Mikä on Lichtenbergin kuva?

Lichtenbergin hahmo on sähköpurkauksen muoto, jossa on haarautuva, höyhenmäinen kuvio. Se on nimetty 16 -luvun saksalaisen fyysikon Georg Christoph Lichtenbergin mukaan, jonka ansioksi hän löysi mallin. Lichtenbergin hahmon tuottamaa tuotosta pidetään fraktaalin muodona, joka on luonteeltaan kuvioita, jotka toistuvat pienemmissä mittakaavoissa, mikä osoittaa ominaisuuden, joka tunnetaan itsensä samankaltaisuutena.

Plasmafysiikan nykytiede perustuu perusperiaatteisiin, jotka liittyvät haarautuvien sähköpurkausten luomiseen, kuten Lichtenbergin hahmo. Fraktaalit tai sähköinen energian hajoaminen, jotka syntyvät Lichtenbergin hahmon muodostuessa, johtuvat dielektristen fysikaalisista ominaisuuksista. Dielektriikka on tutkimus sähkökatkoksesta, kun suurjännitevirrat kulkevat eristimen tai aineen läpi, joka voi ylläpitää sähkökenttää pienellä tehonhäviöllä.

Xerografia tai valokopiokoneiden käyttämä prosessi perustuu myös sähköstaattisen purkauksen periaatteisiin, jotka esiteltiin ensimmäisen kerran Lichtenbergin kuvassa. Yksi Georg Lichtenbergin työn ainutlaatuisista piirteistä näiden lukujen kanssa oli, että hän huomasi, että positiivisilla ja negatiivisilla varauksilla on hyvin erilaisia ​​malleja. Positiivisesti varautunut hahmo on yleensä voimakkaasti haarautunut ja monikerroksinen, kun taas negatiivisesti varautunut hahmo muistuttaa enemmän laajenevaa pyöreää aaltokuviota, joka nähdään pudotettaessa kiveä lampaan. Valokopiotekniikka perustuu positiivisten ja negatiivisten varausten eroon kuvien siirtämiseen paperille.

Alunperin Georg Lichtenberg käytti väliaineita hahmon muodostamiseen, kuten hartsin tai lasin eristimiä, jotka oli päällystetty ohuella kerroksella jauhemaisia ​​rikki- tai lyijytetroksidijohtimia. Nämä ensimmäiset näytöt tunnetaan Lichtenbergin pölyhahmoina. Pintalatauksia esiintyi jauhemaalissa, toisin kuin mitä nähdään, kun rautahiutaleet järjestyvät kuvioksi magneettikentän läsnä ollessa. Lichtenbergin hahmo muistutti lähinnä luonnollista salamankuviota, jossa energian purkautuminen oli tasaisempaa ulospäin haarautuvasta pyöreästä keskuksesta.

Kun Lichtenbergin hahmon ominaisuuksien tutkimusta jatkettiin 19- ja 20 -luvuilla, hajautuvien sähköpurkausten näyttämiseen käytettiin myöhemmin välineitä, kuten valokuvafilmiä ja ionisoituja kaasuja. Nykyinen menetelmä Lichtenbergin hahmon muodostamiseksi on käyttää akryylimuovilohkoja eristiminä, joiden kautta lineaarikiihdyttimestä johdetaan erittäin korkea jännite 150 kilowatin alueella. Tämä prosessi tuottaa jopa 5 miljoonan elektronivoltin (MeV) elektronisäteitä, jotka kykenevät tunkeutumaan noin 0.5 tuumaa (1.27 cm) akryylialustaan ​​ennen pysäyttämistä. Pyörittämällä akryylilohkoa tai lataamalla useita alueita voidaan luoda yksityiskohtainen kolmiulotteinen kuva. Lichtenbergin hahmotutkimuksella voi olla monia käytännön sovelluksia lääketieteessä, elektroniikassa ja muussa, ja se on myös sivuvaikutus ydinfuusio -tutkimuksessa Sandian kansallisen laboratorion Z -laitoksessa, New Mexico, Yhdysvallat.