一种可解析雷暴云起电机理的云室制造技术

本发明专利技术为气象学提供了一种可解析雷暴云起电机理的云室。传统的云室实验显示：水成物粒子碰撞、摩擦、感应、对流、结晶、淞附、溶化、破碎、温差等形式均起电微弱，不足以引发闪电，雷暴云起电机理一直困扰着气象学。本发明专利技术提供的云室中安装了紫外光源，在紫外光源照射下，人造云雾发生了光、电效应，利用人类的已知、据此进行推理得知：雷暴云并非自行起电，它只是一个接收电能的汇，太阳是供电的源，雷暴云在光、电效应下起电。在氧化反应中放电。本发明专利技术适合教学使用，为学生探讨雷暴云起电机理提供可靠的实验装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气象学。
技术介绍
自从富兰克林从闪电中引出电流后，科学界设计、使用了多种云室装置，人工模拟自然现象，研究雷暴云起电机理，此类云室装置的不足之处在于不能揭示雷暴云起电机理。雷暴云起电机理一直困扰着气象学，目前气象学中流行的十几种关于雷暴云起电机理的解释是误解。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服传统云室的不足，提供一种利用紫外光源激发云雾起电的云室，从而解析、演示出雷暴云起电机理。本专利技术是这样实现的在传统的云室中安装紫外光源，用紫外光源照射人造云雾，使人造云雾中出现显著的电场。依据人类的已知，圆满的解释这一现象，即可破解雷暴云起电机理。由于本专利技术建立在新的理论基础之上，为了便于理解，使本专利技术得以实施，因此有必要在介绍具体实施方式前，首先介绍本专利技术所依据的理论。量子力学认为物质的原子核、原子外层是由电子构成的。化学元素周期表详细列举了各种元素核外电子排布状态。由于电子是原子核、原子外部唯一物质，因此所有元素原子核外发生的一切反应都与电子活动有关。常态下绝大多数元素中的原子、电子处于最低能量稳定、平衡的基态，呈电中性，不与其它元素发生反应。电子从外界吸收了能量后呈激态，向能级更高的外层轨道跃迁，电子受激跃迁后，破坏了原子与电子之间最低能量稳定、平衡的基态，解除了原子、电子之间的相互制约、屏蔽，同时暴露出原子与电子两种作用力，使元素由电中性转变为负电性或正电性。绝大多数元素激态时为负电性，用电解法从化合物中提取单一元素时发现氧、氟、氯等少数几种元素产生于电解电流的正极，显示它们的极性与众不同。因此当这几种元素中的电子受激跃迁后，它们的原子就会因极性不同，与其它元素的原子结合成化合物。例如当氧分子中的电子受激跃迁后，氧原子因极性与众不同并具有极强的电负性，因此与地球上几乎所有元素都发生化合反应。当跃迁到外层轨道的电子由激态向基态转变，返回低能级的内层轨道时，电子所处环境与跃迁前相比发生了变化，它们依附的原子与其它原子结合成化合物，它们运行的电子轨道也随之消失了。但是氧分子中的电子并未因此脱离氧原子，因为新的氧化物原子仍然具有电负性，电负性的本质是静电引力，在新生的氧化物原子静电引力吸引下。氧分子及与其结合物分子中的电子，以氧化物原子为中心，共同建立起新的电子轨道。电子轨道的准确定义应为电子波函数，由于这一定义不普及，为了便于理解，本专利技术仍使用传统的名称。在上述氧化物形成过程中，电子的数量没有变化，但电子轨道却发生了很大的变化，不同的电子轨道具有不同的能级。电子在不同能级轨道间转移时，必须吸收或释放能量，与电子轨道能级取得匹配后，才能运行其中、例如当蜡烛、汽油、煤炭、大树等物质燃烧时，碳、氢分子及与其接触的氧分子，在高温中均转变为激态，分子中的电子受激跃迁，电子跃迁到能级更高的外层轨道后，解除了相互制约、屏蔽，同时暴露出原子、电子两种作用力，氧原子与碳、氢原子极性不同，电子的电势不同，因此碳、氢分子与氧分子分别结合成CO2、H2O，原碳、氢、氧分子中的电子，在化合物原子静电引力吸引下，共同进入新的化合物分子轨道，组成化合物分子。由量子力学发展的前线轨道理论认为电子可以在不同分子间转移，如果一个分子给出电子，一定首先选择能量最高的外层轨道电子，如果一个分子接受电子，一定首先放在能量最低的内层空轨道中。碳、氢、氧分子中的原子与其它原子结合成化合物，它们原有的单元素分子轨道全部消散了，释放出每一层轨道中的电子。化合物CO2、H2O的分子轨道是新组建的，它的每一层轨道都是空的。原碳、氢、氧分子中的电子因能量偏高，与CO2、H2O分子空轨道能级不匹配，因此需要先释放出多余的能量，与各层分子轨道能级分别取得匹配后，才能进入多层化合物分子空轨道。由于燃烧在空间进行，空间的电阻极大，电子在空间中释放的能量形成光子。光子发出的光和热汇成了火焰。炸药爆炸时，多种元素中的高能电子以同样机理释放出能量，例如TNT.C7H5N3O6爆炸时，碳、氢、氧、氮分子中高能量的电子，在失去原有电子轨道、进入新组建的极低能级碳氧、氢氧、氮氧、氮氢化合物分子空轨道时，因其能量与上述化合物分子轨道能级不匹配，在静电、电磁、电势共同强制作用下，被迫释放出多余的能量，这一能量的大小，恰好等于原电子轨道与新电子轨道之间的能量差。由于爆炸在空间进行，空间的电阻极大，TNT组份碳、氢、氧、氮分子中的电子，在空间释放的能量形成光子，由于反应速度快，大量光子几乎同时对外发出光和热，就形成了爆炸。电池、金属腐蚀、生物发生化合反应时，多种元素中的高能电子在进入新产生的低能级化合物分子轨道前，也因完全相同的机理释放出与化合物分子轨道能级不匹配的多余能量，由于电子转移、释放能量的过程发生在导电良好的电解质或导电介质之中，电子释放的能量在导电介质中顺利传递，汇成了电流。火花放电产生的高温使空气中的氮、氧分子由电中性的基态转变为激态，氮、氧分子外层轨道电子跃迁后，氮、氧原子结合成NOX，原氮、氧分子中的电子在静电、电势、火花放电中高势能电荷共同作用下，进入新的低能级化合物NOX分子轨道时，释放出与化合物NOX分子轨道能级不匹配的多余能量，这一能量以光子的形式在空间释放。由于火花放电引发了空气中的氮气、氧气释放能量，所以在电流、电势、电极间距等条件完全相同的情况下，发生在空气中的火花放电，比发生在真空中的火花放电明亮、粗大、雷暴云中的闪电，是发生在大气中的火花放电。它以同样机理引发氮、氧分子释放能量，闪电光谱中闪烁的氮、氧原子、分子谱线、谱带，精确的描绘了闪电光芒的结构。闪电光谱将所有在闪电中发光的元素一一记录在案。它们在闪电中的发光机理都将被揭示。由于闪电引发多种气体分子释放光子，所以闪电过程强烈发光，并生成大量NOX.。氮、氧原子中的电子受激跃迁、发光后返回原电子轨道，因此氮、氧原子发光后仍为氮、氧原子，未发生质变反应。氮、氧分子中的电子发光后不返回原电子轨道，重组成NOX分子轨道，因此氮、氧分子的发光反应是化合反应，它使局部大气成份、压力剧变。由于氢气比重轻，所以正常大气中含量极低，北半球大气平均氢浓度为0.578ppmv，南半球大气平均氢浓度为0.552ppmv。大气中的微量氢原子、氢分子在闪电中发光后，闪电光谱中难以观测到。闪电光谱中出现的明显氢元素谱线，是被闪电电解了的H2O发出的。传统云室实验显示水成物粒子碰撞、磨擦、感应、对流、结晶、淞附、溶化、破碎、温差等形式均起电微弱，不足以引发闪电。这是因为H2O是低能化合物。氢氧燃烧、葡萄糖有氧氧化、氢氧燃料电池等化合反应，释放能量后形成的低能化合物就是H2O。能量是不灭的，也不能无中生有。这一无法违背的定律表明由H2O构成的雷暴云不可以自行起电。但水是极性分子，水分子的极性偶矩为1.86×10-18cm静电单位，具有较强的吸附能力，所以雷暴云可以成为吸引、接受电能的汇。如果按这一判断推理，自然界中还应该有一个我们未知的源？是它在向雷暴云供电。利用人类的已知，特别是量子理论，对自然界中的物质、物体进行排查后发现太阳是向雷暴云供电的源。到达大气层外的太阳幅射能高达1357w/m2。扣除损耗，这一能量短时间蓄积，即可满足任何超级雷暴单体闪电所需电能。1899年，德国科学家勒纳德发现紫外线照射到物体上，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气象学使用的云室，它是由云室（１）、人造云雾（３）等组成的，其特征在于：云室（１）中安装有紫外光源（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈西林，王丽敏，
申请(专利权)人：陈西林，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]