Для ртути ионизационный потенциал равен 10,4 эВ. Кроме первого ионизационного потенциала, т. е. энергии освобождения электрона из нейтрального атома, существуют второй, третий и т. д. Потенциал ионизации можно определить, измеряя ток положительных ионов, возникающих в результате ионизации атомов электронным ударом.
Частица в метастабильном состоянии, как вообще возбужденная частица, может ионизироваться при поглощении фотона или путем соударения. При наличии в частицах метастабильных состояний (пары ртути, благородные газы) вероятность ступенчатой ионизации возрастает из-за большей продолжительности жизни молекул в этом состоянии [68]. Если атом или молекула в возбужденном состоянии, при отсутствии возмущений ударами, остаются в этом состоянии в течение времени порядка 10 сек, то в метастабильном состоянии они могут оставаться в течение значительно меньшего времени. В условиях электрического разряда продолжительность жизни метастабильного состояния является функцией давления и размеров сосуда, поскольку она определяется соударением с другими молекулами и ударами о стенки
Рис. 7
Рис. 7. Результаты опытов Франка и Герца по ионизации ртути [65]
Другим важным результатом опытов Франка и Герца явилось обнаружение испускания ртутным паром ультрафиолетового света с длиной волны λ=253,6 нм, которое появлялось всякий раз, как только ускоряющее электроны напряжение U превышало 4,9 В. Нетрудно убедиться, что эта длина волны удовлетворяет правилу частот Бора для резонансного перехода Е2 Е1 атома ртути (рис. 7).
Как уже отмечалось, даже при достаточной кинетической энергии столкновение электрона с атомом не обязательно будет неупругим, так что возбуждение атома на уровень Е2 может и не произойти. В этом случае электрон получает шанс увеличить свою кинетическую энергию за счёт ускорения электрическим полем на последующем свободном пробеге до значений, достаточных для неупругих столкновений с возбуждением последующих уровней Е3, Е4, Е5 и т. д. Однако в плотных газах этого практически не происходит по причине коротких свободных пробегов и сильной конкуренции со стороны столкновений, сопровождающихся возбуждением на уровень Е2. Возбуждение более высоких уровней ускоренными электронами можно наблюдать лишь при давлениях, существенно меньших, чем в опытах Франка и Герца.
В описаниях говорится о том, что ртуть обладает самым высоким в природе потенциалом ионизации. А что такое ионизация? Вот справка:
«Ионизация эндотермический процесс образования ионов из нейтральных атомов или молекул. Положительно заряженный ион образуется, если электрон в молекуле получает достаточную энергию для преодоления потенциального барьера, равную ионизационному потенциалу».
Таким образом, ртуть применена с глубоким знанием её свойств. Самый высокий потенциал ионизации позволяет на поверхности купола в парах ртути провести эффективную ионизацию и получить огромное число зарядов (рис. 5).
Ртуть обладает свойством концентрировать положительный заряд на поверхности купола.
Свойство 2. Увеличение эффективности действия антенн под действием паров ртути
Российский исследователь О. Л. Архипов разместил в журнале «Радио» интересную статью о применении ртути для увеличения эффективного действия антенн во много раз рис. 8.
Рис. 8
Рис. 8. Статья автора О. Л. Архипова об увеличении действия антенны за счет применения ртути [56]
В этой статье есть неточности. Во-первых, у ртути в колбе должен быть электрический контакт с «метёлкой» антенны. И во-вторых, пары ртути, не просачиваются через стекло. В люминесцентных лампах ведь ртуть не просачивается через колбу.
Автор совершенно прав, что применение ртути дает эффект увеличения высоты антенны в десятки и даже сотни раз, как будто увеличили эту антенну на километровую высоту. И, соответственно, разность потенциалов вырастает в сотни раз.
Автор, Александр Матанцев, дает свое объяснение этому феномену по широкому использованию ртути в системе получения атмосферного электричества и атмосферной энергии. Во-первых, из показанной выше статьи О. Л. Архипова, всей стране стало понятно, что ртуть усиливает в сотни раз свойства антенны. А почему? Вот теперь дает пояснение Александр Матанцев. Ртуть это единственный металл, который легко может испаряться в нормальных условиях. Привожу справочные данные [70].
Автор, Александр Матанцев, дает свое объяснение этому феномену по широкому использованию ртути в системе получения атмосферного электричества и атмосферной энергии. Во-первых, из показанной выше статьи О. Л. Архипова, всей стране стало понятно, что ртуть усиливает в сотни раз свойства антенны. А почему? Вот теперь дает пояснение Александр Матанцев. Ртуть это единственный металл, который легко может испаряться в нормальных условиях. Привожу справочные данные [70].
Давление насыщенного пара ртути при разных температурах:
при 0 градусах 0,00021 мм. рт. ст.,
при 20 градусах 0,0013 мм. рт. ст., для паров воды 17,54 мм. рт. ст.
при 40 градусах 0,0065 мм. рт. ст., для паров воды 55,3 мм. рт. ст.
при 60 градусах 0,025 мм. рт. ст., для паров воды 149,3 мм. рт. ст.
при 80 градусах 0,092 мм. рт. ст., для паров воды 355,1 мм. рт. ст.
при 90 градусах 0,16 мм. рт. ст.
Что из этого следует? Из этого следует, что проводимость паров ртути резко увеличивается при росте температуры. Не случайно ртуть, или киноварь, содержащая 87% ртути, размещается в области малого шара над куполом. Там температура под действием солнца может достигать 50 60 градусов. Тогда, судя из приведенных примеров по давлению насыщенных паров, при такой температуре плотность паров ртути резко возрастает. Вот теперь самое время вспомнить, что ртуть это металл! Следовательно, пары ртути обладают достаточной проводимостью, чтобы выполнять функции антенны. Это не сплошной металл, а получается слой паров ртути, обладающих небольшой проводимостью. Из теории антенн известно, что не только металл обладает свойствами антенн, но и, например, графит, или угольный стержень, также обладает антенными свойствами. По существу, слой паров ртути можно приравнять по электрическим свойствам к слою проводящего графита. А теперь рассмотрим область распространения паров ртути. Эти пары, хотя и тяжелые, но под действием ветра, распространяются во все стороны.
Пары ртути в семь раз тяжелее воздуха. Казалось бы, при этом они должны резко перемещаться вниз в объеме воздуха. Так оно и происходит, но действует и другой механизм. Обратимся к официальной инструкции 156, [71]. Вот содержание пункта 6.1. этой инструкции: «В обычных условиях ртуть обладает повышенным давлением насыщенных паров и испаряется с высокой скоростью, которая с ростом температуры увеличивается, что приводит к созданию опасной для живых организмов ртутной атмосферы. Несмотря на то, что пары ртути в 7 раз тяжелее воздуха, они не накапливаются в нижних зонах помещений, а распространяются равномерно по всему объему. Это происходит потому, что при испарении ртути образуется паровоздушная смесь, причем из-за малой концентрации паров при комнатной температуре утяжеление воздуха оказывается крайне незначительным и воздух, содержащий пары ртути, не опускается вниз, а рассеивается по всему помещению» (объему).
Это свойство позволяет использовать пары ртути для занятия большого объема вокруг места размещения киновари. Это именно то свойство, которое полезно для системы сбора атмосферного электричества.
На рис. 9 показано, как пары ртути распространяются вверх под действием дующего вверх ветра. При этом пары ртути распространяются во все стороны, учитывая свойство формирования паровоздушной смеси. Что же получается в итоге: пары ртути, обладающие проводимостью, аналогичной свойствам антенны, занимают область во много раз больше области металлического штыря, антенны или купола. В результате значительного увеличения объема эффективного действия антенны, увеличиваются и свойства по сбору заряженных частиц в этом объеме, и, как результат, эффективность сбора атмосферного электричества.
Малые купола это явно соединённые последовательно в одну цепь усилительные устройства, которые обеспечивают нужные характеристики тока в толстом силовом элементе, закреплённом внизу купола на материал его наружного покрытия. В малых куполах, выполняющих функции усилителей, и надо искать ртуть или потайные места для её возможного хранения. Есть много сведений, что именно там ртуть и находят, но списывают на мастеров, которые золотили купола и оставили её там (или пролили). Как известно, ртуть имеет свойство испаряться, и за долгие века её бы там совсем не осталось, если бы она была пролита по неосторожности