ザ・サンダーボルツ勝手連 Donald E. Scott Examining Electric Plasma Discharge ThunderboltsドナルドE.スコット・ 電気プラズマ放電を調べる ・・サンダーボルツ
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2
Recently, I wrote a short paper that attempts to describe the entire collection of experimental data that has been accumulated over the years in support of the Electric Sun hypothesis.
最近、私は、
エレクトリック・サン(電気的太陽)仮説を、
支持するために長年にわたって蓄積されてきた、
実験データのコレクション全体を、
記述しようとする短い論文を書きました。
3
Many, many people have contributed vital parts of the Electric Sun model and the physics and the math that's involved can get fairly complex.
多くの人々が、
エレクトリック・サン(電気的太陽)モデルの
重要な部分に貢献しており、関連する、
物理学と数学はかなり複雑になる可能性があります。
4
Certainly, more so than can be understandably packaged into a short video, like this one.
確かに、
理解できるようにパッケージ化するには、
このような短いビデオでは、
(内容は)それ以上のものです。
5
So, today I'd like to start to cover a few of the high points of that stack of evidence.
それで、今日は、
その証拠の山のハイポイントの、
いくつかをカバーし始めたいと思います。
6
But first, we have to have a common understanding of the words we're using.
しかし、最初に、
私たちが使用している単語について、
共通の理解を持っている必要があります。
7
We need to appreciate certain of our Sun's physical properties and certain of its electrical properties, and it has both.
私たちは太陽の物理的特性と電気的特性の、
いくつかを理解する必要があり、
それ(単語の共通の理解)は、両方を持っています。
8
Simply put, the Sun contains matter, obviously.
簡単に言えば、太陽には、
明らかに物質が含まれています。
9
All matter has mass.
すべての物質には、
質量があります。
10
Mass is the property that determines the degree to which an object will be accelerated by a given force.
質量は、オブジェクトが、
特定の力によって加速される程度を決定する特性です。
11
Mass can only have a value greater than zero.
質量は、
ゼロより大きい値のみ、
を持つことができます。
12
No such thing as negative mass.
負の質量の、
様なものは、ありません。
13
All matter also is able to carry an electrical charge.
すべての物質はまた、
電荷を運ぶことができます。
14
Charge can be either positive or negative.
電荷は、
正または負のいずれかです。
15
Two charges that have the same algebraic sign will repel each other.
同じ代数記号を持つ、
2つの電荷は、互いに反発します。
16
Charges of opposite algebraic sign will attract each other.
反対の代数記号の電荷は、
互いに引き付け合うでしょう。
17
Any matter having equal amounts of both kinds of charge is called neutral, and will neither attract nor repel, anything electrically;
but the charges are still there.
両方の種類の電荷が等しい量を持つ、
如何なる物質も、中性と呼ばれ、
電気的に何かを引き付けたり
反発したりすることはありません;
しかし、電荷は、まだそこにあります。
18
A gravitational force exists between any two objects.
重力は、
任意の2つのオブジェクトの間に存在します。
19
Its strength depends on the amounts of their masses.
その強さは、
それらの質量の量に依存します。
20
Each mass is the site of a gravitational field, so-called, all gravitational fields attract other masses.
各質量は、重力場のサイト(領分)であり、
いわゆる、すべての重力場は他の質量を引き付けます。
21
There's no such thing as gravitational repulsion.
重力反発の様なもの、
はありません。
22
The force that exists between charges is called an electric field.
電荷間に存在する力は、
電場(=電界)と呼ばれます。
23
Electrical forces will exist, whether charge objects are in motion or not.
電荷物体が動いているかどうかにかかわらず、
電気力が存在します。
24
But any moving charge constitutes an electric current.
しかし、如何なる移動する電荷も、
電流を構成します。
25
And any electric current will create a magnetic field.
そして、
どんな電流でも、
磁場を発生させます。
26
The magnetic field encircles the current that creates it and will have no beginning nor end.
磁場は、それ(磁場)を、
生成する電流を取り囲み、
そして、始まりも終わりもありません。
27
Every magnetic field is a closed loop.
すべての磁場は、
閉ループです。
28
Matter is made up of atoms.
物質は、
原子達で構成されています。
29
An atom is constituted of one or more positively charged protons, and one or more negatively charged electrons.
原子は、1つ以上の正に帯電した陽子と、
1つ以上の負に帯電した電子とから構成される。
30
Any atom in its neutral – i.e. natural - state has an equal number of both protons and electrons.
その中性状態にある任意の原子
–つまり、ニュートラル状態とは、-
陽子と電子の両方が同数の状態です。
31
It may, or not, also contain some neutrons which carry no net charge.
また、正味電荷を持たない
中性子が含まれている場合と、
含まれていない場合もあります。
32
Plasma is a cloud of any kind of gas.
プラズマは、
あらゆる種類のガスの雲です。
33
Some of the atoms of which have been stripped off of one or more of their electrons.
そのうちの原子のいくつかは、
それらの電子の1つ以上から剥ぎ取られています。
34
Each newly freed electron carries a negative charge, and because the atom that has lost one, now has one more positive charge than it has negative, it's called a positive ion.
新しく解放された各電子は、
負の電荷を持っており、
1つ(の電子)を失った原子は、負の電荷よりも、
1つ多い正の電荷を持っているため、正イオンと呼ばれます。
35
Sometimes written as a +ion.
+イオンと、
表記されることもある。
36
But just a few more important facts about electricity and plasma.
しかし、電気とプラズマについての、
ほんの少しの重要な事実があります。
37
First the electric field.
まず、第一は、
電界(=電場)。
38
Electric field lines are used to illustrate the shape and relative strength of any electric field.
電気力線は、
電界(=電場)の形状と相対強度を、
示すために使用されます。
39
They begin on positive charges and end on negative charges.
それらは正の電荷で始まり、
負の電荷で終わります。
40
In a laboratory plasma discharge, fixed positive charges are often located inside a conducting material, called the anode.
実験室のプラズマ放電では、
固定された正電荷が、
アノード(陽極)と、呼ばれる導電性材料の、
内部に、位置することがよくあります。
41
Electric field lines originate on them.
電気力線は、
それらから始まります。
42
The lines end on negative charges that are often inside another conductor, called the cathode.
この線はマイナス電荷で終わり、
多くの場合、別の導体の内部にあり、
カソードと呼ばれます。
43
The field lines leave and enter both these conductors perpendicularly to their surfaces.
力線は、これら両方の導体の
表面に対して、垂直に出たり入ったりします。
44
They can't come in or out obliquely, because there cannot be a vector component of an electric field inside a perfect conductor parallel to its surface.
その表面に平行な完全な導体の内部には、
電場のベクトル成分は、存在できませんので、
それらは、斜めに出入りできません。
45
A perfect conductor allows charges to move instantaneously.
完全な導体では、
電荷が瞬時に移動します。
46
Thus, no ideal perfect conductor can contain separated positive and negative charges inside of itself.
したがって、理想的な完全な導体は、
その内部に分離した、
正と負の電荷を含むことはできません。
47
Those charges would immediately come together, recombine and neutralize each other.
これらの電荷は、すぐに集まり、
再結合してお互いを中和します。
48
So, no E-field lines can exist on, or within, an ideal conductor.
したがって、
理想的な導体上、
または内部には、
電界線は存在できません。
49
Two fixed charges of opposite polarity can exist like this in the same vicinity, but not if they're free to move around and unite.
このように反対極性の
2つの固定電荷が、
同じ近くに存在することは可能ですが、
それらが自由に動き回って
結合できる場合は、そうではありません。
50
This is why some mainstream astronomers and astrophysicists claim that
quote “Plasma is a perfect conductor, therefore E-fields cannot exist within any plasma.” Unquote.
これが、一部の主流の天文学者や天体物理学者が、
次のように主張する理由です、
(引用)「プラズマは完全な導体であるため、
プラズマ内に電場は存在できません。」 (引用を解除します。)
51
But it's been shown many times that plasma, although it is a very good conductor, is not a perfect conductor.
しかし、プラズマは非常に優れた伝導体ではありますが、
完全な、伝導体ではないことが何度も示されています。
52
The SAFIRE plasma laboratory in Toronto measured E-field strengths in a plasma similar to the one that surrounds the Sun at over 8,000 volts per meter.
トロントの SAFIRE プラズマ研究所は、
太陽を取り囲むプラズマと同様のプラズマにおける
電界強度を 1 メートルあたり 8,000 ボルト以上で測定しました。
53
What about the magnetic fields?
磁場については、
どうでしょうか?
54
Magnetic field lines are used to describe the shapes and relative strength of any magnetic field.
磁力線は、
磁場の形状と相対的な強さ、
を記述するために使用されます。
55
They have no beginnings or endings;
they are closed paths.
それらには始まりも終わりもありません;
それらは閉じられた道(経路)です。
56
Electric fields begin and end on electric charges, but there isn't anything like positive or negative charges in magnetism.
電場は電荷で始まり電荷で終わりますが、
磁気には、正または負の電荷のようなものはありません。
57
Magnetic field lines link electric currents - like two links in a chain linked to each other.
磁力線は電流と結び付いています
- これは、互いに組み合されたチェーン内の、
2つのリンク(輪)のようになります。
58
Anyone proposing an open-ended magnetic field is ignorant of one of the most basic properties of the physics of magnets.
オープンエンド磁場を提案する人は誰でも、
磁石の物理学の最も基本的な特性の1つについて無知です。
59
Electric and magnetic fields do not pull or push on each other.
電界(=電場)と磁界(=磁場)は、
互いに引っ張ったり押したりしません。
They just add up.
それらは、単に合計されます。
60
If a spherical conducting object contains positive charge, then the perpendicular electric field vectors are pointed away from the center of that sphere.
球状の導電性物体が正の電荷を含む場合、
垂直電界(=電場)ベクトルは、
その球の中心から離れる方向を指します。
61
If the object is irregularly shaped, then the electric field vector at any point on its surface is perpendicular to the surface at that location.
物体の形状が不規則な場合、
その表面上の任意の点における電界ベクトルは、
その位置の表面に対して垂直になります。
62
The same is true for negative charges, except that the lines are pointing into the object.
線が物体を向いていることを除いて、
負の電荷にも同じことが当てはまります。
63
Notice that the net resulting field is the vector sum of two component radial fields.
正味の結果のフィールドは、
2つの成分の放射状フィールドの
ベクトル和であることに注意してください。
64
This is demonstrated at three different points in this diagram.
これは、この図の
3つの異なる点で示されています。
65
The two purely radial component E-fields do not interfere with each other or affect each other in any way.
2つの純粋な放射状成分の電場は、
互いに干渉したり、
何らかの影響を与えたりすることはありません。
66
They simply add together, as vectors do, to form the overall net resulting field.
これらは、
ベクトルと同様に単純に加算されて、
全体的な正味の結果のフィールドを形成します。
67
This is colored magenta in the diagram and labeled E-Total.
これは図ではマゼンタに色付けされており、
E-Total というラベルが付いています。
68
Magnetic fields have the same linear vector additive property, except magnetic fields don't end anywhere - they're closed paths, loops.
磁場は同じ線形ベクトル加法特性を持っていますが、
磁場はどこでも終わらず、
閉じた経路、ループである点が異なります。
69
Objects that are the sources of electric and magnetic fields can themselves be pushed and pulled on by other objects that are the sources of similar fields, but the component fields themselves do not affect each other - they just add up to form a vector sum.
電場と磁場の発生源である物体自体は、
同様の場の発生源である他の物体によって、
押したり引っ張られたりすることがありますが、
構成要素である場自体は互いに影響しません、
70
-それらは単に加算されて
ベクトル和を形成するだけです。
71
When an electron is separated from an electrically neutral atom, the process is called ionization.
電子が電気的に中性の原子から分離されるとき、
そのプロセスはイオン化と呼ばれます。
72
We say the atom has become quote ‘ionized’, unquote.
原子は、
(引用)「イオン化」(引用解除)
された状態になったと言います。
73
In this process, a neutral atom becomes a pair of charged carriers - a positive ion and a negative electron.
このプロセスでは、中性原子が、
正イオンと負電子という、
- 一対の荷電キャリアになります。
74
It takes a certain amount of energy to liberate that electron from its usual state within an atom.
それらの電子を、
原子内の通常の状態から解放するには、
ある程度のエネルギーが必要です。
75
An electric current is the movement of electric charge
- and if no ionization occurs, if there is no separated charges –
there can't be any current and without a current somewhere in the vicinity, there can't be any magnetic field.
電流は電荷の移動です
- そして、イオン化が起こらない場合、
分離された電荷がない場合 –
76
電流が存在することはあり得ず、
近くのどこかに電流がなければ磁場も存在しません。
77
Permanent magnets may seem to be an exception to this, but they're not.
永久磁石は、
例外のように思えるかもしれませんが、
そうではありません。
78
Any permanent magnet must have, at some earlier time, been magnetized by an electric current.
任意の如何なる永久磁石も、
ある程度早い段階で、
電流によって磁化されている必要があります。
79
There are no permanent magnets in space so far as we know
- no current, no magnetism.
私たちが知る限り、
宇宙には永久磁石はありません
- 電流がなければ、磁気もありません。
80
Visible light is produced in a plasma by the recombination of previously separated electrons and positive ions.
可視光は、以前に分離された電子と、
陽イオンの再結合によってプラズマ内で生成されます。
81
The electrical energy that was originally given to the electron in order to separate it from the rest of its atom, is given back in this recombination process to the plasma, usually in the form of visible light.
電子を他の原子から分離するために、
最初に電子に与えられた電気エネルギーは、
この再結合プロセスで、
通常は可視光の形でプラズマに戻されます。
82
That's how plasmas light up.
そうやって、
プラズマが光るのです。
83
The electrical properties of a plasma discharge are unique.
プラズマ放電の、
電気的特性は独特です。
84
A plasma is a cloud of ‘plus-ions’ and ‘minus-electrons’, usually but not necessarily, equal in number.
プラズマは、
「プラスイオン」と「マイナス電子」の雲であり、
必ずしも同じ数ではありませんが、通常は同じ数です。
85
In a laboratory, plasma is usually studied by constructing a discharge tube.
実験室では、通常、
放電管を構築してプラズマを研究します。
86
This is a closed cylindrical glass tube that has an internal metal electrode at each end.
これは、両端に内部金属電極を備えた、
閉じた円筒形のガラス管です。
87
Each of these electrodes is connected to a wire conductor that passes out through the glass.
これらの電極はそれぞれ、
ガラスを通過するワイヤー導体に接続されています。
88
One of these electrodes is electrically connected to the positive terminal of an external power supply
- it's then called the anode –
and the other electrode is connected to the negative terminal of that same power supply and it's named the cathode.
これらの電極の 1 つは、
外部電源の正端子に電気的に接続されています
- それは「アノード」と呼ばれます –
89
もう一方の電極は同じ電源の、
マイナス端子に接続されており、「カソード」と呼ばれます。
90
Typically, the tube is evacuated of all the air it initially contains, and then a small amount of a pure gas is allowed to enter.
通常、チューブは最初に含まれている空気をすべて排気し、
その後、少量の純粋なガスが入るようにします。
91
Usually this is a so-called noble gas, one that does not easily combine with any other element.
通常、これはいわゆる希ガスであり、
他の元素と容易に結合しないものです。
92
If and when the voltage applied across the tube is slowly increased, up from zero, an electric current will begin to flow.
管にかかる電圧をゼロから、
徐々に増加させると、電流が流れ始めます。
93
The earliest investigators of electricity knew that invisibly tiny little particles, they originally called ’electric corpuscles’
- and then they later called them ‘electric charges’ –
were flowing inside the wires of their experiments.
初期の電気の研究者たちは、
目に見えない小さな粒子が元々
「電気微粒子」と呼ばれていたことを知っていました
94
- そして彼らは後に、
それらを「電荷」と呼びました -
彼らの実験のワイヤーの中を流れていました。
95
And they only flowed in a closed loop path.
そして、それらは、
閉ループ経路内でのみ、流れました。
96
The closed loop path they called a ’circuit’ - ‘circuit’ having00]0 the same basis as the word ‘circle’,if the loop was cut, the circle was broken.
彼らが「回路」と呼んだ閉ループの経路の
- 「回路」は「円」という言葉と同じ基礎を持ち、
ループが切れれば、円は壊れます。
97
Say, by opening a switch in it, the flow would stop, and no energy would be transferred from the power supply to whatever the wires were connected to.
たとえば、スイッチを開くと流れが止まり、
電源からワイヤーが接続されているものに、
エネルギーが伝達されなくなります。
98
But they had no way of determining in which direction the charges were moving in the loop.
しかし、それらは、
ループ内で電荷がどの方向に移動しているかを、
判断する方法はありませんでした。
99
So, they just arbitrarily labeled the terminal of their power supply that had the higher voltage with a plus sign and called the invisible particles, that they couldn't see, that came out of it, positive charges.
そこで、電圧が高い方の電源の端子に、
勝手にプラス記号を付け、
そこから出てくる目に見えない粒子を、
正電荷と呼んだのです。
100
And we still do.
そして、
今もそうしています。
101
But they guessed wrong.
しかし、
彼らの推測は間違っていました。
102
We now know that positive charges cannot travel inside metal wires.
正電荷は、金属ワイヤーの中を、
移動できないことがわかっています。
103
Negative charges (electrons) move inside wires.
マイナスの電荷(電子)が、
ワイヤー内を移動します。
104
They come out of the power supply terminal that's marked with a minus sign.
それらは、
マイナス記号の付いた、
電源端子から出ています。
105
They go around the loop, go through the tube and enter the positive terminal of the supply.
それらはループを一周し、
チューブを通って、
電源のプラス端子に入ります。
106
But luckily, negatively charged electrons moving one way, are exactly equivalent to positive charges moving in the other way.
しかし幸いなことに、
負に帯電した電子が一方向に移動することは、
正電荷が逆方向に移動することとまったく同じです。
107
So, to this day, we still talk about positive charges coming out of the plus terminal of a power supply, going around the circuit, and entering back into the source via its negative terminal.
したがって、今日に至るまで、
正電荷が電源のプラス端子から出て、
回路を一周し、マイナス端子を介して、
電源に戻ることについて話しています。
108
We call this a positive current, and that usually works just fine.
これを正電流と呼びますが、
通常は問題なく動作します。
109
But when we discuss what's going on inside a plasma discharge, we have to be very careful to say exactly which carriers are moving, where they are, what direction they're moving in, and why.
しかし、プラズマ放電の内部で、
何が起こっているかを議論するとき、
どのキャリアがどこにいて、
どの方向に移動しているのか、
そして、なぜ移動しているのかを正確に言うことに、
細心の注意を払う必要があります。
110
In this circuit diagram, negative charges (electrons) are traveling counterclockwise around the loop.
この回路図では、負の電荷 (電子) が、
ループを反時計回りに移動します。
111
The current is labeled I and it shows how positive charges would flow.
この電流には I というラベルが付けられ、
正の電荷がどのように流れるかを示します。
112
But that's okay, as long as we realize that what is actually happening inside the tube
- shown in red –
is negative electrons are traveling from the minus to the plus, and then back into the positive terminal of the power supply.
しかし、それは大丈夫です、
- 赤で表示している –
チューブ内で実際に
何が起こっているのかを理解する限り、
113
それは、マイナスの電子は、
マイナスからプラスに移動し、
その後、電源のプラス端子に戻ります。
114
The strength of this current is limited by the degree to which free positive and negative charge carriers are available inside the tube, and also usually by a variable resistor connected in series with the power supply and the tube.
この電流の強さは、チューブ内で利用可能な
自由の正および負電荷キャリアの程度、
および通常、電源およびチューブと
直列に接続された可変抵抗によって制限されます。
115
If there are no free charge carriers in the tube, no current will exist.
この管内に、自由な電荷キャリアが、
存在しない場合、電流は存在しません。
116
The tube acts like an open switch in the circuit.
この真空管は、
回路内で開いたスイッチのように機能します。
117
As with any DC electric circuit, the value of the current at all points in the circuit is the same.
他の DC 電気回路と同様、
回路内のすべての点での電流値は同じです。
118
Positive ions cannot move within wires, only electrons are able to do that.
正イオン達は、
ワイヤー内を移動できず、
電子達のみが移動できます。
119
Free positive ions do exist in our circuits and they contribute to the total current, but only inside the tube.
回路内には遊離正イオン達が存在し、
総電流に寄与しますが、
それはチューブ内のみです。
120
Electrons flow both inside the tube and in the wires.
電子は、
管の中とワイヤーの両方を流れます。
121
Positive ions only stay inside the tube.
プラスイオンは、
チューブ内にのみ留まります。
122
The relationship between the voltage V, across an ordinary resistor R, and the current unit I, is given by Ohm's law.
通常の抵抗器 R の両端の、
電圧 V と電流単位 I の関係は、
オームの法則によって与えられます。
123
V= I R - the first equation of electrical engineering that students learn.
V= I R
- 学生が学ぶ電気工学の最初の方程式です。
124
If we plot V as a function of I, it's a straight line that passes up from the origin and has a positive slope equal to the value of R.
V を I の関数としてプロットすると、
それは原点から上向きに通過し、
R の値に等しい正の傾きを持つ直線になります。
125
V is equal to I times R.
V は 、
I と R の積に等しい。
126
A plot of these same two quantities V and I, when the resistor R, is replaced by a plasma tube, is vastly different.
これらの同じ 2つの量、
V と I のプロットは、
抵抗器 R をプラズマ・チューブに
置き換えると、大きく異なります。
127
The vertical axis of this VA plot of the plasma, shows the value of the voltage measured by an external meter, a voltmeter, connected across the terminals.
このプラズマの V(電圧)/A (アンペア)プロットの縦軸は、
端子間に接続された外部メーター、
つまり電圧計によって測定された電圧の値を示します。
128
The voltage value at the anode with respect to that at the cathode is measured.
カソードにおける電圧値に対する、
アノードにおける電圧値が、測定されます。
129
The horizontal axis shows the value of the current at any and all points in the circuit.
横軸は、回路内の任意の点、
および、すべての点における、
電流の値を示します。
130
This current is of course measured by an ammeter that is external to the tube.
もちろん、
この電流は真空管の外部にある、
電流計によって測定されます。
131
It turns out that this same plot is also valid if we convert those externally measured terminal variables to quantities that occur at any single point within the plasma.
この同じプロットは、
外部で測定された最終変数をプラズマ内の
任意の 1 点で発生する量に、
変換した場合にも有効であることがわかります。
132
So, on the axes of the plot we can change the vertical axis label
- originally it was the anode- to -cathode voltage drop V –
and replace it with the value of the electric field, in volts per meter.
したがって、プロットの軸上で、
縦軸のラベルを変更できます
- 元々はアノードから –カソードへの電圧降下 V ですが–
それを、電場の値 (ボルト/メートル) に置き換えます。
133
Similarly, the horizontal axis, labeled ‘total current’ is changed to ’current density’ in Amps per square meter.
同様に、「総電流」とラベル付けされた横軸は、
平方メートルあたりのアンペア単位の「電流密度」に変更されます。
134
The shape of the plot remains the same, but now it describes what's happening at any single point within the plasma.
プロットの形状は同じままですが、
プラズマ内の任意の 1つの点で、
何が起こっているかを説明するようになりました。
135
Let's examine why this plot has the complicated shape that it does.
このプロットが、なぜこのような、
複雑な形をしているのかを調べてみましょう。
136
Clearly, it's divided into three main sections:
dark mode, glow mode, and arc mode.
明らかに、これは 3つの主要なセクションに分かれています:
ダーク・モード、グロー・モード、アーク・モード。
137
If no voltage is applied across the tube, the value of the current will obviously be zero.
真空管に電圧が印加されていない場合、
電流値は明らかにゼロになります。
138
But even at this point
- the origin of the plot –
there's some ionization occurring inside the tube.
しかし、この時点
- このプロットの原点(A)でさえ –
チューブ内でイオン化が起こっています。
139
Background radiation from cosmic rays, Earth's natural radioactive minerals, and other sources of radiation;
the heat in the room of the laboratory experiment;
these things will produce an extremely low value, but measurable degree of ionization in the tube.
宇宙線、地球の天然放射性鉱物、
その他の放射線源からの背景放射線;
実験室内の熱;
これらにより、チューブ内で、
非常に低い値ではあるが、
測定可能なレベルのイオン化が生成されます。
140
However, because no voltage is applied to the terminals, there's no electrical force present to cause those few ionized particles to drift toward one end or the other of the tube.
ただし、端子には電圧が印加されていないため、
これらの少数のイオン化粒子が、
チューブの一方の端または他方の端に向かって、
ドリフトする電気力は存在しません。
141
But if a low voltage is applied across the tube, a current will begin to exist.
しかし、真空管に、
低電圧が印加されると、
電流が発生し始めます。
142
The operating point of the plasma will move from point A toward point B.
プラズマの動作点は、
点 A から点 B に向かって移動します。
143
Now in this weak region of the dark mode (in range A to B), the low value of applied voltage causes negatively charged electrons in the tube to be attracted to the anode and move out of the plasma through the conducting wire.
ダーク・モードのこの弱い領域 (範囲 A ~ B) では、
印加電圧の値が低いため、
管内の負に帯電した電子が陽極に引き寄せられ、
導線を通ってプラズマの外に移動します。
144
Similarly, positive ions are attracted to the cathode inside the tube, but they can't escape from the tube.
同様に、陽(正)イオンは、
チューブ内の陰極に引き付けられますが、
チューブから逃げることはできません。
145
Positive ions cannot move in wires, but when they congregate down near the cathode, recombination with electrons entering the plasma from the cathode, occurs.
陽(正)イオンはワイヤーの中を移動できませんが、
陰極近くに集まると、
陰極からプラズマに入る電子との再結合が発生します。
146
However, each time an electron leaves the tube through the anode, another one enters through the cathode, so there are the same number of these charge carriers (electrons) in the tube as there were before the voltage was applied.
ただし、電子が陽極を通って管から出るたびに、
別の電子が陰極を通って入るため、
管内には電圧が印加される前と、
同じ数の電荷担体 (電子) が存在します。
147
And therefore, the same number of recombinations take place.
したがって、
同じ数の組換えが起こります。
148
The plasma remains invisible, but increasing the applied voltage increases the velocity of the charge carriers, so the current increases slightly.
プラズマは目に見えないままですが、
印加電圧が増加すると、
電荷キャリアの速度が増加するため、
電流はわずかに増加します。
149
From B to C (in the figure), if the voltage that’s applied across the electrodes, is gradually increased, eventually at point B, all the electrons and ions that the tube is able to produce, are being swept away into the external circuit, regardless of the increasing voltage that's being applied to the tube's terminals.
BからC(図)まででは、
電極間に印加される電圧が
徐々に増加し、最終的にポイントBでは、
150
チューブが生成できるすべての電子とイオンは、
チューブの端子に印加される電圧の増加に関係なく、
外部回路に流されています。
151
No more charge carriers are being produced inside the tube than before, and the value of the current is limited to the rate at which those charge carriers can be created by ionization in the tube.
以前よりもチューブ内で、
それ以上、電荷キャリアが生成されることはなくなり、
電流の値はチューブ内でのイオン化によって、
電荷キャリアが生成される速度に制限されます。
152
That ionization rate is held constant, because it's due solely to the constant value of natural radiation or heat energy that's penetrating into the tube.
その、イオン化率は一定に保たれます、
それは、チューブに浸透している、
自然放射または熱エネルギーの、
一定値のみによるものだからです。
153
Therefore, the current does not increase further;
it so-called ‘saturates’, it doesn't get any larger.
したがって、電流はそれ以上増加しません;
それは、いわゆる「飽和」し、
それ以上大きくなることはありません。
154
The plot goes almost vertically up.
このプロットは、
ほぼ垂直に上がっていきます。
155
This property is used in ‘Mini’-radiation counters.
この特性は、
「ミニ」放射線カウンターで使用されます。
156
In this range of operation, any charged particle pair that pops into existence in the inter-electrode space in the tube, due to the ionization of a neutral atom by a cosmic ray passing through the chamber, will cause an abrupt transient increase/pulse in the otherwise constant weak current.
この動作範囲では、
管内の電極間空間に出現する荷電粒子ペアは、
157
チャンバーを通過する宇宙線による
中性原子のイオン化によるもので、
そうでなければ一定の弱い電流のはずが、
急激な過渡的な増加/パルスが発生します。
158
Such pulses can be sensed by an external ammeter or an audio amplifier that produces the well-known clicking sound in such devices.
このようなパルスは、
外部の電流計や、そのようなデバイスでよく知られている、
クリック音を発生するオーディオ・アンプによって感知できます。
159
From point C to E, if the voltage across the tube is increased beyond point C, the current will again rise, but slightly.
点 C から E まででは、
管の電圧が点 C を超えて増加すると、
わずかではありますが、電流は再び増加します。
160
The electric field is now strong enough so that a few additional conducting charge pairs can be created by the strong electric field force pulling a few outer electrons from their orbits, ripping them out by the electric force.
電場は十分に強くなったので、
強い電場の力によって、
いくつかの追加の導電性電荷対が生成され、
その外側の軌道から電子がいくつか引かれ、
電気力によって電子がはぎ取られます。
161
This region of increasing current is called the Townsend discharge region.
この電流が増加する領域は、
タウンゼント放電領域と呼ばれます。
162
These discharges often occur due to high electric field strengths near sharp points, edges or any rough surfaces.
これらの放電は、鋭利な点、端、または粗い表面の近くの、
高い電界強度によって発生することがよくあります。
163
Crew members on sailboats on dark nights sometimes report streamers forming around the mastheads.
暗い夜にヨットに乗っている乗組員は、
マストヘッドの周りにストリーマーが、
形成されていると報告することがあります。
164
They call this Saint Elmo's fire.
彼らはこれを、
「セント・エルモの火」と呼んでいます。
165
I remember wall Thornhill commenting on the so-called enigmatic discovery by astronomers, that the peak mountain tops on Venus were seen to be glowing.
ウォル・ソーンヒルが、
金星の山頂が輝いて見えるという、
天文学者による、いわゆる、
謎の発見についてコメントしたのを覚えています。
166
He pointed out that a large increase in the strength of the electric field at such points, sharp points, revealed by tightly converging electric field lines, often produces a Saint Elmo's fire discharge.
彼は、そのような点での電場の強さの大幅な増加、
緊密に収束する電気力線によって明らかにされる鋭い点は、
しばしば「セント・エルモの火」の放電を生み出すと指摘しました。
167
It's a unique property of dark mode plasma.
これはダークモード・プラズマの、
ユニークな特性です。
168
Point E:
important point, ignition, flashover.
ポイントE:
重要な点、点火、フラッシュ・オーバー(火花放電)。
169
At this point, the electric field force is strong enough to accelerate the free electrons inside the plasma tube, to a velocity at which their kinetic energy is sufficient to ionize neutral atoms of gas in the tube.
この時点で、電界力は、
プラズマ管内の自由電子を加速するのに十分強く、
それらの運動エネルギーが、管内のガスの中性原子を、
イオン化するのに十分な速度まで加速します。
170
This causes an abrupt increase in the density of charge-carrying particle pairs.
これにより、電荷を運ぶ、
粒子ペアの密度が急激に増加します。
171
This lowers the effective resistance of the tube, and that produces a higher current value measured in the external circuit.
これにより、真空管の実効抵抗が低下し、
外部回路で測定される電流値が増加します。
172
Inside the tube, new positive ions moving slowly in one direction recombine with new electrons speeding in the other direction.
管内では、一方向にゆっくりと移動する
新しい陽イオンが、反対方向に、
高速で移動する新しい電子と再結合します。
173
And this recombination releases energy in the form of light.
そして、この再結合は、
光の形でエネルギーを放出します。
174
The plasma turns on, it's in glow mode.
プラズマがオンになり、
グロー・モードになります。
175
There's a property called filamentation;
a well-known property of unconstricted plasma is that they often tend to self-organize into filaments.
フィラメント化と呼ばれる特性があります;
収縮していないプラズマのよく知られた特性は、
しばしば自己組織化して、
フィラメントになる傾向があることです。
176
The slope of the plot between points E and G is negative - it slopes downward.
点 E と G の間のプロットの傾きは、
負で、下向きに傾いています。
177
In that range, increasing the current density,
- i.e., moving toward the right, how many amps flow per unit cross-sectional area -
decreases the electric field strength at each point:
the point moves lower.
その範囲では、電流密度が増加してゆき、
- つまり、右に向かって行きます、
単位断面積あたり何アンペアが流れるか -
各点の電界強度が減少し;
それらのポイントが下に移動します。
178
So, a universal property of all physical systems is that matter attempts always to minimize any and all forces applied to it.
したがって、すべての物理システムの普遍的な特性は、
物質がそれに加わるあらゆる力を、
常に最小化しようとするということです。
179
Matter always seeks to attain a minimum energy state.
物質は、
常に最小のエネルギー状態に到達しようとします。
180
Water always runs downhill, follows from this basic principle.
水は、常に下り坂を流れるのは、
この基本原則に従っています。
181
A small automobile that collides with a dump truck will abruptly change both its location and its shape.
小型乗用車がダンプトラックに衝突すると、
位置も形状も急激に変化します。
182
You push on it, and it'll move.
あなたは、それに押し付けたので、
それは動きます(形を変えます)。
183
The value of the electric field that exists at any given point in the plasma, is a measure of the electrical force, in Newton's per coulomb, that's being applied to any positive charged particle at that location.
プラズマの任意の点に存在する電場の値は、
電気力の尺度であり、
各クーロン 当たりのニュートン
(ニュートン/クーロン)で、
これは、その場所の正電荷粒子に適用されています。
184
Plasma in the F to G range reduces the force it experiences by shifting its operating point down to the right, in the E-field versus current density plot, by increasing the current density.
FからGの範囲のプラズマは、
動作点を右にシフトすることにより、受ける力を軽減します、
Eフィールドに対する、電流密度のプロットでは、
電流密度を増加させる事によって行います。
185
It does that by forming filaments, using less cross-sectional area through each amp of current that it's transmitting.
これは、フィラメントを形成し、
伝送する電流の各アンプ(アンペア)を通る
断面積を少なくすることによって行われます。
186
Shrinking into filaments reduces the electric force on each particle, and so that's what plasma does.
フィラメントに収縮すると、
各粒子にかかる電気力が減少します、
そして、これがプラズマの作用です。
187
From points G to H though, the current density has been increased to a point where beyond point G, the filaments squeeze so tightly together that they form a continuum - a uniform cloud of current, no more filaments.
ただし、ポイントGからHまででは、
この電流密度は、ポイントGを超えて、
フィラメントが非常にしっかりと一緒に絞られて
連続体を形成するポイントまで増加しました
-均一な電流の雲、これ以上のフィラメントは増えません。
188
The formation of additional filaments isn't possible because no more spaces available for them.
追加のフィラメントを形成できる
スペースがなくなるため、
追加のフィラメントを
形成することはできません。
189
So, from point H on, an increase in E-field strength is required to produce any increase in current density - the curve goes up then.
したがって、点 H 上までは、
電流密度を増加するには、
電界強度を増加させる必要があり
- それでカーブは上がっていきます。
190
This is the region, between G and H, of the points of operation of most electronic plasma displays, TVs and other modern lighting displays.
G と H の間の領域、
これは、ほとんどの電子プラズマ・ディスプレイ、
テレビ、その他の最新の照明ディスプレイの、動作点です。
191
Then we get to arc mode at Point H.
次に、ポイント H で、
アーク・モードに移行します。
192
The positive ions within the tube which have not yet been able to attain a sufficient high velocity to ionize neutral atoms, now become able to do so.
チューブ内の陽イオンは、
中性原子をイオン化するのに十分な高速度を、
まだ達成できていませんが、
ここで、イオン化できるようになります。
193
Because of their much greater mass, positive ions’ acceleration has been lower than the acceleration that the electrons experience.
正イオンの質量が、はるかに大きいため、
正イオンの加速は電子が受ける加速よりも低くなります。
194
The expression F = m a, force equals mass times acceleration, is valid for both positive ions and electrons.
式 F = m a (力は質量と加速度の積に等しい) は、
正イオンと電子の両方に有効です。
195
The applied force, in both cases, is an electrical one, equal in magnitude for both types of charge carriers because they each carry identical amounts of charge
- although of opposite sign of course.
どちらの場合も、加えられる力は電気的なものであり、
両方のタイプの電荷担体は同じ量の電荷を運ぶため、
その電荷の大きさは同じです。
-もちろん反対のサインですが。
196
Applying force F over time T gives a particle mv and the product of mass times velocity is called momentum.
力 F を時間 Tで割ると、粒子 mv が得られ、
質量と速度の積(mv)は、モメンタム(=運動量)と呼ばれます。
197
So, applying the same force for the same amount of time gives both types of charge carriers
- ions and electrons –
the same value of momentum.
したがって、同じ力を同じ時間加えると、
両方のタイプの電荷キャリア
~イオンと電子は~
同じ運動量の値が得られます。
198
But for electrons the value of m is very small, so their acceleration, a in that equation f = m a,
and their final attained velocity v, is high.
しかし、電子の場合、m の値は非常に小さいため、
方程式 f = m a の aである、電子の加速度、
そして、最終到達速度 v は、高くなります。
199
They increase their velocity to higher values than the positive ions do.
これら(電子たち)は、正イオンよりも
高い値まで速度を上げます。
200
It's not momentum that ionizes neutral atoms, it's energy.
中性原子をイオン化するのは
運動量ではなく、エネルギーです。
201
And the amount of energy required to ionize the neutral atom, is called its ionization potential.
そして、中性原子をイオン化するのに
必要なエネルギー量は、
そのイオン化ポテンシャルと呼ばれます。
202
The kinetic energy that both the electrons and the positive ions have is one half (mv) squared.
電子と正イオンの両方が持つ
運動エネルギーは 1/2 (mv) の 2 乗です。
203
At this point in our diagram, the kinetic energy of the electrons is considerably greater than that of the positive ions because of the squared velocity.
図のこの時点では、速度の二乗により、
電子の運動エネルギーは、
正イオンの運動エネルギーよりも、
かなり大きくなります。
204
Therefore, fast electrons are able to ionize neutrals at lower applied terminal voltage levels than the slower positive ions are.
したがって、高速電子は、
低速の正イオンよりも、
低い印加端子電圧レベルで、
中性物質をイオン化できます。
205
At Point H, positive ions achieve their critical ionizing velocity.
点 H では、正イオンが、
臨界イオン化速度に達します。
206
They haven't been going fast enough yet, but now they are.
彼らはまだ十分なスピードを出していませんでしたが、
今では十分なスピードが出ています。
207
Now they're able to ionize a large number of neutrals, greatly adding to what the electrons have already accomplished.
現在、彼らは多数の中性物質を
イオン化することができ、
電子がすでに達成してきたことを
大幅に強化します。
208
This large increase in the total number of free charge carriers within the tube, results in a significant drop in the effective resistance of the overall plasma.
チューブ内の自由電荷キャリアの
総数が大幅に増加すると、
プラズマ全体の実効抵抗が
大幅に低下します。
209
And so, even for no change in the value of the power supply voltage, the number of amps entering the anode abruptly increases greatly.
そのため、電源電圧の値が変わらない場合でも、
アノードに入るアンプの数(アンペア数)が急激に増加します。
210
The plasma enters arc mode at point I.
プラズマは点 I で、
アーク・モードに入ります。
211
The transition of the plasma from dark mode to glow mode is due to the abrupt increase in charge carrier density due to the increasing number of ionizations by electrons.
ダーク・モードからグロー・モードへの
プラズマの移行は、電子によるイオン化の数の増加による、
電荷キャリア密度の急激な増加によるものです。
212
But the transition of the plasma from glow mode to arc mode is similarly due to the abrupt large increase in ionization, but this time due to the increase in the energy of the positive ions.
しかし、グロー・モードからアーク・モードへの、
プラズマの移行も同様に、
イオン化の急激な大幅な増加によるものですが、
今回は正イオンのエネルギーの増加によるものです。
213
In the low current density region of the arc mode, that is points I to J, the filamentation process, similar to what occurred in the low current density glow mode, F to G, takes place for the same reason.
アーク・モードの低電流密度領域、
つまり点 I ~ J では、
低電流密度グロー・モード F ~ G で発生したものと、
同様のフィラメント化プロセスが同じ理由で発生します。
214
We see this filamentation in lightning strokes.
私達は、落雷で、
このフィラメント化が見られます。
215
Again, as in the glow mode, achieving additional current density values beyond point J, requires an increase in the E-field, the applied voltage.
ここでも、グロー・モードと同様に、
点 J を超えて追加の電流密度値を達成するには、
電界 (印加電圧) を増加する必要があります。
216
Plasma operating in the J to K range is the realm of electric arc welding machines and solar photospheric tufts.
J から K の範囲で動作するプラズマは、
電気アーク溶接機と太陽光球タフトの領域です。
217
My intent here was to provide you enough information to understand the basic electrical properties of a laboratory plasma discharge.
ここでの私の目的は、
実験室のプラズマ放電の
基本的な電気的特性を理解するのに
十分な情報を提供することでした。
218
Next time, I'll show you how perfectly the observations made by astronomers of the real solar atmosphere, exactly match these laboratory results.
次回は、天文学者による
実際の太陽大気の観測が、
これらの実験室の結果と、
どれほど完全に一致しているかを示します。
219
And you will see how they all fit together exactly, hand-in-glove, and show the Sun really is electric.
そして、それらすべてがどのように
手袋の中の手の様に(手袋をはめたように)
正確に組み合わさっているのかがわかり、
太陽が、本当に電気であることがわかります。(^_^)