Definice
Schumannovy rezonance jsou zvýšené hodnoty v pozorovaném spektru velmi nízkých frekvencí elektromagnetického záření, zachytitelné na povrchu Země (či jiných planet s ionosférou). Vznikají v atmosféře jako globální resonance elektromagnetického záření, způsobeného blesky. Hloubka průniku vln takové frekvence při skin efektu do mořské vody je přibližně 100 metrů.
Jsou pojmenovány po německém fyzikovi Winfriedu Ottovi Schumannovi, který je teoreticky předpověděl v roce 1955.
Mechanismus Schumannovy rezonance
- Blesky produkují elektromagnetické vlny – Každý úder blesku vyzařuje široké spektrum elektromagnetických vln, včetně extrémně nízkofrekvenčních (ELF, pod 100 Hz).
- Odraz mezi Zemí a ionosférou – ELF vlny se šíří a odrážejí mezi Zemí a ionosférou, což vytváří stojaté vlny podobné těm na struně.
- Rezonanční frekvence – Pokud je délka vlny elektromagnetického záření přibližně rovna obvodu Země (~40 000 km), dochází k rezonanci.
Frekvence
Schumannova rezonance má teoreticky neomezený počet harmonických. Prakticky však jsou nejvíce pozorovány první čtyři až pět harmonických, protože jejich intenzita klesá s rostoucí frekvencí. To znamená, že zatímco existují vyšší harmonické, jejich energie je často velmi nízká, což činí jejich detekci obtížnější.
Obvykle se tedy 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.
Konkrétní frekvence
- 1. harmonická – 7,83 Hz (základní frekvence)
- 2. harmonická – 14,3 Hz
- 3. harmonická – 20,8 Hz
- 4. harmonická – 27,3 Hz
- 5. harmonická – 33,8 Hz
- 6. harmonická – 40,3 Hz
Proč je Schumannova rezonance stabilní?
- Na Zemi se každou sekundu vyskytne přibližně 50–100 blesků, které neustále „pumpují“ energii do této rezonance.
- Ionosféra funguje jako vodivá vrstva, která umožňuje odrazy elektromagnetických vln, což umožňuje jejich šíření mezi zemským povrchem a ionosférou.
- Tato neustálá aktivita blesků a stabilní vlastnosti ionosféry udržují rezonanci na relativně konstantních frekvencích.
- Proces je odolný vůči drobným změnám, což znamená, že rezonance zůstává stabilní i při kolísání intenzity blesků nebo změnách atmosférických podmínek.
Zdroj a odkazy
- Zdroj: Wikipedie