슈만 공명이란 무엇이며 왜 7.83Hz 발진기가 제공됩니까?

Dec 24, 2023

아마도 많은 Hackaday 독자들을 하나로 묶는 것은 AliExpress에서 새로운 기술을 찾기 위해 한가롭게 검색하는 것입니다. 아마도 그것은 분노를 유발하지 않고 소셜 미디어가 둠스크롤하는 것과 비슷한 것일 수 있으며, 몇 달러를 주고 몇 주만 기다리면 얻을 수 있는 이상하고 멋진 제품을 보는 것은 확실히 재미있습니다. 때때로 다시 한 번 살펴볼 가치가 있는 내용이 나타나는데, 그것이 오늘 내 관심을 사로잡은 것 중 하나입니다. "슈만 공진기"로 설명되는 일부 전자 장치가 포함된 평면 PCB 코일이 제공되는 이유는 무엇입니까? 도대체 슈만 공명이란 무엇일까요?

두 번째 질문은 대답하기가 쉽습니다. 슈만 공명은 지구의 전자기 스펙트럼에서 발생하며, 전기적으로 충전되어 전파를 반사하는 전리층과 행성 표면 사이에 생성된 도파관의 공명의 결과입니다. 벤치에 있는 마이크로파 도파관의 작은 부분이 전자기 공명 주파수를 가질 수 있는 것처럼 이 거대한 행성 크기 공간도 마찬가지입니다.

책상 위의 도파관은 아마도 수천 메가헤르츠에서 공명하는 반면, 대기 도파관은 약 7.8Hz의 기본 주파수와 일련의 고조파 주파수를 갖는 헤르츠 정도의 매우 낮은 주파수에서 공진합니다.

슈만 공명에 대한 이야기는 그 자체로 흥미롭습니다. 왜냐하면 관찰을 통해 발견되기보다는 1952년 독일 물리학자 Winfried Otto Schumann이 전리층에 대한 수학적 연구를 통해 예측했기 때문입니다. 그는 원래 약 10Hz의 주파수를 계산했습니다. 10년 후 그들의 존재가 입증되었고 연구에 따르면 번개에 흥분하는 것으로 나타났습니다. 이들의 공진 주파수는 지구 대기에서 빛보다 느린 전송 속도로 인해 슈만이 예측한 것보다 낮으며, 기후 및 대기 과학 분야의 일부이며, 예를 들어 이들의 활동은 전 세계의 지표로 사용되었습니다. 온도. 실제로 주파수는 지구의 여러 부분이 태양에 노출됨에 따라 하루 동안 달라집니다. 자주 인용되는 7.83Hz 값은 실제로 7.5Hz에서 8.3Hz 사이를 돌아다닙니다.

이 모든 것은 매우 흥미로운 일이지만, 모든(자연적으로 1.21jiggawatt) 번개를 자극해야 하고 기후 과학자들에게 큰 관심을 불러일으키는 전 지구적 규모의 전자기 공명과 PCB의 작은 AC 자기장 발생기 사이의 연관성은 무엇입니까? 중국? 그 답을 알아내기 위해 약간의 웹 검색이 필요했지만 슬프게도 그것은 우리가 바라던 과학적 혁신이 아닙니다.

행성 규모의 자연 공진 주파수는 엔지니어와 물리학자에게 흥미롭고 완전히 설명 가능한 물리적 현상입니다. 이는 명확한 파생과 작동하는 수학적 증명을 갖추고 있으며 심지어 기후 과학자들에게 몇 가지 유용한 응용 프로그램도 제공합니다. 그러나 물론 슈만 공명을 접하는 모든 사람이 그런 배경이나 훈련을 받은 것은 아니며, 그 중에는 아마도 필요한 것보다 조금 더 많이 읽는 부분도 있을 것입니다.

웹 검색을 통해 슈만 공명이 지각력이 있는 행성의 "심장 박동"이라고 믿고, 인간의 뇌파가 같은 주파수 근처에 있다는 우연의 일치를 중요한 연결로 바꾸는 사람들을 만났습니다. 슈만 공진기는 지구를 위해 있는 것이 아니라 우리를 위해 존재하는 것 같습니다. 현대 첨단 기술 생활 방식으로 인해 잃어버린 "올바른" 뇌파를 자극하기 위한 것입니다. 또한 HiFi 시스템의 사운드를 개선하고 공기 중 오염 물질을 줄인다고 주장하는 것은 금상첨화입니다.

안타깝게도 슈만 공진기는 전리층과 아무 관련이 없으며 그 자체로는 완전히 쓸모가 없을 수도 있습니다. 과거에 나는 분해와 조사를 위해 유사한 사이비 과학 장치 몇 개를 구입했지만 이번에는 이 장치에 대해 20달러 정도를 지불할 마음이 내 안에서 찾을 수 없습니다. 그래도 전리층 공명에 대해 배우는 것은 흥미로웠습니다.