Lenard účinek , také známý jako balloelectric účinek nebo kaskádového efektu , se týká výroby elektrické energie vycházející z šploucháním tekutiny na rozhraní s plynným médiem , pozorovatelného v přirozeném stavu v kaskádách , stříkající proudy nebo padajícího deště .
Když se kapky vody rozbijí na vodní hladině nebo na povrchu vlhké pevné látky , objeví se ve vodě kladný elektrický náboj , zatímco záporný elektrický náboj se objeví v okolním vzduchu .
Účinek se také projevuje, ale v proměnlivém množství a někdy s obrácením nábojů, u kapalin jiných než voda (za předpokladu, že jsou polární ) a plyny jiné než vzduch.
Mezi prvními moderními vědci, kteří studovali toto téma, se Michael Faraday v roce 1832 , inspirovaný vynálezem parního stroje , zajímal o elektrické náboje kapek vody cirkulujících ve vzduchu. V roce 1887 , Julius Elster (en) a Hans Geitel (en) (kdo vynalezl fotoelektrický článek o pět let později) studoval elektrické důsledky dopadu kapky vody na kovových deskách a zjistila, že teplota desky kovových vlivů znamení po nárazu kapky vody klesnou.
V roce 1892 , Philipp Lenard zveřejnila komplexní pojednání o „elektrické energie vyrobené vodopády“. Byl to on, kdo představil pojem „kaskádový efekt“ ( německy Wasserfalleffekt ). Díky experimentům prováděným v laboratoři, jakož i hypotézám předloženým autorem, umožnilo toto pojednání hodně posunout tento předmět studia. Bude to pocta tomuto příspěvku a dalším, které v této věci učiní, že tento efekt bude pravidelně nazýván Lenardovým efektem. V tomto pojednání Lenard ukazuje, že po dopadu kapek destilované vody na mokrou desku se kapky kladně nabijí, zatímco vzduch kolem nárazu se nabije záporně. Elektrické náboje se objeví až po nárazu: Lenard z toho odvodí příčinnou souvislost . Ukazuje také, že účinek je značně snížen použitím kapek vody z vodovodu místo destilované vody. Lenard také předpokládá, že atmosféra, ve které experiment probíhá, ovlivňuje výsledky.
V roce 1894 , Joseph John Thomson potvrdil, a dokončil Lenárd objevy. Ukazuje například, že kapka vody se nabíjí pozitivně ve vodíku , negativně ve vzduchu a vůbec ne ve vodní páře.
V roce 1895 , lord Kelvin , Magnus Maclean a Alexander Galt ukazují, že když vzduchové bubliny cirkulaci ve vodě, to stane se elektricky nabité. Předpokládají, že příčina toho, co sledují, je stejná jako příčina účinků pozorovaných Lenardem a Thomsonem.
V roce 1913 zavedl Christiansen termíny „balloelectric effect“ a „balloelectricity“ ( německy Balloelektrizität ), aby označil stejný účinek. Předpona „ballo“ označuje latinskou balistu, která odkazuje na představu pohonu a šoku nezbytnou pro vznik efektu.
V roce 1915 vydal Lenard druhé pojednání, ve kterém kritizoval hypotézy, které sám formuloval, a doplnil předchozí práci. Tato smlouva bude rovněž uznána jako hlavní příspěvek v této oblasti.
Identifikace kaskádového jevu významně přispěla k výzkumu elektrických jevů v zemské atmosféře . Proto se uvažuje o vysvětlení: výskyt negativního povrchového náboje na Zemi, kolísání zatížení deštěm nebo původ bouřek . Později bude role tohoto efektu v těchto jevech kvalifikována (nemusí to být nutně hlavní příčina), ale zůstává jedním z aktérů.
Efekt bude poté studován hlavně v meteorologických časopisech, aby bylo možné hledat jeho příčiny, důsledky a možné aplikace.
Ačkoli Lenard účinek byl zkoumán na více než sto let, bylo obtížné před poloviny XX th století mají ionizační čtení přesné kvůli nedostatku měřicích přístrojů. Pokusy na toto téma se také prováděly převážně v laboratoři a dosud neumožnily jasně vysvětlit mechanismy, které jsou součástí skutečných situací, jako je déšť, vodopády nebo vlny. Je to hlavně kvůli obtížnosti provádění měření za těchto podmínek. Teprve v roce 2006 tedy bylo možné sbírat první údaje o dešti nebo přírodním vodopádu.
První vysvětlení se vrací k Lenardovi, který nejprve předpokládal přítomnost „kontaktní elektřiny“ na hranici mezi kapalinou a vzduchem, rozdělené do dvou vrstev: negativní a pozitivní. Prasknutí povrchu na rozhraní by způsobilo oddělení těchto dvou vrstev a návrat nábojů buď do kapaliny, nebo do okolní atmosféry. O několik let později bude tato hypotéza zrušena samotným Lenardem a dalšími vědci. Rovněž neexistuje žádná třecí elektřina mezi vodou a vzduchem, protože voda volně cirkulující ve vzduchu negeneruje elektrifikaci.
Poté bude diskutována možnost, že účinek je způsoben přenosem elektronů na rozhraní mezi kapalinou a plynem. K dnešnímu dni stále neexistuje shoda ohledně přesných mechanismů, které by tento účinek vysvětlily.
Ačkoli je prokázán Lenardův efekt, generovaná zatížení nejsou dostatečná k představení technických aplikací. Různá fyzioterapeutická zařízení využívají tento jev k negativní ionizaci vzduchu za účelem léčení určitých příznaků s různým úspěchem.