Co to je?
Představte si prostor mezi povrchem Země a spodní hranicí ionosféry (vrstvou atmosféry nabitou částicemi, která začíná zhruba 50-60 km nad zemí) jako obrovskou dutinu nebo rezonátor.
Schumannovy rezonance jsou globální elektromagnetické rezonance, které vznikají v této dutině Země-ionosféra. Jsou to stojaté vlny v pásmu extrémně nízkých frekvencí (ELF – Extremely Low Frequency).
Jsou pojmenovány po německém fyzikovi Winfriedu Ottovi Schumannovi, který je teoreticky předpověděl v roce 1955.
Vzduchový sloupec
Ve fyzice a akustice se pojem „vzduchový sloupec“ týká vzduchu uzavřeného v dutině, jako je trubka, píšťala nebo jiný rezonátor, ve kterém může dojít k vibracím a tvorbě zvuku. Tento koncept je klíčový pro pochopení fungování mnoha hudebních nástrojů a zvukových rezonátorů.
Zvuk vzniká vibracemi vzduchového sloupce uvnitř dutiny. Když je vzduchový sloupec rozvibrován, vznikají stojaté vlny, které mají specifické frekvence závislé na délce a tvaru dutiny (proto mají například píšťaly u varhan různé délky – každá délka rezonuje na jiné frekvenci a hraje jiný tón.). Tyto frekvence se nazývají vlastní nebo rezonanční frekvence.
Mechanismy
Zdroj energie
Hlavním zdrojem energie pro tyto rezonance jsou bleskové výboje po celé Zemi. Na Zemi se každou sekundu vyskytne přibližně 50–100 blesků, které neustále „pumpují“ energii do této rezonance. Každý blesk vyšle široké spektrum elektromagnetických vln.
Rezonanční dutina
Vlny s určitými frekvencemi, jejichž vlnová délka přesně „pasuje“ do obvodu Země v rámci dutiny Země-ionosféra, jsou zesíleny – rezonují. Ostatní frekvence zanikají.
Globální jev
Jsou detekovatelné kdekoli na Zemi.
Variabilita
Intenzita a přesná frekvence rezonancí mírně kolísají. Ovlivňuje je například:
- Globální aktivita blesků (mění se během dne a roku).
- Sluneční aktivita (ovlivňuje výšku a vodivost ionosféry).
- Denní a noční cyklus (ionosféra se mění mezi dnem a nocí).
Frekvence
Nejnižší a nejsilnější rezonanční frekvence se nazývá základní frekvence a pohybuje se průměrně kolem 7,83 Hz (blízké frekvencím mozkových vln alfa, které jsou cca 7-13 Hz). Existují i další, vyšší rezonanční frekvence (harmonické), které jsou přibližně 14,3 Hz, 20,8 Hz, 27,3 Hz atd.
Schumannova rezonance má teoreticky neomezený počet harmonických. Obvykle se ale mluví o 5–6 nejvýznamnějších harmonických, které jsou snadno měřitelné a mají dostatečnou intenzitu, aby byly detekovatelné pomocí přístrojů.
Co jsou harmonické řady? Harmonické řady vznikají, když se těleso nebo systém pohybuje nebo vlní v periodickém režimu, ale jeho pohyb není ideálně sinusový. Tato nelinearita vede k vytváření dalších frekvencí, které jsou násobky základní frekvence.
Zdroj a odkazy
- Zdroj: Wikipedie