A Lenard-effektus , más néven balloelektromos hatás vagy kaszkádhatás , a villamos energia előállítására utal, amely folyadék fröccsenéséből származik egy gáz halmazállapotú felületen, amely természetes állapotban megfigyelhető kaszkádokban , fröccsenő vízben vagy esőben .
Amikor a vízfelületen vagy a nedves szilárd anyag felületén vízcseppek törnek fel , akkor pozitív elektromos töltés jelenik meg a vízben, míg negatív elektromos töltés a környező levegőben .
A hatás szintén megmutatkozik, de változó mennyiségben, és néha a töltések megfordulásával, a vízen kívüli egyéb folyadékokra (feltéve, hogy polárisak ) és a levegőtől eltérő gázokra.
Az elsők között a modern tudósok, hogy tanulmányozza a témát, Michael Faraday a 1832 ihlette a találmány a gőzgép volt érdekelt a töltések csepp víz kering a levegőben. A 1887 , Julius Elster (en) és Hans Geitel (en) (aki feltalálta a fotoelektromos cella öt évvel később) tanulmányozta az elektromos következmények hatásának vízcseppek fémlemezeket, és megállapította, hogy a hőmérséklet a lemez fém befolyásolja a jel ütés után a vízcseppek töltésének
A 1892 , Lénárd Fülöp közzé egy átfogó értekezést „által termelt villamos vízesések”. Ő vezette be a „kaszkádhatás” kifejezést ( németül Wasserfalleffekt ). A laboratóriumban végzett kísérleteknek , valamint a szerző által felvetett hipotéziseknek köszönhetően ez a traktátum lehetővé tette ennek a tanulmányi tárgynak a nagy előrelépését. Ennek a hozzájárulásnak és az alábbiaknak, amelyeket ebben a témában fog tenni, tisztelegve fogják a hatást rendszeresen Lenard-effektusnak nevezni. Ebben az értekezésben Lenard megmutatja, hogy a desztillált vízcseppek nedves lemezre gyakorolt hatása után a cseppek pozitív töltésűvé válnak, míg a becsapódás körüli levegő negatív töltésűvé válik. Az elektromos töltések csak az ütközés után jelennek meg: Lenard ebből oksági összefüggésre vezet le . Ez is mutatja, hogy a hatás nagymértékben csökken használatával csepp csapvízzel desztillált víz helyett. Lenard azt is feltételezi, hogy a kísérlet légköre befolyásolja az eredményeket.
A 1894 , Joseph John Thomson megerősítette és kiegészítette Lénárd felfedezéseket. Megmutatja például, hogy egy csepp víz pozitívan tölt fel hidrogénben , negatívan a levegőben és egyáltalán nem a vízgőzben.
A 1895 , Lord Kelvin , Magnus Maclean és Alexander Galt azt mutatják, hogy ha a levegő buborékok keringenek a víz, ez lesz elektromosan töltött. Feltételezik, hogy az általuk megfigyelt ok ugyanaz, mint a Lenard és Thomson által megfigyelt hatások eredete.
A 1913 , Christiansen bevezette a „balloelectric hatás” és a „balloelectricity” ( Balloelektrizität németül), hogy kijelölje az ugyanazt a hatást. A "ballo" előtag a latin ballistára utal, amely a hatás megjelenéséhez szükséges meghajtás és sokk fogalmára utal.
A 1915 , Lénárd publikálta a második értekezést, amelyben bírálta a hipotézisek ő maga fogalmazott és kiegészítette korábbi munkát. Ezt a szerződést ezen a területen is jelentős hozzájárulásként ismerik el.
A kaszkádhatás azonosítása nagyban hozzájárult a Föld légkörében zajló elektromos jelenségek kutatásához . Így úgy tekintik, hogy megmagyarázza: negatív felszíni töltés megjelenése a földön, az eső terhelésének változásai vagy a zivatarok eredete . Később ennek a jelenségnek a szerepe minősül (ez nem feltétlenül a fő ok), de továbbra is az egyik szereplő.
A hatást ezután főleg meteorológiai folyóiratokban vizsgálják, annak okainak, következményeinek és lehetséges alkalmazásainak felkutatása céljából.
Noha a Lenard-hatást több mint egy évszázadon át tanulmányozták, a XX . Század közepe előtt a mérőeszközök hiánya miatt nehéz volt az ionizációs leolvasások pontosak. Ezenfelül a kísérleteket főként a laboratóriumban végezték, és még nem tették lehetővé a valós helyzetekben, például esőben, vízesésekben vagy hullámokban rejlő mechanizmusok egyértelmű megmagyarázását. Ennek oka elsősorban az ilyen körülmények között végzett mérések nehézsége. Így csak 2006-ban gyűjtötték az első adatokat az esőről vagy a természetes vízesésről.
Az első magyarázatok Lenardhoz nyúlnak vissza, aki először a "kontaktáram" jelenlétét sejtette a folyadék és a levegő határán, két rétegre osztva: negatív és pozitív. A felület felszakadása a határfelületnél e két réteg elválasztását eredményezné, és a töltéseket a folyadékba vagy a környező légkörbe juttatnák vissza. Néhány évvel később ezt a hipotézist Lenard és más kutatók érvénytelenítik. A víz és a levegő között sincs súrlódási elektromosság, mivel a levegőben szabadon keringő víz nem generál villamosítást.
Ezután megvitatjuk annak lehetőségét, hogy a hatás az elektronok átvitelének köszönhető a folyadék és a gáz közötti határfelületen. A mai napig még nincs konszenzus a munka pontos mechanizmusairól ennek a hatásnak a magyarázatára.
Bár a Lenard-effektus bebizonyosodott, a létrehozott terhelések nem elegendőek a műszaki alkalmazások elképzeléséhez. Különböző fizioterápiás eszközök használják ki ezt a jelenséget a levegő negatív ionizálására bizonyos tünetek változó sikerrel történő kezelése érdekében .