのですが。 3 2022/08/18 10:13
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
誘電体のある同心円筒導体について
-
高校物理、コンデンサーの問題...
-
放電
-
コンデンサーの極板間を広げる...
-
コンデンサーの電気容量につい...
-
電界の強さE=D/εとE=V/dの使い分け
-
高校物理コンデンサーについて
-
コンデンサの電極厚さ及び材質...
-
円筒コンデンサ(電磁気学)
-
コンデンサーにかかる電圧が負
-
誘電率ε_0の真空中に、2つの円...
-
接地
-
物理のコンデンサーを含む回路...
-
【電気】 電気回路の問題で、電...
-
コンデンサーについて質問です...
-
コンデンサの極板間の電界の大...
-
ピエゾ素子の電極へのリード線...
-
コンデンサの容量計算
-
高校物理 スイッチの切り替えに...
-
サンドイッチ型のキャパシタの...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
放電
-
高校物理コンデンサーについて
-
高校物理 スイッチの切り替えに...
-
接地
-
コンデンサのエッジ効果はどう...
-
電界の強さE=D/εとE=V/dの使い分け
-
【物理】 コンデンサーについて...
-
コンデンサーにかかる電圧が負
-
コンデンサーの両極板の電荷が...
-
コンデンサーの極板間を広げる...
-
コンデンサー 静電容量が小さ...
-
高校物理のコンデンサーについ...
-
接触電位差に関して
-
なぜコンデンサーの電子が移動...
-
コンデンサーについて
-
PN接合の拡散電位
-
平行板コンデンサーで極板感覚...
-
誘電体のある同心円筒導体について
-
高校物理 コンデンサーについて...
-
直列に繋いだコンデンサの合成...
おすすめ情報