Salamanisku

Historia

Salama voi vahingoittaa useimmista materiaaleista (muuraus, puu, betoni ja jopa teräs) valmistettuja rakenteita. Valtavat virtaukset voivat kuumentaa materiaalit ja erityisesti veden korkeisiin lämpötiloihin. Tämä aiheuttaa tulipalon, lujuuden menetyksen ja räjähdyksiä ylikuumentuneesta höyrystä ja ilmasta.

Eurooppa

Kirkontorni oli yleensä Euroopan keskiaikaisten kaupunkien ja kylien korkein rakennelma tai rakennus. Se oli myös rakennus, johon salama iski hyvin usein. Kristilliset kirkot yrittivät jo varhain estää salaman aiheuttamia vahinkoja rukouksin. Papit rukoilivat,

"hillitse raekuurojen ja pyörremyrskyjen tuhoa ja myrskyjen ja salamoiden voimaa; hillitse vihamieliset jyrinät ja suuret tuulet; ja kukista myrskyjen henget ja taivaan voimat."

Peter Ahlwardts ("Reasonable and Theological Considerations about Thunder and Lightning", 1745) sanoi, että ihmisten, jotka pyrkivät suojautumaan salamoinnilta, pitäisi mennä minne tahansa muualle paitsi kirkkoon tai kirkon läheisyyteen.

Euroopassa ukkosenjohdattimen keksi teologi ja luonnontieteilijä Václav Prokop Diviš vuosina 1750-1754. Hän keksi ensimmäisen maadoitetun ukkosenjohdattimen, jonka hän pystytti 15. heinäkuuta 1754 kotinsa puutarhaan Přímětice u Znojmassa. Se koostui 400 terävästä metallipiikistä, jotka oli kiinnitetty 42 metriä korkean tukipylvään yläosaan. Rakennelma oli kiinnitetty kolmella metalliketjulla, jotka olivat johtavasti kiinnitettyinä rautaisiin maadoituskartioihin, jotka oli haudattu tiiviiseen maaperään. Hän kuvaili "sääkonettaan" teoksessa "Descriptio machinae meteorologicae". Alkuperäisenä ajatuksena oli imeä jatkuvasti sähköä pilvistä ja siten todella estää salamointi ja myrskyt, mutta jos tämä ei onnistuisi, koneen olisi pitänyt myös pystyä suoraan vetämään valaistus puoleensa ja kanavoimaan se maahan. Hän ehdotti konettaan käytettäväksi kirkontorneissa ja laivoissa. Hän lähetti koneen toimintaa koskevat havaintonsa Prahan Kaarlen yliopiston fysiikan professorille Jan Antonín Scrincille, joka julkaisi ne "Prager Postzeitungen", "Brünner Intelligenz-Zettel" ja "Stuttgartisches Journal" -lehdissä. Leonhard Euler mainitsee koneen myös kirjassaan "Lettres à une Princesse d' Allemagne". Vuonna 1755 Diviš pyysi Itävallan keisari Ferdinand I:tä antamaan hänelle luvan rakentaa lisää koneita useisiin paikkoihin kansan hyvinvoinnin edistämiseksi. Keisari antoi Wienin matemaatikkojen arvioida ehdotuksen, mutta he kieltäytyivät siitä. Abbé Marci, hovimatemaatikko ja Divišin ystävä, kommentoi: "Blasphemant, quae ignorant" (tuomitsevat sen, mitä eivät tiedä). Vuonna 1756 kone vaurioitui tuulessa ja rakennettiin uudelleen, ja 10. maaliskuuta 1760 Příměticen vihaiset kyläläiset repivät rakennelman alas syyttäen Divišiä kuivuudesta, joka koetteli aluetta tuona vuonna. Myöhemmin samana vuonna, sen jälkeen kun kesän aikana ukkosmyrskyt aiheuttivat paljon vahinkoa pelloille ja viinitarhoille, ihmiset pyysivät häntä rakentamaan koneen uudelleen, minkä hän tekikin Louckyn luostarin pihapiirissä ja rakensi toisen koneen Příměticen kirkon tornin huipulle.

Yhdysvallat

Yhdysvalloissa Benjamin Franklin keksi teräväkärkisen ukkosenjohdattimen, jota usein kutsutaan virheellisesti "salamanvetimeksi", osana uraauurtavia sähköä koskevia tutkimuksiaan. Franklin ajatteli, että kärjellään teroitetun rautatangon päässä..,

"Sähkötuli vetäytyisi mielestäni pilvestä hiljaa, ennen kuin se pääsisi tarpeeksi lähelle iskeäkseen [...]."

Franklin spekuloi ukkosenjohdattimilla useita vuosia ennen raportoitua leijakokeiluaan. Tämä kokeilu tapahtui itse asiassa siksi, että hän oli kyllästynyt odottamaan, että Christ Church Philadelphiassa valmistuisi, jotta hän voisi sijoittaa sen päälle ukkosenjohdattimen. Kirkot vastustivat sitä jonkin verran, sillä he katsoivat, että näiden sauvojen asentaminen uhmasi jumalallista tahtoa. Franklin vastasi, ettei ole mitään uskonnollista vastalausetta siitä, että rakennusten katot vastustavat sademäärää, joten salaman, jonka hän osoitti olevan yksinkertaisesti jättimäinen sähkökipinä, ei pitäisi olla erilainen. Filantrooppisena tekona Franklin päätti olla patentoimatta keksintöä.

1800-luvulla ukkosenjohdattimesta tuli amerikkalaisen kekseliäisyyden symboli ja koristeaihe. Salamanvarret koristeltiin usein koristeellisilla lasipalloilla (joita keräilijät arvostavat nykyään). Näiden lasipallojen koristeellisuus on sisällytetty myös säävarjoihin.

Kiinteästä lasista valmistettuja palloja käytettiin toisinaan menetelmässä, jonka uskottiin estävän salamaniskut aluksiin. Tämä ei ole huomionarvoista sen vuoksi, että se toimi, sillä se ei toiminut, vaan koska se paljastaa paljon esitieteellisestä ajattelusta. Lasiesineet eivät johda sähköä hyvin. Salama iskee niihin harvoin. Teorian mukaan lasissa on siis oltava jotain, joka hylkii salamaa. Näin ollen paras tapa estää salamanisku puulaivaan oli haudata pieni kiinteä lasipallo korkeimman maston kärkeen. Salaman satunnainen käyttäytyminen varmisti, että menetelmä sai hyvän uskottavuuden myös sen jälkeen, kun merenkulun salamalaite kehitettiin pian Franklinin alkuperäisen työn jälkeen.

Nikola Teslan Yhdysvaltain patentti 1,266,175 oli parannus salamasuojiin. Patentti myönnettiin, koska Franklinin alkuperäisessä toimintateoriassa oli vika; teräväkärkinen ukkosenjohdatin itse asiassa ionisoi ilmaa ympärillään. Tämä tekee ilmasta johtavaa, mikä puolestaan lisää iskun todennäköisyyttä. Monta vuotta patentin saamisen jälkeen vuonna 1919 tohtori Tesla kirjoitti The Electrical Experimenter -lehteen artikkelin "Famous Scientific Illusions", jossa hän selittää Franklinin teräväkärkisen ukkosenjohdattimen logiikan ja esittelee parannetun menetelmänsä ja laitteensa.

 
Puukirkko, jossa on ukkosenjohdatin ja maadoituskaapelit