Principes
Commencez par ouvrir le modèle et cliquez sur initialisation.
Le monde se compose de :
- la terre (en vert),
- le ciel (en noir) et
- un nuage de taille variable (en gris).
- les particules négativement chargées (cercle bleu, avec un signe -), sur la partie inférieur du nuage
- les particules de poussière dans l'air (petit carré gris)
- les particules positivement chargées (cercle rouge avec un signe +), à la surface du sol
Tout commence par la séparation des charges au sein du nuage. Les particules positives se concentrent au sommet, alors que les particules négatives (électrons) se massent à sa base. Cette concentration massive de particules négatives est tellement forte qu'elle repousse les électrons de la terre au fond et conduit à rendre la surface de la terre positivement chargée. Avec l'augmentation de la force du champ électrique, l'air autour du nuage se convertit en air ionisé ou plasma. Ceci a pour effet de faciliter le flux des électrons dans l'air. En passant dans l'air, les électrons ionisent l'air alentour. C'est de cette de manière que les électrons du nuage se "brûlent un passage" jusqu'à la terre. Ces chemins, appelés step leaders croissent du nuage à la terre, comme des tentacules.
Les impuretés dans l'air favorisent la transformation de l'air en plasma. Ainsi, la foudre suit le chemin de moindre résistance et sera déviée par les particules de poussière présentes dans le ciel.
Les streamers sont l'équivalent positif sur terre des step leaders créés par les nuages. Cependant, ils sont moins puissants et ne croissent pas indéfiniment en direction du nuage. Tous les objets sur terre émettent des streamers, dont la longeur variera selon la taille et le type d'objet.
Les step leaders avancent en direction de la terre jusqu'à ce qu'ils rencontrent le sol ou un streamer, formant ainsi un circuit où la charge se diffuse entre le nuage et la terre. Le flash de lumière que l'on connait est généré par le mouvement rapide de la charge à travers l'air.
Une fois la forte charge négative du nuage neutralisée, le plasma se déionise et toutes les émissions (step leaders et streamers) sont détruites. Le système est prêt à recommencer.
Paramètres du modèle
Les éléments de notre micromonde influençant la foudre sont :
- les arbres génèrent des streamers.
- les ions positifs du nuage sont concentrés à son sommet.
- les ions négatifs du nuage se massent à sa base, se déplacent autour du nuage et deviennent des step leaders.
- les ions positifs du sol sont tirés vers la surface de la terre par le champ électrique
qui se forme autour du nuage. - les step leaders sont les embranchements qui se forment à partir des ions négatifs
du nuage en direction de la terre. Ils sont attirés par les charges positives du sol
et particulièrement par les streamers, et les impuretés dans l'air (comme la poussière
dans notre modèle). Lorsqu'ils se connectent à l'un des éléments chargés positivement, alors la foudre frappe. - les streamers sont les embranchements formés par les ions positifs du sol
en direction du nuage ou des step leaders. La foudre est déclenchée lorsqu'ils
rejoignent les step leaders, car ils sont trop faibles pour atteindre le nuage.
Commandes du modèle
- Initialisation
réinitialise le modèle, selon les choix effectués sur les autres paramètres - Lancer !
lance ou arrête la simulation - force-du-champ
modifie la force du champ électrique produit dans le nuage - taille-du-nuage
modifie la taille du nuage - nombre-arbre
définit le nombre d'arbre présents au sol - poussiere
définit la quantité de poussière présente dans l'air
La simulation s'arrête d'elle-même quand la foudre frappe.