집에서 번개를 만드는 방법. DIY 공 번개

구형 번개를 만드는 실험을 해보세요.

우리는 야외에서 구형 번개의 성공적인 실험 생성을 보고합니다. 이 과정에 대한 설명은 최근 출판된 N. Tesla의 1899년 실험실 노트에서 발견되었습니다. 사진 자료가 제시되고 실험 기술에 대한 논의가 진행됩니다. 구형 번개의 에어로겔(프랙탈) 모델에 대한 B. M. Smirnov의 연구 분석을 바탕으로, 그의 이론적 모델은 Tesla가 생성하고 우리가 관찰한 불덩어리의 유형과 일치하는 설명을 제공한다는 결론을 내렸습니다.

소개. 그의 노트에 설명된 Nikola Tesla의 고주파 기술에 이어 1988년 8월에 우리는 직경이 ~2cm인 전기 불덩어리를 공중에서 만들기 시작했습니다. Tesla의 작업은 89년 전에 수행되었습니다. 1899년 여름, 공개 문헌에서 다음과 같이 복제되거나 검증된 적이 없습니다. 불덩이의 생성이 실험실에서 반복되고 수많은 사진과 비디오로 기록되었지만 그 형성과 발달 뒤에 숨겨진 물리학은 당시 우리에게 충분히 명확하지 않았습니다. 이러한 현상을 마음대로 발생시키는 고전압, 고주파 기술을 갖고 있기 때문에, 이 방법으로 얻은 불덩어리의 형성과 진화의 본질을 명확하게 설명할 수 없었습니다.

1899년 테슬라의 상세하고 놀라운 관찰은 불덩어리의 본질에 관한 몇 가지 가설을 제시했지만, 우리는 이 현상을 명확하게 이해하기 위해서는 100년 전의 물리학 아이디어보다 더 많은 것이 필요하다고 느꼈습니다. 불덩이를 생성하는 기술이 발전하려면 가장 현대 물리학의 언어로 표현된 이해가 필요합니다. 우리는 지난 150년 동안 Kapitsa의 연구와 서양 과학자들의 구형 번개에 관한 수많은 출판물에 대해 잘 알고 있었음에도 불구하고 소련 연구자들의 최신 업적을 분석할 기회를 갖지 못했습니다.

소련 과학자들의 최근 성공. 올해 6월, 우리는 구형 번개 이론 수립에 상당한 진전이 있음을 알게 되었으며, 그 결과는 소련 과학 언론에 게재되었습니다. 최근 소련 연구의 대부분은 서구 과학 문헌에 나타난 연구만큼 구체 번개에 대한 불만족스럽고 이상한 추상 이론을 포함하고 있습니다. 그러나 그중에는 합리적인 확실성을 가지고 구형 번개를 생성하는 Tesla의 방법을 설명하는 흥미로운 출판물이 많이 있습니다. 우리는 그것을 숫자 아래의 참고문헌 목록에 넣었습니다. 이러한 진전은 주로 노보시비르스크에 있는 소련 과학 아카데미 시베리아 지부 연구소의 B. M. Smirnov와 그의 동료들의 노력 덕분에 달성되었습니다. 처음부터 Smirnov는 내부 화학 에너지 원을 포함하지 않는 모든 구형 번개 모델이 무익하다는 것을 깨달았습니다. 그는 또한 에어로졸, 에어로겔, 필라멘트 구조, 플라즈마 화학 및 먼지 입자의 연소가 수행할 수 있는 역할을 명확하게 이해했습니다. 프랙탈 개념과 확산 제한 집합 물리학의 출현으로 Smirnov는 70년대 후반부터 80년대 중반까지 에어로겔 이론 모델을 강력하게 개발할 수 있었습니다. 활성 물질구형 번개는 서로 얽힌 서브미크론 필라멘트, 즉 화학적 용량이 큰 다공성 프랙탈 클러스터로 구성된 전기적으로 충전된 구조입니다. 이러한 에어로겔 구조의 거의 전체 프레임은 자유 기공으로 채워져 있습니다.

화학적으로 충전된 프랙탈 클러스터에서 에너지가 방출되는 과정은 다단계 연소 과정으로 설명할 수 있습니다. 그러한 과정의 예로서 Smirnov는 구상 번개의 모델 과정으로서 클러스터 자체에 흡수된 오존 내에서 숯 먼지의 프랙탈 클러스터의 다단계 연소를 제안합니다.

여기서 α와 β는 석탄이 오존으로 포화되는 온도에 따른 공정의 가장 느린 단계의 속도 상수이며, 그의 계산에 따르면 특징적인 시간 값은 상당히 길다. 흡착된 오존에서 숯의 연소는 강렬하면서도 느린 열 방출 과정입니다. 예측된 온도와 수명은 구형 번개의 관찰과 일치합니다. 이 모델에서 구형 번개의 색상과 빛은 구성 요소의 발광 구성 요소로 인해 불꽃놀이에서 발생하는 것과 유사한 방식으로 생성됩니다. Smirnov의 이 이론적 모델은 구형 번개의 다양한 특성을 만족스럽게 설명할 수 있습니다.

프랙탈 현상과 구형 번개의 근본 원인. 양초의 화학적 역사는 19세기 중반에 처음 발견된 이후 줄곧 경이로움과 매혹의 원천이 되어 왔습니다. 패러데이는 왕립연구소에서 크리스마스 강의를 했습니다. 그의 유명한 강연은 연소의 기본 원리에 대한 훌륭한 소개이며 현대판으로도 볼 수 있습니다. 불꽃의 빛에서 그을음과 탄소 입자의 주요 역할을 지적한 사람은 패러데이였습니다.

클러스터 과학의 현대적 발전으로 인해 먼지, 그을음, 콜로이드 및 응축 에어로졸의 형성에 대한 이해가 깊어졌습니다. 프랙탈 성장에 대한 연구는 혼돈응고 과정에서 탄소 입자가 추가될 때 그을음의 성장에 대한 새로운 시각을 제공했습니다.

많은 측면에서 흥미로웠으며 아마도 도형과 연기를 연결하는 새로운 방향의 시작일 수도 있는 것은 Forrest와 Whitten이 수행한 놀라운 실험 연구 결과의 발표였습니다. 연구진은 초미세 연기 입자(직경 약 80A)를 관찰해 입자들이 서로 달라붙어 사슬 덩어리를 형성한다는 사실을 발견했다. 그들의 실험실 실험은 프랙탈 구조가 실제로 물질의 열 폭발 후 수십 밀리초 내에 형성된다는 것을 보여주었습니다.

Forrest와 Whitten의 설정은 철이나 아연으로 전기도금된 텅스텐 필라멘트로 구성되었습니다. 스레드는 짧은 고전류 펄스가 통과할 때 빠르게 가열되고, 증착된 물질은 스레드에서 증발하여 밀도가 높은 가스(금속 증기)를 형성했으며, 주변 대기로의 확산은 확산에 의해 제한되었습니다. 밀도가 높은 가스는 다소 균질한 구형 입자로 구성되었습니다. 가열된 필라멘트에서 빠르게 이동하는 뜨거운 입자는 환경의 충돌로 인해 멈추고 필라멘트에서 약 1cm 거리에 구형 후광을 형성했습니다. 이 거리에서 입자는 응축되어 서로 달라붙기 시작하여 사슬과 같은 응집체를 형성한 다음 전자 현미경 슬라이드에 정착했습니다. 응축상에 대한 후속 연구에서는 그것이 프랙탈 특성을 가지고 있음을 보여주었습니다. (이러한 연구 계열을 분석하면서 아크 방전의 산화마그네슘 연기가 사슬 집합체를 포함하는 반면, 아크가 없는 연기에서는 초미세 입자가 단순히 조밀한 에어로졸을 형성한다는 것을 보여준 Beisher의 초기 연구에 주목할 필요가 있습니다. )

Smirnov의 심오한 통찰력은 이 프랙탈 클러스터가 구상 번개의 구조와 특성을 설명하는 데 사용될 수 있다는 것을 깨닫는 것이었습니다. Smirnov와 그의 동료들의 아이디어에 대한 놀라운 확인은 그의 최근 연구에서 나온 말입니다. "우리는 구형 번개가 프랙탈 클러스터의 구조를 가지고 있다는 사실에서 나아갈 것입니다." Smirnov의 심층적인 연구와 분석이 현대 과학에서 볼 수 있는 구상 번개에 대한 최고의 물리적 설명을 제공한다는 점에는 의심의 여지가 없습니다.

구형 번개 생성을 위한 고주파 설치. 1895년에 출판된 Oberbeck의 고전 작품을 시작으로 Tesla의 발전기에 대한 설명과 분석에 전념한 많은 작품이 있습니다. 그러나 우리의 의견으로는 이러한 모든 설명은 결함이 있는 이론적 모델에 기초하고 있으며 기술적인 관점에서 볼 때 부족한 점이 많습니다. (따라서 그들은 설정을 집중 회로로 취급하고 공진기 단계의 전류 분포가 하단에 I max(V min)가 상단에 I min(V max)이 있는 1/4파 사인파라는 사실을 간과합니다. .) Shelkunov의 "평균 특성 임피던스" 개념을 사용하고 Tesla 공진기에 서파 전파의 선형 이론을 적용하지 않을 때까지 고전압, 고주파 발생기의 동작을 정확하게 예측할 수 없었으며 그에 따라 불 덩어리를 만듭니다. 우리 모델은 1899년 Tesla 실험실 노트북의 데이터를 분석하는 데 사용할 때 매우 안정적입니다.

Tesla의 파이어볼 설정의 주요 부분은 전도성 접지면 위에 위치한 1/4 파장 나선형 서파 공진기로 구성됩니다. 당사의 공진기는 67kHz에서 작동하는 높은 피크 전력(약 70kW) 스파크 방전 발생기에 자기적으로 결합되어 있습니다. 고전압 전극에 전달된 실제 평균 전력은 약 3.2kW였습니다(이로 인해 7.5m RF 방전이 발생함). 물론 Tesla가 사용한 전력은 우리가 비교적 평범한 장비로 소비한 것보다 100배 더 많았습니다.

설치 작업. 스파크 방전 발생기는 초당 800개의 펄스를 생성했으며 스파크 지속 시간은 100μs였습니다. 고주파 공진기의 2차 권선에서 측정된 일관성 시간은 72μs였습니다. 이는 유도된 비일관성 다색 진동이 정재파를 생성하고 공진기 상단에서 고전압을 생성하는 데 72μs가 걸린다는 것을 의미합니다.

어디 에스- 나선형 공진기의 감속 계수. Smith 회로는 설비의 고전압 부분 작동을 편리하게 시연하는 데 사용할 수 있습니다.

Tesla 설치는 다른 고전압 장치(예: van de Graaf 및 Marx 발전기)에 비해 몇 가지 중요한 장점이 있습니다. 높은 에너지를 달성할 뿐만 아니라 강렬한 사이클링, 즉 높은 반복률과 고압 작업도 허용합니다. 평균 전력. Tesla의 지시에 따르면 두꺼운 짧은 조각 구리선또는 탄소 전극이 고전압 전극 측면에서 나옵니다. 상기 전극이 방전되면 RF 공진기는 펄스 형태로 에너지를 신속하게 방출합니다. (Tesla는 불덩어리를 생성하려면 "빠르고 강력한" 방전이 필요하다고 여러 곳에서 언급했습니다.) 방출된 에너지의 폭발은 구형 공 또는 프랙탈 "거품"의 형태로 나타납니다. 이러한 불덩어리 생성 방식은 기화된 금속이나 석탄 입자의 이완에 의해 결정되며, 생성된 클러스터는 Forrest와 Whitten 확산에 의해 제한된 응집으로 인한 클러스터와 다르지 않습니다. "스파크 점화를 촉진"하기 위해 고무 코팅된 케이블 팁이나 구리선을 사용하는 Tesla의 지침이 도움이 됩니다. 우리는 확산 제한 응집이 구리 증기나 석탄 증기에서 발생했다고 가정합니다(와이어나 절연체의 증발 결과). SiO2의 경우와 마찬가지로 이러한 조건에서 응축된 ϹuО2도 에어로겔을 형성할 수 있습니다. 프랙탈 공의 형성은 Forrest와 Whitten이 관찰한 것과 크게 다르지 않습니다(고전압 전극에 의해 충전되었다는 점만 제외). 그런데 구식 고무 단열재가 그을음으로 덮여있었습니다.

그러나 Smirnov가 지적했듯이, 다공성 프랙탈 클러스터의 단순한 형성은 몇 밀리초보다 긴 수명을 가진 구형 번개의 출현에 대한 충분한 조건이 아닙니다. 프랙탈 형성은 패러데이 양초의 그을음에서 얻어졌지만 몇 초 이상 지속되는 구형 번개를 형성하려면 다른 구성 요소도 필요합니다. 우리는 Tesla의 시설이 오존 및 기타 화학적 활성 입자의 원천이라는 점을 강조합니다. 우리는 이들 입자와 아마도 다른 입자가 전하를 띤 다공성 프랙탈 클러스터에 의해 빠르게 흡수된다고 믿습니다. 구조물이 형성된 방전영역의 플라즈마 온도는 다단계 연소과정을 일으키기에 충분하다.

실험적 관찰. 설치를 사용하면 그 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 1에서는 직경이 수 밀리미터에서 수 센티미터에 이르는 수많은 불덩이를 관찰했습니다. 불덩어리의 수명은 일반적으로 0.5초에서 몇 초까지 지속되었으며 색상은 진한 빨간색에서 밝은 흰색까지 다양했습니다. 어떤 불덩어리는 큰 소리를 동반하며 사라지기도 하고, 또 어떤 불덩어리는 나타났다가 사라지기도 했다.

때로는 우리가 사용할 수 있는 기술을 사용하여 사진 필름에 현상을 기록하는 것이 어려웠습니다. 어떤 경우에는 비디오 녹화가 훌륭하다는 것이 밝혀졌습니다. 지속 시간은 비디오 장비의 프레임 속도로 추정할 수 있습니다. 그러나 표준 영화의 경우 프레임 속도와 셔터 속도가 모두 너무 느렸습니다. 그러나 사진은 종종 이미지에 적합한 것으로 판명되었습니다. 일련의 놀라운 사진에서 불덩어리가 나타나는 것을 볼 수 있습니다. 반대편창문 유리.

사진에서. 2 불덩이가 오른쪽에서 왼쪽, 위쪽으로 부드럽게 미끄러지는 모습을 볼 수 있습니다. (실제로 불덩이가 먼저 형성되고 스트리머에 의해 부딪혔습니다. 결과적으로 스트리머에 의해 불덩어리가 관통되는 이미지가 탄생했습니다.)

백색 불덩이는 직경이 약 2cm였으며 전극은 구리선으로 만들어졌으며 촬영 시 셔터 속도는 1/125초로 사용되었습니다.

스트리머의 길이가 1.5m를 넘었습니다. 기타 빛나는 부분과 밝은 점이 희미하게 보입니다.

사진을 찍을 때 그림. 3. 육안으로는 수많은 불덩이가 보였지만 카메라에는 그 중 한 개만 포착됐다. 스트리머의 중앙부분을 기준으로 왼쪽에서 오른쪽으로 올라가는 모습을 볼 수 있습니다. 스트리머의 밝은 부분과 어두운 부분을 확인하세요. 불덩이의 직경은 약 2cm이고 오른쪽의 깃발 길이는 2m를 초과했습니다. 전극은 1/125초의 셔터 속도를 사용했습니다. 사진에서. 4 두 개의 불덩이가 서로 가까이 형성되어 있습니다. 오른쪽으로 슬라이딩합니다. 그들은 다른 깃발을 만났습니다. 셔터 속도는 1/4초를 사용했습니다.

사진에서. 그림 5는 5개의 큰 불덩어리(직경 약 2~3cm), 여러 개의 발광점 및 약 30cm 길이의 스트리머의 밝게 빛나는 부분을 보여줍니다. 셔터 속도는 1/4초입니다. (사진의 왼쪽 하단 모서리에 있는 빨간색 빛은 호 밑부분의 강렬한 가열로 인한 것입니다.)

우리 실험실 실험에서 불덩이는 일반적으로 고전압 공진기 근처에서 형성되고 그 위나 아래의 스트리머 외부로 줄무늬가 생겼습니다. 이것은 "Kugelblitz"(구형 번개)라는 이름을 만족시키는 것 같습니다.

불덩어리 진화에 대한 비디오는 불덩이가 전극 근처에서 발생하여 깃발에 부딪히는 것을 나타냅니다. 처음에는 6mm 크기의 구형이지만 점차 커지기 시작합니다. 공이 얼어붙어 볼륨이 떠다니는 동안 깃발이 꺼지는 것 같습니다. 그런 다음 새로운 스트리머가 떠다니는 공을 치고 크기가 커집니다. 우리는 6번의 방전이 어떻게 하나의 공을 연속해서 쳤는지 관찰했고, 그 횟수가 매번 증가했습니다. 초기 6mm 구형에서 1초 만에 직경 5cm의 불타오르는 붉은 소구체로 성장하는 불덩이가 관찰되었습니다. 때때로 움직이는 점(태양의 점과 같은)이 있는 일부 공이 회전하는 것으로 나타났습니다. 일부 불덩이는 이를 관통하는 볼트 옆에 투명하게 나타납니다. 우리는 진화 과정에서 색깔이 바뀌고 결국 초신성으로 폭발하는 여러 개의 빛나는 형성을 관찰했습니다. 더욱이, 이전에 언급한 가정에 따라, 고전압 공진기 위에 왁스 양초를 놓으면 불덩이의 모양이 향상됩니다.

사진 그림. 그림 6은 하나의 크고 밝고 고립된 전기 불덩어리의 구형 구조를 보여주기 위해 확대되었습니다. 실제로 불덩이의 직경은 약 1cm였습니다. 불덩이는 구형 구조를 갖고 있는데, 이는 표면 장력이 구체 번개의 진화에 어떤 역할을 해야 함을 시사합니다. 약간이지만 눈에 띄게 팔다리가 어두워지고 거의 견고한 이미지는 구형 번개가 광학적으로 밀도가 높다는 것을 나타냅니다. 전극은 왁스 양초에 감긴 와이어였으며 1/4초의 셔터 속도가 사용되었습니다.

사진 그림. 7은 고압전극 근처에서 불덩이가 형성되는 모습을 촬영하면서 만들어졌다. 디스플레이에 표시된 프레임을 정렬한 후 컬러 모니터에서 개별 프레임을 다시 촬영했습니다.

사건의 순서는 매우 주목할 만했습니다. 처음에는 불덩이가 "무"에서 나타나는 것처럼 보입니다(이전 프레임에는 없었기 때문입니다). 다음 프레임에서는 깃발이 떠나고 사라지며 그림 1의 사진에서 볼 수 있듯이 공 번개의 크기가 약간 증가하고 더 뜨거워집니다. 7. (스트리머를 보는 것도 흥미로운 활동입니다. 스트리머는 주입되어 해당 방향으로 움직이는 것으로 보이는 밝은 액체 물질로 만들어진 것처럼 자주 나타납니다. 이 물질은 분명히 구형 번개의 물질에 첨가되어 그 효과를 증가시킵니다. 크기.)

일련의 비디오 녹화를 통해 사진이 잘못된 인상을 줄 수 있다는 것이 분명해졌습니다. 왜냐하면 불덩어리와 깃발이 마치 칼에 매달린 골프공처럼 보이기 때문입니다. 실제로 설치(초당 800개의 인터럽트 생성)는 초당 매우 많은 수의 방전을 생성합니다. 이러한 방전은 노출 시간 동안 불덩이에 자주 부딪히며 스트리머에서 구형 번개가 형성되는 사진을 제공합니다. 실제로 깃발은 구형 번개에서 구형 번개로 점프하여 눈부신 빛을 번쩍입니다. 적외선 사진에서 불덩이는 깃발보다 훨씬 밝습니다. 이는 스트리머보다 훨씬 더 뜨겁다는 것을 의미합니다.

비디오 사진은 구형 번개 원반 전체에 걸쳐 빛의 분포의 약한 변화를 관찰할 수 있는 또 다른 기회를 제공합니다. 한 특별한 경우에, 구형 번개는 실제로 별 M-52(거문고자리에 있는 성운의 고리)와 유사한 빛나는 껍질로 둘러싸여 있었습니다. 결과 신호의 증폭은 구형 번개의 구형 껍질의 실제 큰 빛을 드러냅니다. 천체 물리학에서 이는 특히 뜨거운 O형 및 B형 별에서만 발생합니다.

사진(그림 8)은 불안감을 유발할 수 있습니다. 이미지에는 동일한 스트리머에 부딪혔을 때 동일한 줄과 다양한 발달 단계에 있는 12개의 큰 구형 구체가 포함되어 있습니다. 적색 왜성으로 시작하는 불덩어리는 다양한 색상과 크기의 상태를 거쳐 거대한 청백색 단계로 진행됩니다. 일부는 초신성으로 폭발하고 다른 일부는 적색 거성으로 냉각될 것으로 보입니다. 셔터 속도 1/4초 테슬라의 '불꽃을 밝히기' 위해 고무 코팅된 구리선 대신 목탄 핀이 사용됐다. 왼쪽에는 직경 30cm의 고전압 전극이 보입니다.

우리 작업에서는 실험실 실험에서 "창유리를 통한 구형 번개 통과"를 사진으로 확인합니다. 우리는 또한 동일한 결과를 얻기 위해 대체 전기 장치를 보고합니다.

결론. 얻은 결과를 분석한 결과, Forrest and Whitten 설치에서와 같이 이 경우 고전압 전극의 구리선과 숯 전극에서 나오는 고전류 펄스가 오존 및 기타 화학적으로 빠르게 흡착하는 프랙탈 덩어리를 생성할 수 있다고 믿습니다. 전극 근처 영역의 활성 구성 요소. 형성된 전기적으로 충전된 에어로겔 구조는 구형 번개의 특징적인 특성을 나타냅니다. 전기화학적 구형 번개의 이러한 프랙탈 특성은 소련 과학자 B. M. Smirnov에 의해 처음 제안되었고 이론적으로 연구되었습니다. 고전압 발전기에서 생성된 이러한 불덩어리와 대기 전기 뇌우에서 자연적으로 발생하는 구형 번개 사이의 유사점에는 의심의 여지가 없습니다.

우리는 또한 이러한 결과가 구형 번개를 생성하려는 Tesla의 역사적 실험을 강력하게 뒷받침한다는 점에 주목합니다. 이제 그의 1899년 기록의 신뢰성과 그의 구형 번개 관찰의 진실성에 대해서는 의문의 여지가 없습니다.

결론. Tesla는 전기구 번개의 관찰과 실험실 생성에 대해 어떠한 모순도 갖고 있지 않았습니다. 1899년 연구 설명 구형 번개에 대해 그는 "나는 그 형성 방법을 결정하고 인위적으로 만들었습니다. "라고 말했습니다. 불행히도 그는 평생 동안 자신의 실험 기술을 일반 과학계에 알리는 방법을 선택하지 않았습니다. 그가 이렇게 상세하고 흥미로운 문서를 남겼다는 것은 행운입니다. Tesla는 콜로라도 스프링스에 있는 자신의 실험실을 폐쇄하기 직전에 일기에 다음과 같이 적었습니다. “이 현상에 대한 가장 좋은 연구는 보다 강력한 설비를 이용한 실험을 계속함으로써 이루어질 수 있습니다. 이 장치는 실질적으로 개발되었으며 시간과 수단이 허용되는 대로 건설될 것입니다. 나." 녹음을 하게 된 이유는 그가 뉴욕으로 돌아와 롱아일랜드에 대규모 송전국 건설을 시작했으나 채권자들의 추적을 받고 장비를 완성하기도 전에 재정적 파산을 겪었기 때문이다.

시간이 흘러 이제 통제된 실험실 환경에서 구형 번개를 주의 깊게 연구할 수 있습니다. 우리는 Tesla가 미완성으로 남겨둔 작업을 이제 재개할 수 있다고 생각합니다. 현대 과학자들이 이용할 수 있는 기술과 개념의 개발로 인해 이러한 방향으로의 급속한 발전이 이루어질 것이 확실합니다.

작업 시작 부분의 인용문은 1966년 왕립학회 회의에서 Kapitza의 강연 "Memories of Lord Rutherford"에서 따온 것입니다. 구상 번개에 관한 많은 작업에 영감을 준 Kapitza는 다음과 같이 말합니다. 러더퍼드의 생각 중 가장 중요한 것은 위대한 독립성과 위대한 용기였습니다." 이러한 자질은 문명의 발전에 적어도 어느 정도 기여한 모든 사람들의 특징입니다. 그러나 Kapitsa가 지적했듯이 이것이 과학적 문제보다 더 중요한 곳은 없습니다. 물론 이러한 용감한 특성은 실험 물리학자이자 엔지니어이자 발명가인 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)의 삶에도 나타났습니다.

20세기 초에 그에게 떠오른 테슬라 자신의 생각으로 작업을 마무리하는 것이 우리에게 적절해 보입니다. 그리고 콜로라도 스프링스에 있는 자신의 연구실에서 눈으로 뒤덮이고 외로움에 휩싸인 채 뉴욕으로 떠나기 불과 며칠 전 일기에 이렇게 적었습니다. “이제 이런 현상이 인위적으로 만들어질 수 있다는 것은 사실이며, 그 성격에 대해 자세히 알아보십시오. » ( N. 테슬라, 1900년 1월 3일).

현대 문명에게는 불행하게도 로키산맥 땅에 있는 이 원격 연구 시설은 1900년 1월에 영원히 폐쇄되었으며, 이 벽 안에서 수행된 전기적 경이로움은 우리 세대까지 미스터리로 남아 있었습니다.

집에서 번개를 만드는 방법에 관한 질문 섹션에서??? 작가가 준 ~mis_TAKE~가장 좋은 대답은 어둠 속에서 재킷을 벗을 때 전기를 이용해 재킷을 높은 전위로 충전하세요.
이곳에서 번개를 볼 수 있습니다!
이 효과를 바탕으로 Van de Graaff 발전기를 구축하면 엄청난 양의 방전을 얻을 수 있습니다.

답장 보낸 사람 드미트리 도[전문가]
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답장 보낸 사람 사악한 부싯돌[전문가]
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답장 보낸 사람 뱌체슬라프 콜라르[초보자]
작동 모드에서 발전기의 접점을 더 가깝게 가져와야 합니다. 안전 예방조치를 따르세요!!

답장 보낸 사람 드미트리 골로프킨[전문가]
약한 방전은 일반적인 전기를 통해 얻을 수 있습니다. 예를 들어 플렉시 유리 조각을 마른 양모로 문지른 다음 두 개의 금속 조각으로 각 표면에서 전하를 제거합니다. 금속이 서로 가까워지면 정전기 방전이 발생합니다.
두 번째 방법은 소스에서 강력한 전기 커패시터를 충전하는 것입니다. DC수백 볼트의 전압. 커패시터 리드가 서로 가까워지면 공기를 통한 파손이 발생합니다.
동일한 정전기를 기반으로 하는 전기영동 기계를 만드는 것도 매우 간단합니다.
강력한 방전을 수신해야 하는 경우(또는 오히려 흥미롭다면) 변압기를 만들 수 있습니다. 고전압(최대 수만 볼트) 스파크의 길이는 최대 0.5m이지만 약하고 일반적으로 해를 끼치 지 않고 손을 통과 할 수 있습니다. 현재 강도는 무시할 수 있습니다.
먹다 화학적 방법미세 번개 생성 - 황산칼륨과 황산나트륨의 포화 용액이 결정화되는 동안 생성된 결정 사이에서 방전이 발생하고 뚜렷한 딱딱거리는 소리가 들립니다.
그러나 가장 거창하고 불행하게도 가장 위험한 방법은 "야생"번개를 잡는 것입니다. 필요한 것은 약 1km의 매우 얇은 구리선(구하기 어렵지 않음), 화약 로켓 및 적절한 폭풍우 날씨뿐입니다. 로켓에 와이어가 부착되어 뇌운 속으로 발사됩니다. ~에 특별한 성공로켓은 연속해서 여러 개의 번개를 맞을 것입니다.

오늘은 Photoshop에서 그린 번개를 사용하여 사진을 "충전"하는 데 도움이 되는 짧은 튜토리얼을 준비했습니다. 이 튜토리얼에서는 이 소름끼치는 묘지에 번개를 추가할 것입니다. 기성품 사진을 활용하여 트릭 없이 직접 만들어 보겠습니다.

이것은 번개를 만드는 데 널리 사용되는 방법입니다. 나는 당신에게 뭔가를 가르쳐주겠다고 약속하는 많은 튜토리얼을 보았지만 결국에는... 사용하기 쉬운완성된 이미지. 개인적으로 나는 이 접근 방식이 실망스럽다고 생각한다. 대부분의 PhotoshopCAFE 튜토리얼과 마찬가지로 모든 것을 직접 만드는 방법을 가르쳐 드리겠습니다. 각 번개는 독특하고 개인적입니다! 서면 강의와 비디오가 있습니다. 비디오 튜토리얼은 작업이 어떻게 수행되는지 확인하는 데 좋습니다. 이 페이지를 북마크에 추가하면 빠르게 돌아올 수 있습니다. PhotoshopCAFE에 대한 단계별 비디오 튜토리얼을 많이 만들어서 쉽게 배울 수 있도록 했습니다. 영상을 시청하셨다면, 강의가 끝날 때까지 스크롤을 내리세요. 보통 거기서 출판해요 대체 방법구현을 위한 효과, 아이디어 또는 팁을 생성합니다.

할로윈이 다가오면 모두가 자신의 이미지를 더 어둡게 만들고 싶어합니다. 이 묘지 사진은 그 자체로 으스스하지만 사실적인 조명이 장면을 완벽하게 마무리합니다. 오늘의 튜토리얼에서는 처음부터 번개 모양을 만드는 방법을 배웁니다.

1단계

필요한 사진을 열고 새 레이어를 만듭니다. 흑백 그라데이션을 추가하여 왼쪽 상단에서 오른쪽 하단으로 대각선으로 배치합니다.

2단계

메뉴로 이동 필터 > 렌더링 > 오버레이가 있는 구름(필터 > 렌더링 > 차이 구름).

결과는 다음과 같습니다.

3단계

이제 클릭하여 구름을 반전시키세요. Ctrl + 나.

이미 번개처럼 보이는 것을 볼 수 있습니다.

4단계

번개를 선택하여 레벨을 조정해 봅시다. 창을 열려면 레벨(레벨) 사용 Ctrl+L. 왼쪽 슬라이더를 오른쪽(대략 히스토그램 중앙)으로 이동합니다. 중간 슬라이더를 히스토그램의 오른쪽 가장자리로 이동합니다.

5단계

검은색 브러시를 선택하고 번개를 정리하여 원하지 않는 부분을 페인팅합니다.
메모: 별도의 레이어에서 브러시로 작업하는 것이 좋습니다.

6단계

레이어 블렌드 모드를 다음으로 변경하세요. 화면(화면). 이렇게 하면 아래 이미지가 비춰질 수 있습니다.

또한 활성화 자유변형(자유 변형)을 클릭하여 Ctrl+T. 번개가 사진의 개체 중 하나에 닿도록 번개 레이어의 크기를 조정하고 회전하고 이동합니다.

7단계

1~6단계를 반복하여 여러 개의 번개 모양을 만듭니다.

레이어를 복제하고 더 작은 번개 가지를 만들어 크기를 조정하세요. 최대한 많은 시간을 절약하려면 각 레이어를 최대한 재사용하세요. 반사와 회전을 통해 각 조각을 여러 번 사용할 수 있습니다. 레이어 마스크를 사용하여 원하는 부분을 분리하고 완성된 방전을 더욱 자연스럽고 자연스러운 모습으로 만드는 것을 두려워하지 마세요.

이 시점에서 다음과 같은 내용이 있어야 합니다.

8단계

모든 번개 레이어를 병합합니다. 이렇게 하려면 해당 항목을 선택한 다음 Ctrl+E. 배경에 영향을 주지 않도록 주의하세요. 모든 번개가 하나의 레이어가 되면 레이어 혼합 모드를 다시 다음으로 변경해야 할 수도 있습니다. 화면(화면).

9단계

이제 색상을 추가해 보겠습니다(선택 사항). 번개 레이어를 두 번 클릭하여 창을 엽니다. 레이어 스타일(레이어 스타일). 항목을 선택하세요 컬러 오버레이(색상 오버레이).

파란색/보라색을 선택하세요.

블렌딩 모드를 다음으로 변경하세요. 크로마(색상).

10단계

색상이 레이어의 상당 부분을 덮고 있다는 것을 알 수 있지만 우리는 그것이 번개에만 영향을 주기를 원합니다.

창 상단에는 레이어 스타일(레이어 스타일) 항목을 클릭합니다. 혼합 옵션: 기본값(블렌딩 옵션: 사용자 정의). 그러면 추가 메뉴가 열립니다.

여기서의 비결은 상자를 확인하는 것입니다. 내부 효과를 그룹으로 레이어링(인테리어 효과를 그룹으로 혼합)

이제 색상은 번개에만 적용됩니다.

11단계

번개와 배경 사진이 더 잘 섞이도록 최종 색상과 불투명도를 조정합니다.

사랑하는 친구 여러분, 오늘 우리는 재미있지만 매우 교육적인 물리학 실험을 실시할 것입니다. 당신과 나는 번개를 부르고, 빈 깡통을 터뜨리고, 수도꼭지에서 물줄기를 구부릴 것입니다. 이 재미있는 실험은 매우 흥미롭고 흥미진진하며, 동시에 어떤 사물의 물리적 특성을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

번개를 부르며 재미있는 실험을 시작해보겠습니다.

집에서 만든 것은 어둠 속에서 가장 잘 보입니다. 번개를 부르기에 가장 좋은 날은 맑고 건조한 날입니다. 이렇게하려면 플라스틱 빗, 모직 스웨터 또는 헝겊, 금속 문 손잡이 또는 문틀이 필요합니다.

번개를 부르려면 다음이 필요합니다.

1. 모직 스웨터나 모직 헝겊에 빗을 빠르게 30초 동안 문지릅니다. 빗이 충전됩니다.

2. 빗을 만지지 말고 문 손잡이나 프레임에 아주 가까이 가져가세요. 번개가 구름에서 땅으로 흘러가는 것처럼, 그들 사이에서 플래시가 점프하는 것을 볼 수 있습니다.

빈 깡통을 불어서 재미있는 실험을 계속해 볼까요?

이를 수행하려면 링 개구부가 있는 빈 알루미늄 음료 캔, 주방 집게, 큰 그릇 또는 반쯤 채워진 음료수가 필요합니다. 찬물싱크대, 큰 스푼, 스토브.

빈 캔을 폭발시키려면 다음을 수행해야 합니다.

1. 큰 그릇에 찬물을 채우거나 싱크대를 반 정도 채웁니다.

2. 집게가 주석을 단단히 잡고 있는지 확인하십시오.

3. 병에 물 2테이블스푼을 붓습니다.

4. 어른의 도움을 받아 항아리를 스토브 위에 놓고 물을 끓입니다.

5. 20초 동안 캔에서 김이 빠져나오면 손바닥이 위로 향하도록 집게로 캔을 집습니다.

6. 빨리 병을 가져오세요. 찬물, 거꾸로 뒤집고 (끓는 물이 몸에 떨어지지 않도록 매우 조심스럽게) 병 상단을 찬물 수준 바로 아래로 낮추십시오.

7. 무슨 일이 일어나는지 보세요!

증기는 캔 밖으로 공기를 밀어냅니다. 주석이 식으면 증기가 다시 매우 소량물. 캔 외부의 공기 압력이 캔을 안쪽으로 압축합니다. 캔 내부에 벽을 밀어낼 공기가 없으면 이 압력으로 인해 캔이 "폭발"합니다.

대기압은 당신이 생각하는 것보다 훨씬 더 큽니다. 캔이 어떻게 무너지는지 지켜보세요!

수돗물 아래에서 물줄기를 구부리면서 재미있는 실험을 마무리합시다

그리고 다시 플라스틱 빗과 모직 스웨터 또는 걸레가 필요합니다.

1. 수도꼭지를 조금 열어서 방울이 가늘고 연속적인 흐름으로 변하도록 합니다.

2. 문지르기 뒷면모직물에 빗을 댄다.

3. 빗을 수직으로 잡고 뒷면을 물에 가까이 가져옵니다.

4. 물이 빗쪽으로 휘어집니다.

전기요금을 획득합니다. 그런 다음 반대 전하를 가진 물체에 끌리기 시작합니다.

풍선을 문지르거나 다른 플라스틱 물체를 사용해 볼 수도 있습니다. 플라스틱 병그리고 비닐봉지. 다른 천, 특히 푹신하고 부드러운 천을 사용해 보세요.

당신은 적의 사격을 피하면서 동굴을 통해 배를 조종합니다. 그러나 얼마 지나지 않아 적들이 너무 많고 이것이 끝인 것처럼 보입니다. 살아남기 위해 필사적으로 버튼을 누릅니다. 예, 같은 버튼에 있습니다. 특별한 날을 위해 준비한 것입니다. 당신의 함선은 충전되어 적에게 치명적인 번개를 차례로 발사하여 적 함대 전체를 파괴합니다.

적어도 그게 계획이에요.

하지만 게임 개발자로서 당신은 정확히 어떻게 합니까? 세우다그런 효과?

번개 생성

결과적으로 두 지점 사이에 번개를 생성하는 것은 놀라울 정도로 간단한 작업이 될 수 있습니다. 다음과 같이 생성될 수 있습니다(생성 중 약간의 무작위성이 있음). 다음은 간단한 의사 코드의 예입니다(이 기사의 모든 코드와 마찬가지로 이 코드는 2D 번개를 나타냅니다. 일반적으로 이것이 필요한 전부입니다. 3D에서는 오프셋이 카메라 평면과 관련되도록 번개를 생성하기만 하면 됩니다. 또는 3차원 모두에서 완전한 하나의 번개를 생성할 수 있습니다. 선택은 귀하의 것입니다.

SegmentList.Add(new Segment(startPoint, endPoint)); offsetAmount = 최대오프셋; // 각 반복에 대한 번개 상단의 최대 변위 // (특정 반복 횟수) SegmentList의 각 세그먼트에 대해 // 현재 반복의 시작 부분에 있던 세그먼트 목록을 살펴봅니다. ); // 이 세그먼트는 더 이상 필요하지 않습니다. midPoint = Average(startpoint, endPoint);

// 수직 midPoint 방향으로 임의의 양만큼 midPoint를 이동합니다. midPoint += Perpendular(Normalize(endPoint-startPoint))*RandomFloat(-offsetAmount,offsetAmount);

// 시작점에서 끝점까지 // 새로운 (임의의) 중앙 세그먼트를 통과하는 두 개의 새로운 세그먼트를 만듭니다.

SegmentList.Add(new Segment(midPoint, endPoint));

방향 = midPoint - startPoint; SplitEnd = 회전(방향, 무작위SmallAngle)*lengthScale + midPoint; // lengthScale을 사용하는 것이 더 좋습니다.< 1. С 0.7 выглядит неплохо. segmentList.Add(new Segment(midPoint, splitEnd));

그런 다음 다음 반복에서는 이러한 세그먼트도 나뉩니다. 가지의 밝기를 줄이는 것도 좋은 생각입니다. 주 번개만이 대상에 연결된 유일한 번개이기 때문에 최대 밝기로 표시되어야 합니다.

이제 다음과 같이 보입니다.

이제 번개처럼 보입니다! 음... 적어도 모양은요. 하지만 다른 모든 것은 어떻습니까?

빛을 더하다

게임용으로 개발된 원래 시스템은 둥근 빔을 사용했습니다. 각 번개 세그먼트는 3개의 쿼드를 사용하여 렌더링되었으며, 각 쿼드에는 가벼운 텍스처가 적용되어 둥근 선처럼 보이도록 했습니다. 둥근 모서리가 교차하여 조인트를 형성합니다. 꽤 좋아 보였다:

... 하지만 보시다시피 꽤 밝아졌습니다. 그리고 번개가 줄어들수록 밝기는 증가했습니다(교차점이 가까워질수록). 밝기를 줄이려고 할 때 또 다른 문제가 발생했습니다. 매우번개의 전체 길이를 따라 작은 점으로 보입니다.
오프스크린 버퍼에서 번개를 렌더링할 수 있는 경우 오프스크린 버퍼에 최대 블렌딩(D3DBLENDOP_MAX)을 적용하여 렌더링한 다음 결과를 메인 화면에 추가하기만 하면 됩니다. 이렇게 하면 위에서 설명한 문제를 피할 수 있습니다. 이 옵션이 없는 경우 번개의 각 점에 대해 두 개의 꼭지점을 만들고 각각을 2D 법선 방향으로 이동하여 번개에서 꼭지점 절단을 만들 수 있습니다(법선은 사이의 평균 방향에 수직입니다). 해당 정점으로 가는 두 세그먼트).

다음과 같아야 합니다.

애니메이션

그리고 이것이 가장 흥미로운 것입니다. 이걸 어떻게 애니메이션화할 수 있나요?

약간의 실험을 거친 후 다음이 유용하다는 것을 알았습니다.

모든 번개는 실제로 둘한 번에 번개. 이 경우 1/3초마다 번개 중 하나가 끝나고 각 번개의 주기는 1/6초입니다. 60FPS에서는 다음과 같이 보입니다.

• 프레임 0: Lightning1이 최대 밝기로 생성됩니다.
• 프레임 10: 번개1은 부분 밝기로 생성되고 번개2는 최대 밝기로 생성됩니다.
• 프레임 20: 새로운 번개1은 전체 밝기로 생성되고, 번개2는 부분 밝기로 생성됩니다.
• 프레임 30: 새로운 번개2는 전체 밝기로 생성되고, 번개1은 부분 밝기로 생성됩니다.
• 프레임 40: 새로운 번개1은 전체 밝기로 생성되고, 번개2는 부분 밝기로 생성됩니다.
• 등.

즉, 그들은 번갈아 가며 사용됩니다. 물론 단순한 정적 페이드는 그다지 좋아 보이지 않으므로 각 프레임마다 각 점을 조금씩 이동하는 것이 합리적입니다(종료점을 더 많이 이동하는 것이 특히 멋져 보입니다. 모든 것이 더욱 동적으로 만들어집니다). 결과적으로 우리는 다음을 얻습니다:

물론 끝점을 이동할 수도 있습니다... 이동 대상을 목표로 삼고 있다고 가정해 보겠습니다.

그리고 그게 전부입니다! 보시다시피, 멋진 지퍼를 만드는 것은 그리 어렵지 않습니다.