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PROBLEMA SOBRE LOS SPRITES

Que produce los SPRITES ?

Los SPRITES no estn completamente comprendidos pero se cree que se producen, especialmente, cuando poderosos relmpagos ocurren entre la tierra y las nubes de tormenta, particularmente cuando el relmpago transfiere una enorme cantidad de carga negativa desde la tierra a la base de las nubes. Justo despus de esta transferencia, la tierra tiene una distribucin complicada de carga positiva. Sin embargo, podemos modelar el campo elctrico debido a las cargas en las nubes y en la tierra asumiendo un dipolo elctrico vertical que tiene una carga negativa en una nube de altura h y una carga positiva a una profundidad h debajo de la tierra. Si q=200C, h=6.0 km, cual es la intensidad del campo elctrico del dipolo a una altitud Z1 =30.0 km algo por encima de la nube y una altitud Z2=60.0 km por encima de la estratosfera?

PROBLEMA SOBRE LOS SPRITES

Solucin: La idea clave es que el modelo fsico (dipolo elctrico) que utilizamos para tratar de explicar del fenmeno nos conduce al modelo matemtico dado por la ecuacin que se utiliza para calcular la intensidad del campo elctrico a distancias alejadas de la tierra justamente despus de la transferencia de carga negativa a la nube. As tenemos:

1. donde 2.

Reemplazando los valores correspondientes con tenemos:

3.

Reemplazando los valores correspondientes con tenemos:

4.

Antes les haba expresado explicando, en forma sencilla, el fenmeno del rayo, que cuando la magnitud del campo elctrico en el aire excede cierto valor crtico , el aire se rompe elctricamente. Es un proceso, por medio del cual, el campo elctrico desprende los electrones de los tomos (ioniza los tomos), el aire empieza a conducir la corriente elctrica porque los electrones liberados son obligados, por el campo, a moverse. A medida de que los electrones se mueven chocan con otros tomos en su trayectoria, haciendo que estos tomos emitan luz. El valor de depende de la densidad del aire[footnoteRef:1] en el cual existe el campo elctrico. A una altitud la densidad del aire es tan baja que excede (el cual disminuye con la densidad del aire y, de hecho, al aumentar la altura) y as se emite luz por los tomos del aire. Esta luz forma los SPRITES. Ms abajo, justo encima de la nube la densidad del aire es mucho mayor, no excede , y no se emite luz. De aqu que los SPRITES solo ocurran a distancias alejadas sobre las nubes de tormenta. [1: La intensidad del campo elctrico crtico disminuye al aumentar la altura. ]