Le dramaturge Tom Stoppard, dans « Rosencrantz et Guildenstern sont morts », fournit l'une des meilleures définitions de la science: « L'approche scientifique de l'examen des phénomènes est une défense contre l'émotion pure de la peur. »
Cela n'est nulle part plus vrai que dans l'étude de l'électricité dans la nature; à savoir, la foudre. Les humains primitifs ont dû être terrifiés par la foudre, à tel point qu'il est intégré à de nombreuses religions. La foudre est presque toujours associée aux dieux les plus puissants.
Dans la mythologie gréco-romaine, Zeus est armé de éclairs. Dans la mythologie nordique, Thor est le dieu du tonnerre et de la foudre. Le dieu Yoruba Shango est associé au tonnerre, à la foudre et à la justice.
La foudre apparaît également dans la culture populaire, et Shakespeare – pour une fois – se trompe mal dans « Cymbeline »: « ne craignez plus le flash Lightning. Ni » THUNDERSTON ALL-DRIDED. «
Cela fait référence à l'ancienne idée (et non déraisonnable) que le tonnerre était causé par d'immenses pierres tombant du ciel.
L'expression française « Coupe de Foudre » – Strike Lightning – se traduit à fond par « amour à première vue ». En anglais, nous savons que « la foudre ne frappe jamais deux fois ». C'est faux: malheureusement, la foudre frappe la tour CN à Toronto environ 75 fois par an.
Un milliard de volts
Notre compréhension moderne de la foudre commence avec Benjamin Franklin, qui a proposé de piloter un cerf-volant dans un orage avec une clé métallique attachée à la fin du fil. Il a émis l'hypothèse que le courant voyageait sur la ligne, mais il avait probablement trop de sens pour réellement effectuer l'expérience. Le physicien français Thomas-François Dalibard a mené l'expérience de la foudre en 1752. La même expérience a tué le physicien allemand Georg Wilhelm Richmann en 1753.
Que savons-nous de la foudre? Le processus de base qui crée des clips de tonnerre est que la charge positive, sous la forme d'atomes ionisés, est transportée en haut par les délans. Le haut du nuage est chargé positivement, le bas du nuage est négatif et une charge positive est induite sur le sol. La tension entre le bas du nuage et le sol peut varier entre 100 millions à un milliard de volts.
Même si l'air sec est normalement un isolant, il se décomposera et deviendra un conducteur si le champ électrique atteint trois millions de volts par mètre. Le processus réel qui se déroule est complexe: le champ électrique s'accumule au-delà du maximum, produisant des chemins ionisés, se développant vers le bas à partir du nuage et vers le haut à partir du sol.
Ces branches et se penchent au hasard, selon la densité locale de l'air. Lorsqu'ils se rencontrent, ils forment une voie conductrice qui rejette le déséquilibre de charge en quelques millisecondes. Le courant peut être énorme, jusqu'à un million d'amplis.
La foudre n'est pas unique aux orages sur Terre. Les volcans fournissent des courants ascendants rapides avec beaucoup de friction entre les particules de cendres. Le Galileo Space-Grobe a capturé des images de Lightning le côté nocturne de Jupiter.
Électricité dangereuse
Les églises étaient connues pour brûler après avoir été frappé par la foudre. Ce n'est guère surprenant: dans la plupart des vieilles villes européennes, l'église aurait été le plus haut bâtiment et surmontée d'une croix métallique, offrant un chemin parfait pour le courant.
Un exemple dramatique a été un coup de foudre sur une église à Brescia, en Italie. L'église était, pour une raison quelconque, utilisée pour stocker la poudre à canon et l'explosion qui en a résulté a fait 3 000 décès.
Le corps humain peut être un bon conducteur, donc un courant produit par Lightning préfère passer à travers une personne. Deux à trois personnes sont tuées par la foudre chaque année au Canada.
Les personnes tuées par la foudre se trouvent souvent nues: le courant massif peut provoquer la vaporisation des liquides et produire une explosion suffisamment forte pour déchirer les vêtements du corps.
Si vous êtes jamais sorti sur un lac dans un canoë et que vous frappez un orage, restez où vous êtes et vous allongez, ou allez au rivage le plus rapidement possible. La charge induite est à la surface du lac, donc lorsque le boulon frappe, il y aura un très grand courant à la surface de l'eau mais vous serez protégé dans le canoë.
Mesures de protection
Dans les années 1750, Franklin a inventé la paratonnerre comme protection contre la foudre, une tige métallique fortement pointue attachée au sommet d'un bâtiment.
La paratonnerre attirerait la foudre en ayant un champ électrique très fort autour du point tranchant. Cela ionise l'air et permet au courant de s'écouler de sorte que la frappe frappe le conducteur plutôt que la structure.
De nos jours, de nombreuses variations sur les conducteurs de foudre existent, des tiges aux sphères, réduisant la quantité de dommages causés par les coups de foudre.
