Молния это физическое явление: МОЛНИЯ (явление) | это… Что такое МОЛНИЯ (явление)?

как, почему и откуда появляются молнии. Что делать в грозу

“”физическое явление””

Гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака.

Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда молния образуются в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.

Процесс развития наземной молнии состоит из несколько стадий. На первой стадии в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными электронами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с атомами воздуха, ионизуют их. Т. о. возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов – стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, сливаясь, дают начало яркому термоионизованному каналу с высокой проводимостью – ступенчатому лидеру.

Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков м со скоростью ~ 5*10000000 м/сек, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков мксек, а свечение сильно ослабевает; затем в последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков м. Яркое свечение охватывает при этом все пройденные ступени; затем следуют снова остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 2*100000 м/сек. По мере продвижения лидера к земле напряжённость поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности Земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером.

Формы молний

Линейная молния

Разряд линейной молнии происходит между облаками, внутри облака или между облаком и землёй, и обычно имеет длину около 2-3 км, но бывают молнии длиной и до 20-30 км.

Выглядит как ломаная линия, зачастую с многочисленными ответвлениями. Цвет молнии – белый, жёлтый, голубой или красноватый

Чаще всего диаметр нити такой молнии достигает пару десятков сантиметров. Этот вид самый распространенный; мы видим его чаще всего. Линейная молния появляется при напряжении электрического поля атмосферы до 50 кВ/м, разность потенциалов на ее пути может достичь сотни миллионов вольт. Сила тока молнии такого рода – порядка 10 тысяч ампер. Грозовое облако, которое дает разряд линейной молнии каждые 20 секунд, имеет электрическую энергию в 20 млн. кВт. Потенциальная электрическая энергия, запасенная таким облаком,равна энергие мегатонной бомбы.

Это наиболее часто встречающаяся форма молнии.

Плоская молния

Плоская молния имеет вид рассеянной вспышки света на поверхности облаков. Грозы, сопровождаемые только плоскими молниями, относятся к разряду слабых, и наблюдаются они обычно лишь ранней весной или поздней осенью.

Ленточная молния

Ленточная молния – несколько одинаковых зигзагообразных разрядов от облаков к земле, параллельно смещённых относительно друг друга с небольшими промежутками или без них.

Четочная молния

Редкая форма электрического разряда при грозе, в виде цепочки из светящихся точек. Время существования четочной молнии 1–2 секунды. Примечательно, что траектория четочной молнии нередко имеет волнообразный характер. В отличие от линейной молнии след четочной молнии не ветвится – это является отличительной особенностью этого вид.

Ракетообразная молния

Ракетообразная молния представляет собой медленно развивающийся разряд, продолжительностью 1–1.5 секунды. Ракетообразная молния наблюдается очень редко.

Шаровая молния

Шаровая молния – яркий светящийся электрический заряд различный по окраске и величине. Вблизи земли он чаще всего выглядит как шар диаметром около 10 см, реже имеет форму эллипсоида, капли, диска, кольца и даже цепи соединённых шаров. Длительность существования шаровой молнии – от нескольких секунд до нескольких минут, цвет свечения – белый, жёлтый, светло-голубой, красный или оранжевый. Обычно этот вид молнии медленно перемещается, почти бесшумно, в сопровождении лишь легкого треска, свиста, жужжания или шипения. Шаровая молния может проникать в закрытые помещения через щели, трубы, окна.

Редкая форма молнии, по статистике на тысячу обычных молний приходится 2-3 шаровых.

Природа шаровой молнии изучена не до конца. Существует множество гипотез о происхождении шаровой молнии, от научных до фантастических.

Шторовая молния

Шторовая молния выглядит как широкая вертикальная полоса света, сопровождающаяся низким негромким гулом.

Объёмная молния

Объёмная молния – белая или красноватая вспышка при низкой полупрозрачной облачности, с сильным звуком треска “отовсюду”. Чаще наблюдается перед основной фазой грозы.

Полосовая молния

Полосовая молния – сильно напоминает полярное сияние, “положенное на бок” – горизонтальные полосы света (3-4 полосы) группируются друг над другом.

Эльфы, джеты и спрайты

Эльфы (англ. Elves; Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations from Electromagnetic Pulse Sources) представляют собой огромные, но слабосветящиеся вспышки-конусы диаметром около 400 км, которые появляются непосредственно из верхней части грозового облака.

Джеты представляют собой трубки-конусы синего цвета.

Спрайты – некое подобие молнии, бьющей из облака вверх. Впервые это явление было зафиксировано в 1989 году случайно. Сейчас о физической природе спрайтов известно крайне мало.

Джеты и Эльфы образуются, начиная от верхушек облаков до нижнего края ионосферы (90 километров над поверхностью Земли). Продолжительность этих сияний составляет доли секунды. Чтобы сфотографировать такие короткоживущие явления необходимы приборы для высокоскоростной съемки. Только в 1994 году, пролетая в самолете над большой грозой, ученым удалось заснять это потрясающее зрелище.

Другие явления

Сполохи

Сполохи – белые или голубые беззвучные вспышки света, наблюдаемые ночью в малооблачную или ясную погоду. Сполохи обычно бывают во второй половине лета.

Зарницы

Зарницы – отблески далёких высоких гроз, ночью видны на расстоянии до 150 – 200 км. Звука грома при зарницах не слышно, небо малооблачно.

Вулканическая молния

Существует два типа вулканических молний. Один возникает у кратера вулкана, а другой, как видно на этом снимке вулкана Пуйеуэ в Чили, электризует дым вулкана. Вода и замерзшие частицы пепла в дыме трутся друг о друга, и это вызывает статические разряды и появляется вулканическая молния.

Молнии Кататумбо

Молнии Кататумбо – удивительный феномен, который наблюдается лишь в одном месте на нашей планете – в месте впадения реки Кататумбо в озеро Маракайбо (Южная Америка). Самое удивительное в этом виде молнии, что разряды ее длятся около 10 часов и появляются ночью 140–160 раз в год. Молнии Кататумбо хорошо видно на достаточно большое расстояние – 400 километров. Молнии такого рода часто использовали как компас, от чего место их наблюдения люди даже прозвали – «Маяк Маракайбо».

Большинство говорят,что молнии Кататумбо – крупнейший одиночный генератор озона на Земле, т.к. ветры, приходящие со стороны Анд, вызывают грозы. Метан, которым богата атмосфера этих заболоченных мест, поднимается к облакам, подпитывая разряды молнни.

Шаровая молния – уникальное природное явление: природа возникновения; физические свойства; характеристика

На сегодняшний день единственной и основной проблемой в исследовании данного феномена является отсутствие возможности воссоздать такую молнию в условиях научных лабораторий.

Поэтому большинство предположений по поводу физической природы шарообразного электрического сгустка в атмосфере так и остаются теоретическими.

Первым, кто предположил природу шаровой молнии был русский учёный-физик Пётр Леонидович Капица. Согласно его учениям, такой вид молний возникает во время разряда между грозовыми облаками и землёй на электромагнитной оси, по которой она дрейфует.

Помимо Капицы, рядом физиков были выдвинуты теории, о ядровом и каркасном строении разряда или об ионном происхождении шаровой молнии.

Многие скептики утверждали, что это всего лишь зрительный обман или же кратковременные галлюцинации, а самого такого явления природы не существует. В настоящее время современное оборудование и аппаратура пока ещё не зафиксировала радиоволны необходимой для создания молнии.

Как образуется шаровая молния

Она образуется, как правило, во время сильной грозы, однако, не раз её замечали и при солнечной погоде. Возникает шаровая молния внезапно и в единичном случае. Она может появиться из облаков, из-за деревьев или других предметов и строений. Шаровая молния с лёгкостью преодолевает преграды на своём пути, в том числе попадает в замкнутые пространства. Описаны случаи, когда такой вид молнии возникал из телевизора, кабины самолёта, розеток, в закрытых помещениях… При этом, она может миновать предметы на своём пути, проходя сквозь них.

Неоднократно возникновение электрического сгустка было зафиксировано в одних и тех же местах. Процесс движения или миграции молний происходит в основном горизонтально и на высоте около метра над землёй. Отмечается также и звуковое сопровождение в виде хруста, треска и писка, что приводит к помехам в радиоэфире.

По описаниям очевидцев этого феномена выделяют два вида молний:

Характеристики

До сих пор неизвестно происхождение такой молнии. Есть версии, что электрический разряд возникает или на поверхности молнии, или выходит из совокупного объёма.

Учёным пока не известен физико-химический состав, благодаря которому такое явление природы может без труда преодолевать дверные проёмы, окна, небольшие щели, и вновь приобретать исходные размеры и форму. В связи с этим были выдвинуты гипотетические предположения о строении из газа, но такой газ по законам физики должен был бы взлететь в воздух под воздействием внутреннего тепла.

• Размер шаровой молнии обычно составляет 10 – 20 сантиметров.
• Цвет свечения, как правило, может быть голубым, белым или оранжевым. Однако, свидетели этого явления сообщают, что постоянный цвет не наблюдался и он всегда менялся.
• Форма шаровой молнии в большинстве случаев сферическая.
• Длительность существования оценивалась не более 30 секунд.
• Температура окончательно не исследована, но по оценке специалистов она составляет до 1000 градусов по Цельсию.

Не зная природы происхождения этого природного явления, трудно делать предположения о том, каким образом перемещается шаровая молния. Согласно одной из теорий, перемещение такой формы электрического разряда может происходить благодаря силе ветра, действии электромагнитных колебаний или же силы притяжения.

Чем опасна шаровая молния

Несмотря на множество самых разных гипотез о природе возникновения и характеристиках этого явления природы, необходимо принимать во внимание, что взаимодействие с шаровой молнией крайне опасно, так как шар, заполненный большим разрядом, может не только нанести увечья, но и убить. Взрыв может привести к трагическим последствиям.

• Первое правило, которое нужно соблюдать при встрече с огненным шаром – это не паниковать, не бежать, не совершать быстрых и резких движений.
• Необходимо медленно уйти с траектории движения шара, при этом держась на расстоянии от него и не поворачиваться спиной.
• При появлении шаровой молнии в закрытом помещении, первое, что нужно сделать – это постараться аккуратно открыть окно в целях создания сквозняка.
• Помимо вышеуказанных правил строго запрещается бросать какие-либо предметы в плазменный шар, так как это может привести к взрыву со смертельным исходом.

Так в районе Луганска молния размером с мяч для гольфа убила водителя, а в Пятигорске мужчина, пытаясь отмахнуться от светящегося шара, получил сильные ожоги рук. В Бурятии молния опустилась сквозь крышу и взорвалась в доме. Взрыв был такой силы, что окна и двери были выбиты, стены повреждены, а хозяева домовладения травмированы и получили контузию.

Видео: 10 Фактов о шаровой молнии

В данном видеосюжете представлены Вашему вниманию факты о самом загадочном и удивительном природном явлении

Древние люди далеко не всегда считали грозу и молнию, а также сопровождающий их раскат грома проявлением гнева богов. Например, для эллинов гром и молния являлись символами верховной власти, тогда как этруски считали их знамениями: если вспышка молнии была замечена с восточной стороны, это означало, что всё будет хорошо, а если сверкала на западе или северо-западе – наоборот.

Идею этрусков переняли римляне, которые были убеждены, что удар молнии с правой стороны является достаточным основанием, чтобы отложить все планы на сутки. Интересная трактовка небесных искр была у японцев. Две ваджры (молнии) считались символами Айдзен-мео, бога сострадания: одна искра находилась на голове божества, другую он держал в руках, подавляя нею все негативные желания человечества.

Молния – это огромных размеров электрический разряд, который всегда сопровождается вспышкой и громовыми раскатами (в атмосфере чётко просматривается сияющий канал разряда, напоминающий дерево). При этом вспышка молнии почти никогда не бывает одна, за ней обычно следует две, три, нередко доходит и до нескольких десятков искр.

Эти разряды почти всегда образуются в кучево-дождевых облаках, иногда – в слоисто-дождевых тучах больших размеров: верхняя граница нередко достигает семи километров над поверхностью планеты, тогда как нижняя часть может почти касаться земли, пребывая не выше пятисот метров.

Молнии могут образовываться как в одной туче, так и между находящимися рядом наэлектризованными облаками, а также между облаком и землей.

Состоит грозовая туча из большого количества пара, сконденсированного в виде льдинок (на высоте, превышающей три километра это практически всегда ледяные кристаллы, поскольку температурные показатели здесь не поднимаются выше нуля). Перед тем как туча становится грозовой, внутри неё начинают активное движение ледяные кристаллы, при этом двигаться им помогают восходящие с нагретой поверхности потоки тёплого воздуха.

Воздушные массы увлекают за собой вверх более мелкие льдинки, которые во время движения постоянно наталкиваются на более крупные кристаллы. В результате кристаллики меньших размеров оказываются заряженными положительно, более крупные – отрицательно.

После того как маленькие ледяные кристаллики собираются наверху, а большие – снизу, верхняя часть облака оказывается положительно заряженной, нижняя – отрицательно. Таким образом, напряжённость электрического поля в туче достигает чрезвычайно высоких показателей: миллион вольт на один метр.

Когда эти противоположно заряженные области сталкиваются друг с другом, в местах соприкосновения ионы и электроны образовывают канал, по которому вниз устремляются все заряженные элементы и образуется электрический разряд – молния. В это время выделяется настолько мощная энергия, что её силы вполне хватило бы на то, чтобы на протяжении 90 дней питать лампочку мощностью в 100 Вт.

Канал раскаляется почти до 30 тыс. градусов Цельсия, что в пять раз превышает температурные показатели Солнца, образуя яркий свет (вспышка обычно длится лишь три четверти секунды). После образования канала грозовое облако начинает разряжаться: за первым разрядом следуют две, три, четыре и больше искр.

Удар молнии напоминает взрыв и вызывает образование ударной волны, чрезвычайно опасной для любого живого существа, оказавшегося возле канала. Ударная волна сильнейшего электрического разряда в нескольких метрах от себя вполне способна сломать деревья, травмировать или контузить даже без прямого поражения электричеством:

• На расстоянии до 0,5 м до канала молния способна разрушить слабые конструкции и травмировать человека;
• На расстоянии до 5 метров постройки остаются целыми, но может выбить окна и оглушить человека;
• На больших расстояниях ударная волна негативных последствий не несёт и переходит в звуковую волну, известную как громовые раскаты.

Раскаты грома

Через несколько секунд после того как был зафиксирован удар молнии, из-за резкого повышения давления вдоль канала, атмосфера раскаляется до 30 тыс. градусов Цельсия. В результате этого возникают взрывообразные колебания воздуха и возникает гром. Гром и молния тесно взаимосвязаны друг с другом: длина разряда нередко составляет около восьми километров, поэтому звук с разных его участков доходит в разное время, образуя громовые раскаты.

Интересно, что измеряя время, которое прошло между громом и молнией, можно узнать, насколько далеко находится эпицентр грозы от наблюдателя.

Для этого нужно умножить время между молнией и громом на скорость звука, который составляет от 300 до 360 м/с (например, если промежуток времени составляет две секунды, эпицентр грозы находится немногим более чем в 600 метрах от наблюдателя, а если три – на расстоянии километра). Это поможет определить, удаляется или приближается гроза.

Удивительный огненный шар

Одним из наименее изученных, а потому наиболее таинственных явлений природы считается шаровая молния – передвигающийся по воздуху святящийся плазменный шар. Загадочен он потому, что принцип формирования шаровой молнии неизвестен и поныне: несмотря на то, что существует большое число гипотез, объясняющих причины появления этого удивительного явления природы, на каждую из них нашлись возражения. Учёным так и не удалось опытным путём добиться образования шаровой молнии.

Шарообразная молния способна существовать длительное время и перемещаться по непрогнозируемой траектории. Например, она вполне способна зависать несколько секунд в воздухе, после чего метнуться в сторону.

В отличие от простого разряда, плазменный шар всегда бывает один: пока не было одновременно зафиксировано двух и больше огненных молний. Размеры шаровой молнии колеблются от 10 до 20 см. Для шаровой молнии характерны белый, оранжевый или голубой тона, хотя нередко встречаются и другие цвета, вплоть до чёрного.

Ученые еще не определили температурные показатели шаровой молнии: несмотря на то, что она по их подсчётам должна колебаться от ста до тысячи градусов Цельсия, люди, находившиеся недалеко от этого феномена, не ощущали исходившей от шаровой молнии теплоты.

Основная трудность при изучении этого феномена состоит в том, что зафиксировать его появление учёным удаётся редко, а показания очевидцев часто ставят под сомнение тот факт, что наблюдаемое ими явление действительно являлось шаровой молнией. Прежде всего, расходятся показания относительно того, в каких условиях она появилась: в основном её видели во время грозы.

Существуют также показания, что шаровая молния может появляться и в погожий день: спуститься с облаков, возникнуть в воздухе или появиться из-за какого-нибудь предмета (дерева или столба).

Ещё одной характерной особенностью шаровой молнии является её проникновение в закрытые комнаты, была замечена даже в кабинах пилотов (огненный шар может проникать через окна, спускаться по вентиляционным каналам и даже вылетать из розеток или телевизора). Также были неоднократно задокументированы ситуации, когда плазменный шар закреплялся на одном месте и постоянно там появлялся.

Нередко появление шаровой молнии не вызывает неприятностей (она спокойно движется в воздушных потоках и через какое-то время улетает или исчезает). Но, были замечены и печальные последствия, когда она взрывалась, моментально испаряя находящуюся неподалёку жидкость, плавя стекло и металл.

Возможные опасности

Поскольку появление шаровой молнии всегда неожиданно, увидев возле себя этот уникальный феномен, главное, не впадать в панику, резко не двигаться и никуда не бежать: огненная молния очень восприимчива к колебаниям воздуха. Необходимо тихо уйти с траектории движения шара и постараться держаться от неё как можно дальше. Если человек находится в помещении, нужно потихоньку дойти до оконного проёма и открыть форточку: известно немало историй, когда опасный шар покидал квартиру.

В плазменный шар ничего нельзя бросать: он вполне способен взорваться, а это чревато не только ожогами или потерей сознания, но остановкой сердца. Если же случилось так, что электрический шар зацепил человека, нужно перенести его в проветриваемую комнату, теплее укутать, сделать массаж сердца, искусственное дыхание и сразу же вызвать врача.

Что делать в грозу

Когда начинается гроза и вы видите приближение молнии, нужно найти укрытие и спрятаться от непогоды: удар молнии нередко смертелен, а если люди и выживают, то часто остаются инвалидами.

Если же никаких построек поблизости нет, а человек в это время в поле, он должен учитывать, что от грозы лучше спрятаться в пещере. А вот высоких деревьев желательно избегать: молния обычно метит в самое большое растение, а если деревья имеют одинаковую высоту, то попадает в то, что лучше проводит электричество.

Чтобы защитить отдельно стоящее строение или конструкцию от молнии, возле них обычно устанавливают высокую мачту, наверху которой закреплён заострённый металлический стержень, надёжно соединённый с толстым проводом, на другом конце находится закопанный глубоко в землю металлический предмет. Схема работы проста: стержень от грозовой тучи всегда заряжается противоположным облаку зарядом, который, стекая по проводу под землю, нейтрализует заряд тучи. Это устройство называется громоотвод и устанавливается на всех зданиях городов и других людских поселений.

План классного часа

I. Вступительное слово.

II. Как образуется дождь? Обсуждение ситуации.

III. Изложение теоретического материала.

IV. Заключительное слово.

Ход классного часа

I. Вступительное слово

II. Как образуется дождь? Обсуждение ситуации.

Образование дождя происходит благодаря процессу круговорота воды в природе. В науке он называется “гидрологическим циклом”. В чем его суть? Солнце нагревает поверхность Земли достаточно сильно, чтобы начался процесс испарения воды отовсюду, где она есть, – с луж, рек, озер, морей, океанов и т. д.

III. Изложение теоретического материала.

Благодаря испарению молекулы воды поднимаются высоко в воздух, образуя облака и тучи. Ветер уносит их в небе на много километров в сторону. Молекулы воды объединяются, постепенно образуя все более и более тяжелые структуры. В конце концов формируется капля, которая уже достаточно тяжела. Из-за этого капля летит вниз. Когда этих капель много, возникает дождь. Он может быть легким, немного накрапывающим, а может быть и сильным ливнем.

Очень важная особенность круговорота воды в природе заключается в том, что в результате испарения моря и океаны теряют больше воды, нежели чем получают во время осадков. На суше же все наоборот – количество полученной воды намного больше во время осадков, нежели ее потери во время испарения. Этот природный механизм позволяет поддерживать строго определенный баланс между соотношением количества воды в морях и на суше, что важно для непрерывного процесса круговорота воды и равного количества осадков по всему земному шару.

Вот таким образом и происходит круговорот воды в природе, который необходим для развития жизни на Земле. А дождь – это один из этапов круговорота воды

Радуга – одно из тех необычных оптических явлений, которыми природа порой радует человека. С давних пор люди пытались объяснить возникновение радуги. Наука в значительной мере приблизилась к пониманию процесса возникновения явления, когда в середине XVII века чешский ученый Марк Марци обнаружил, что световой луч неоднороден по своей структуре. Несколько позже Исаак Ньютон изучил и объяснил явление дисперсии световых волн. Как теперь известно, световой луч преломляется на границе двух прозрачных сред, имеющих различную плотность.

Инструкция

Как установил Ньютон, белый световой луч получается в результате взаимодействия лучей разного цвета: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового. Каждый цвет характеризуется определенной длиной волны и частотой колебаний. На границе прозрачных сред скорость и длина световых волн изменяются, частота колебаний остается прежней. Каждый цвет имеет свой собственный коэффициент преломления. Меньше всего от прежнего направления откланяется луч красного цвета, чуть больше оранжевый, затем желтый и т. д. Наибольший коэффициент преломления имеет фиолетовый луч. Если на пути светового луча установить стеклянную призму, то он не только отклонится, но и распадется на несколько лучей разного цвета.

А теперь о радуге. В природе роль стеклянной призмы выполняют дождевые капли, с которыми сталкиваются солнечные лучи при прохождении через атмосферу. Поскольку плотность воды больше плотности воздуха, световой луч на границе двух сред преломляется и разлагается на составляющие. Далее цветовые лучи движутся уже внутри капли до столкновения с ее противоположной стенкой, которая также является границей двух сред, и, к тому же, обладает зеркальными свойствами. Большая часть светового потока после вторичного преломления будет продолжать движение в воздушной среде за каплями дождя. Некоторая же его часть отразится от задней стенки капли и выйдет в воздушную среду после вторичного преломления на передней ее поверхности.

Процесс этот происходит сразу во множестве капель. Чтобы увидеть радугу, наблюдатель должен стоять спиной к Солнцу и лицом к стене дождя. Спектральные лучи выходят из дождевых капель под разными углами. От каждой капли в глаз наблюдателя попадает только один луч. Лучи, выходящие из соседних капель сливаются, образуя цветную дугу. Таким образом, от самых верхних капель в глаз наблюдателя попадают лучи красного цвета, от тех, что ниже – оранжевого и т. д. Сильнее всего откланяются фиолетовые лучи. Фиолетовая полоска будет нижней. Радугу в форме полукруга можно видеть, когда Солнце находится под углом не более чем 42° относительно горизонта. Чем выше поднимается Солнце, тем меньше размеры радуги.

Вообще-то, описанный процесс несколько сложнее. Световой луч внутри капли отражается многократно. При этом может наблюдаться не одна цветовая дуга, а две – радуга первого и второго порядка. Внешняя дуга радуги первого порядка окрашена в красный цвет, внутренняя – в фиолетовый. У радуги второго порядка наоборот. Выглядит она обычно на много бледнее первой, поскольку при многократных отражениях интенсивность светового потока уменьшается.

Молния как физическое явление

Молния – это гигантский электрический искровой разряд между облаками или между облаками и земной поверхностью длиной несколько километров, диаметром десятки сантиметров и длительностью десятые доли секунды. Молния сопровождается громом. Кроме линейной молнии , изредка наблюдается шаровая молния.

Для начала необходимо выяснить особенности «поведения» этого природного явления. Как известно, молния – это электрический разряд, который устремляется с неба на землю. Встречая на своем пути какие – либо препятствия, молния сталкивается с ними. Таким образом, очень часто удар молнии поражает высокие деревья, телеграфные столбы, высотные здания, не защищенные громоотводом. Поэтому, если вы находитесь в пределах города, даже и не пытайтесь спрятаться под кронами деревьев и не прислоняйтесь к стенам высоких зданий. То есть нужно запомнить главное правило: молния ударяет в то, что находится выше всего.

Телевизионные антенны, которые в большом количестве располагаются на крышах жилых домов, отлично «притягивают» молнию. Поэтому, если вы находитесь в доме, не включайте никакие электроприборы, в том числе и телевизор. Свет желательно также отключить, так как электропроводка не меньше подвержена ударам молнии .

Если же молния застала вас в лесу или поле, то необходимо помнить о первом правиле и не прислоняться к деревьям или столбам. Желательно вообще приникнуть к земле и не подниматься до окончания грозы . Конечно, если вы находитесь в поле, где вы являетесь самым высоким предметом, риск наиболее вероятен. Поэтому нелишним будет отыскать овраг или просто низину, которые и будут вашим убежищем.

Так можно сделать вывод, что если, находясь в собственной квартире, вы услышите угрожающие раскаты грома и почувствуете приближение грозы – не испытывайте судьбу, не выходите на улицу и переждите это природное явление дома

ПРИЧИНЫ появления молнии

Грозовые разряды (молнии ) – это наиболее распространенный источник мощных электромагнитных полей естественного происхождения. Молния представляет собой разновидность газового разряда при очень большой длине искры. Общая длина канала молнии достигает нескольких километров, причем значительная часть этого канала находится внутри грозового облака. молнии Причиной возникновения молний является образование большого объемного электрического заряда.

Обычным источником молний являются грозовые кучево-дождевые облака, несущие в себе скопление положительных и отрицательных электрических зарядов в верхней и нижней частях облака и образующие вокруг этого облака электрические поля возрастающей напряженности. Образование таких объемных зарядов различной полярности в облаке (поляризация облака) связано с конденсацией вследствие охлаждения водяных паров восходящих потоков теплого воздуха на положительных и отрицательных ионах (центрах конденсации) и разделением заряженных капелек влаги в облаке под действием интенсивных восходящих тепловых воздушных потоков. Из-за того, что в облаке образуется несколько изолированных друг от друга скоплений зарядов (в нижней части облака скапливаются преимущественно заряды отрицательной полярности).

Гром – звуковое явление в атмосфере, сопровождающее разряд молнии. Гром представляет собой колебания воздуха под влиянием очень быстрого повышения давления на пути молнии, вследствие нагревания приблизительно до 30 000 °C. Раскаты грома возникают из-за того, что молния имеет значительную длину, и звук от разных её участков доходит до уха наблюдателя не одновременно. Возникновению раскатов способствуют также отражение звука от облаков и рефракция звуковых волн, распространяющихся по различным путям. Кроме этого, сам разряд происходит не мгновенно, а продолжается некоторое время.

Громкость раскатов грома может достигать 120 децибел.

Расстояние до грозы

Измеряя время, прошедшее между вспышкой молнии и ударом грома, можно приблизительно определить расстояние, на котором находится гроза. Скорость света на несколько порядков выше скорости звука; ею можно пренебречь и учитывать лишь скорость звука, которая составляет 300-360 метров в секунду при температуре воздуха от −50 °C до + 50 °C. Умножив время между вспышкой молнии и ударом грома в секундах на эту величину, можно судить о близости грозы. Три секунды времени между вспышкой и звуком соответствуют примерно одному километру расстояния. Сопоставляя несколько подобных измерений, можно судить о том, приближается ли гроза к наблюдателю (интервал между молнией и громом сокращается) или удаляется (интервал увеличивается). Следует учитывать, что молния имеет значительную протяжённость (до нескольких километров), и, отмечая первые услышанные звуки грома, мы определяем расстояние до ближайшей точки молнии. Как правило, гром слышен на расстоянии до 15-20 километров, таким образом, если наблюдатель видит молнию, но не слышит грома, то гроза находится на расстоянии более 20 километров.

IV. Заключительное слово.

Ребята, надеюсь что теперь будете знать о дожде, радуге, молнии и громе не только как о природных явлениях, но и физических. А о других физических явлениях: полярное сияние, эхо, волны на море, вулканы и гейзеры, землетрясения, мы поговорим в последующих классных часах.

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Гимназия «Лаборатория Салахова»

Творческая работа по физике

на тему: Электрические явления в природе: молния

История

Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака. Широко известен опыт Франклина по выяснению электрической природы молнии. В 1750 им опубликована работа, в которой описан эксперимент с использованием воздушного змея, запущенного в грозу. Опыт Франклина был описан в работе Джозефа Пристли.

Физические свойства молнии

Средняя длина молнии 2,5 км, некоторые разряды простираются в атмосфере на расстояние до 20 км.

Формирование молнии

Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда молния образуется в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.

Обычно наблюдаются линейные молнии, которые относятся к так называемым безэлектродным разрядам, так как они начинаются (и кончаются) в скоплениях заряженных частиц. Это определяет их некоторые до сих пор не объяснённые свойства, отличающие молнии от разрядов между электродами. Так, молнии не бывают короче нескольких сотен метров; они возникают в электрических полях значительно более слабых, чем поля при межэлектродных разрядах; сбор зарядов, переносимых молнией, происходит за тысячные доли секунды с миллиардов мелких, хорошо изолированных друг от друга частиц, расположенных в объёме несколько км³. Наиболее изучен процесс развития молнии в грозовых облаках, при этом молнии могут проходить в самих облаках – внутриоблачные молнии, а могут ударять в землю – наземные молнии. Для возникновения молнии необходимо, чтобы в относительно малом (но не меньше некоторого критического) объёме облака образовалось электрическое поле с напряжённостью, достаточной для начала электрического разряда (~ 1 МВ/м), а в значительной части облака существовало бы поле со средней напряжённостью, достаточной для поддержания начавшегося разряда (~ 0,1-0,2 МВ/м). В молнии электрическая энергия облака превращается в тепловую и световую.

Наземные молнии

Процесс развития наземной молнии состоит из нескольких стадий. На первой стадии, в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными электронами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с молекулами, составляющими воздух, ионизуют их. По более современным представлениям, разряд инициируют высокоэнергетические космические лучи, которые запускают процесс, получивший название пробоя на убегающих электронах. Таким образом, возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов – стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, сливаясь, дают начало яркому термоионизованному каналу с высокой проводимостью – ступенчатому лидеру молнии.

Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков метров со скоростью ~ 50 000 километров в секунду, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков микросекунд, а свечение сильно ослабевает; затем в последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков метров. Яркое свечение охватывает при этом все пройденные ступени; затем следуют снова остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 200 000 метров в секунду.

По мере продвижения лидера к земле напряжённость поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности Земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. Эта особенность молнии используется для создания молниеотвода.

В заключительной стадии по ионизованному лидером каналу следует обратный (снизу вверх), или главный, разряд молнии, характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч ампер, яркостью, заметно превышающей яркость лидера, и большой скоростью продвижения, вначале доходящей до ~ 100 000 километров в секунду, а в конце уменьшающейся до ~ 10 000 километров в секунду. Температура канала при главном разряде может превышать 25 000 °C. Длина канала молнии может быть от 1 до 10 км, диаметр – несколько сантиметров. После прохождения импульса тока ионизация канала и его свечение ослабевают. В финальной стадии ток молнии может длиться сотые и даже десятые доли секунды, достигая сотен и тысяч ампер. Такие молнии называют затяжными, они наиболее часто вызывают пожары.

Главный разряд разряжает нередко только часть облака. Заряды, расположенные на больших высотах, могут дать начало новому (стреловидному) лидеру, движущемуся непрерывно со скоростью в тысячи километров в секунду. Яркость его свечения близка к яркости ступенчатого лидера. Когда стреловидный лидер доходит до поверхности земли, следует второй главный удар, подобный первому. Обычно молния включает несколько повторных разрядов, но их число может доходить и до нескольких десятков. Длительность многократной молнии может превышать 1 сек. Смещение канала многократной молнии ветром создаёт так называемую ленточную молнию – светящуюся полосу.

Внутриоблачные молнии

Внутриоблачные молнии включают в себя обычно только лидерные стадии; их длина колеблется от 1 до 150 км. Доля внутриоблачных молний растет по мере смещения к экватору, меняясь от 0,5 в умеренных широтах до 0,9 в экваториальной полосе. Прохождение молнии сопровождается изменениями электрических и магнитных полей и радиоизлучением, так называемыми атмосфериками. Вероятность поражения молнией наземного объекта растет по мере увеличения его высоты и с увеличением электропроводности почвы на поверхности или на некоторой глубине (на этих факторах основано действие громоотвода). Если в облаке существует электрическое поле, достаточное для поддержания разряда, но недостаточное для его возникновения, роль инициатора молнии может выполнить длинный металлический трос или самолёт – особенно, если он сильно электрически заряжен. Таким образом иногда «провоцируются» молнии в слоисто-дождевых и мощных кучевых облаках.

«В каждую секунду около 50 молний ударяются в поверхность земли, и в среднем каждый ее квадратный километр молния поражает шесть раз за год».

Самые мощные молнии вызывают рождение фульгуритов.

Люди и молния

Молнии – серьезная угроза для жизни людей. Поражение человека или животного молнией часто происходит на открытых пространствах т.к. электрический ток идет по кратчайшему пути “грозовое облако-земля”. Часто молния попадает в деревья и трансформаторные установки на железной дороге,вызывая их возгорание. Поражение обычной линейной молнией внутри здания невозможно, однако бытует мнение что так называемая шаровая молния может проникать через щели и открытые окна. Обычный грозовой разряд опасен для телевизионных и радиоантенн расположенных на крышах высотных зданий, а также для сетевого оборудования.

В организме пострадавших отмечаются такие же патологические изменения, как при поражении электротоком. Жертва теряет сознание, падает, могут отмечаться судороги, часто останавливается дыхание и сердцебиение. На теле обычно можно обнаружить «метки тока», места входа и выхода электричества. В случае смертельного исхода причиной прекращения основных жизненных функций является внезапная остановка дыхания и сердцебиения, от прямого действия молнии на дыхательный и сосудодвигательный центры продолговатого мозга. На коже часто остаются так называемые знаки молнии, древовидные светло-розовые или красные полосы, исчезающие при надавливании пальцами (сохраняются в течение 1 – 2 суток после смерти). Они – результат расширения капилляров в зоне контакта молнии с телом.

При поражении молнией первая медицинская помощь должна быть неотложной. В тяжелых случаях (остановка дыхания и сердцебиения) необходима реанимация, её должен оказать, не ожидая медицинских работников, любой свидетель несчастья. Реанимация эффективна только в первые минуты после поражения молнией, начатая через 10 – 15 минут она, как правило, уже не эффективна. Экстренная госпитализация необходима во всех случаях.

Жертвы молний

1. В мифологии и литературе:

1. Асклепий, Эскулап – сын Аполлона – бог врачей и врачебного искусства, не только исцелял, но и оживлял мёртвых. Чтобы восстановить нарушенный мировой порядок Зевс поразил его своей молнией.

2. Фаэтон – сын бога Солнца Гелиоса – однажды взялся управлять солнечной колесницей своего отца, но не сдержал огнедышащих коней и едва не погубил в страшном пламени Землю. Разгневанный Зевс пронзил Фаэтона молниями.

2. Исторические личности:

1. Российский академик Г. В. Рихман – в 1753 году погиб от удара молнии.

2. Народный депутат Украины, экс-губернатор Ровенской области В. Червоний 4 Июля 2009 года погиб от удара молнии.

· Рой Салливан остался живым после семи ударов молнией.

· Американский майор Саммерфорд умер после продолжительной болезни (результат удара третьей молнией). Четвертая молния полностью разрушила его памятник на кладбище.

· У индейцев Анд удар молнией считается необходимым для достижения высших уровней шаманской инициации.

Деревья и молния

Ствол пораженного молнией тополя

Высокие деревья – частая мишень для молний. На реликтовых деревьях-долгожителях легко можно найти множественные шрамы от молний. Считается, что одиночно стоящее дерево чаще поражается молнией, хотя в некоторых лесных районах шрамы от молний можно увидеть почти на каждом дереве. Сухие деревья от удара молнии загораются. Чаще удары молнии бывают направлены в дуб, реже всего – в бук, что, по-видимому, зависит от различного количества жирных масел в них, представляющих большое сопротивление электричеству.

Молния проходит в стволе дерева по пути наименьшего электрического сопротивления, с выделением большого количества тепла, превращая воду в пар, который раскалывает ствол дерева или чаще отрывает от него участки коры, показывая путь молнии. В следующие сезоны деревья обычно восстанавливают поврежденные ткани и могут закрывать рану целиком, оставив только вертикальный шрам. Если ущерб является слишком серьезным, ветер и вредители в конечном итоге убивают дерево. Деревья являются естественными громоотводами, и, как известно, обеспечивают защиту от удара молнии для близлежащих зданий. Посаженные возле здания, высокие деревья улавливают молнии, а высокая биомасса корневой системы помогает заземлять разряд молнии.

Из деревьев, пораженных молнией, делают музыкальные инструменты, приписывая им уникальные свойства.

Варенье из бузины: польза и вред

Узнать встретимся ли мы. Сонник дома солнца. Как правильно сформулировать вопрос в процессе гадания

Молния – Физика вокруг нас

Что такое молния?

Задумывались ли вы когда-то почему птицы сидят на высоковольтных проводах, а человек, коснувшись проводов, погибает? Все очень просто – они сидят на проводе, но ток через птицу не течет, но если птичка взмахнет крылом, одновременно касаясь двух фаз – умрет. Обычно так погибают большие птицы типа аистов, орлов, соколов.

Так и человек может коснуться фазы и ему ничего не будет, если через него ток не потечет, для этого нужно одевать прорезиненные ботинки и не дай Бог коснуться стены или металла. 

Электрический ток способен убить человека в долю секунды, он поражает без предупрежденья. Молния ударяет в землю сто раз в секунду и свыше восьми миллионов раз в день. Эта сила природы в пять раз горячее, чем поверхность солнца. Электрический разряд бьёт с силой в 300`000 ампер и миллион вольт в долю секунды. В повседневной жизни мы думаем, что можем контролировать электричество, которое питает наши дома, наружное освещение, а теперь и автомобили. Но электричество в его первозданной форме не поддаётся контролю. А молния – это электричество в громадных масштабах. И всё же молния остаётся большой загадкой. Она может ударить неожиданно, и её путь может быть непредсказуемым.

---

Молния в небе не приносит вреда, но одна из десяти молний обрушивается на поверхность земли. Молния разделяется на множество ветвей, каждая из которых способна поразить человека находящегося в эпицентре. При ударе человека молнией, разряд тока может переходить от одного человека к другому, если они соприкасаются.

Существует правило тридцати и тридцати: если вы видите молнию, а менее чем через тридцать секунд услышали гром, то надо искать убежище, а затем требуется подождать тридцать минут с последнего раската грома, прежде чем выходить на улицу. Но молния не всегда подчиняется строгому порядку.

Существует такое атмосферное явление, как гром среди ясного неба. Часто молния, выходя из облака, проходит до шестнадцати километров, прежде чем ударить в землю. Другими словами, молния может появиться ниоткуда. Молнии нужен ветер и вода. Когда сильные ветра поднимают влажный воздух, возникают условия для появления разрушительных гроз.

Невозможно разложить на составляющие то, что укладывается в миллионную долю секунды. Одно из ложных убеждений состоит в том, что мы видим молнию, когда она устремляется в землю, на самом деле мы видим обратный путь молнии в небо. Молния – это не однонаправленный удар в землю, а это на самом деле кольцо, путь в две стороны. Вспышка молнии, которую мы видим, так называемый обратный удар, завершающая фаза цикла. И когда обратный удар молнии раскаляет воздух, появляется её визитная карточка – гром. Обратный путь молнии – это та часть молнии, которую мы видим как вспышку и слышим как гром. Обратный ток силой в тысячи ампер и миллионы вольт устремляются от земли к облаку.

Молния регулярно поражает электрическим током человека в помещении. Она может проникнуть в строение разными путями, по водосточным трубам и водопроводу. Молния может проникать в электропроводку, сила тока которой в обычном доме не достигает двухсот ампер и перегружает электропроводку скачками от двадцати тысяч до двухсот тысяч ампер. Возможно, наиболее опасная тропа в вашем доме ведёт прямо к вашей руке через телефон. Почти две трети ударов электрическим током в помещениях приходятся на людей, взявшие в свои руки трубку стационарного телефона во время молнии. Беспроводные телефоны более безопасны во время грозы, но молния может ударить человека электрическим током, который стоит рядом с базой телефона. Даже громоотвод не может защитить вас от всех молний, так как он не способен ловить молнию в небе.

---

О природе молнии

Существует несколько различных теорий, объясняющих происхождение молний.

Обычно нижняя часть облака несёт отрицательный заряд, а верхняя – положительный, что делает систему облако-земля подобной гигантскому конденсатору.  

Когда разность электрических потенциалов становится достаточно большой, между землёй и облаком или между двумя частями облака происходит разряд, известный под названием молнии.

Электрический разряд между нижней частью облака и землёй можно объяснить следующим образом. Если эта часть облака заряжена отрицательно, то на возвышенных участках земной поверхности, находящихся непосредственно под облаком, наводится положительный заряд. И если разность потенциалов (напряжение) между этими зарядами достаточно велика, происходит разряд. Свечение молнии вызывается ионизацией молекул воздуха на пути молнии теми же механизмами, какими возбуждается свечение неоновых рекламных трубок. Поскольку для возникновения искры, проскакивающей через воздушный промежуток длиной в сантиметр, необходимо напряжение в несколько тысяч вольт, то соответствующие напряжения в молниях имеют величину порядка миллионов вольт.

Опасно ли находиться в автомобиле во время молнии?

В одном из этих опы­тов искусственная смертельная молния в метр длиной была на­правлена на стальную крышу автомобиля, в котором находился человек. Молния прошла по обшивке, не нанеся вреда человеку. Как же так получилось? Поскольку заряды на заряженном пред­мете взаимно отталкиваются, они стремятся разойтись как можно дальше друг от друга.

В случае полого механического шара пи цилиндра заряды распределяются по внешней поверхности предмета Аналогично, если молния л дарит в металлическую крышу автомобиля, то отталкивающиеся электроны чрезвычайно быстро разойдутся по поверхности автомашины и уйдут через ее корпус в землю. Поэтому молния по поверхности металлической машины уходит в землю и не попадает внутрь автомобиля. По той же причине совершенной защитой от молнии является металличе­ская клеть. В результате ударов в автомашину искусственных молний напряжением 3 млн. вольт потенциал автомобиля и тела, находящегося в нём человека, повышается почти до 200 тыс. вольт. Человек при этом не испытывает ни малейшего признака удара электрического тока, поскольку между любыми точками его тела нет никакой разности потенциалов.     

Значит, почти полностью защищает от молнии пребывание в хорошо заземленном здании с металлическим каркасом, а та­ковых много в современных городах.

Чем объяснить, что птицы совершенно спокойно и безнаказанно сидят на проводах?

Тело сидящей птицы представляет собой как бы ответвление цепи (параллельное соединение). Сопротивление этой ветви с птицей много больше, чем сопротивление провода между ногами птицы. Поэтому сила тока в теле птицы ничтожна. Если бы птица, сидя на проводе, коснулась бы крылом или хвостом столба или как-то ещё соединилась бы с землёй, она мгновенно была бы убита током, который устремился бы через неё в землю.

 

Интересные факты о молниях

Средняя длина молнии 2,5 км. Некоторые разряды простираются в атмосфере на расстояние до 20 км.

Молнии приносят пользу: они успевают выхватить из воздуха млн тн азота, связать его и направить в землю, удобряя почву.

Молнии Сатурна в миллион раз сильнее земных .

Разряд молнии обычно состоит из трех или более повторных разрядов – импульсов, следующих по одному и тому же пути. Интервалы между последовательными импульсами очень коротки, от 1/100 до 1/10 с (этим обусловлено мерцание молнии).

Ежесекундно на Земле вспыхивает около 700 молний. Мировые очаги гроз: остров Ява – 220, экваториальная Африка – 150, южная Мексика – 142, Панама – 132, центральная Бразилия – 106 грозовых дней в году. Россия: Мурманск – 5, Архангельск – 10, С-Петербург – 15, Москва – 20 грозовых дней в году.

Воздух в зоне канала молнии практически мгновенно разогревается до температуры 30 000-33 000° С . От удара молнии в мире в среднем ежегодно погибает около 3 000 человек

Статистика показывает, что на 5000-10000 летных часов приходится один удар молнии в самолет, к счастью, почти все поврежденные самолеты продолжают полет.

Несмотря на сокрушительную мощь молнии, уберечься от нее довольно просто. Во время грозы следует немедленно уходить с открытых мест, ни в коем случае нельзя прятаться под отдельно стоящими деревьями, а также находиться вблизи высоких мачт и ЛЭП. Не следует держать в руках стальные предметы. Также во время гроз нельзя пользоваться средствами радиосвязи, мобильными телефонами. В помещении нужно отключить телевизоры, радиоприемники и электроприборы.

---

Больше о разных видах молний: http://class-fizika. narod.ru/8_molnija.htm

Вывод

Молния представляет собой физическое явление, весьма сходное с разрядкой конденсатора, это искровой электрический разряд в атмосфере. При этом обкладками конденсатора служат земля и облако или же два облака, а диэлектрической прослойкой между ними является воздух. Это прерывистый разряд, который сопровождается характерным звуком – треском. Мы слышим его в виде грома чуть с запаздыванием, что связано с различием в скоростях света и звука. Скорость звука намного меньше, поэтому подсчитав после вспышки молнии секунды и умножив их примерно на 300 (скорость звука около 330 м/с), мы определим расстояние до грозовой зоны.

Молниеотводы защищают здания от поражения молнией по двум причинам: они дают возможность стекать в воздух наве­денному на здании заряду, а при ударе молнии в здание уводят её в землю.

Попав в грозу, следует избегать укрываться возле одиноч­ных деревьев, изгородей, возвышенных мест и находиться на от­крытых пространствах.

Физическое понятие молнии и грозы

    Для развития грозы необходимо возникновение в атмосфере особых условий, приводящих к образованию характерной грозовой облачности. Атмосфера нашей планеты насыщена водяными парами, скапливающимися в ней в результате испарения воды с поверхности морей, озер, рек, земли, растущих на ней деревьев и т.п. Чем теплее поверхность, с которой испаряется вода, тем сильнее испарение и тем больше водяных паров попадает в атмосферу. Поднимаясь на большую высоту и охлаждаясь в более низкой температуре верхних слоев атмосферы, водяные пары превращаются в капельки воды или кристаллы льда, образующие облака. Облака растут приобретая форму кучевых облаков и постепенно удаляясь от земли попадают в более холодные слои атмосферы, где под воздействием холода капли воды укрупняются и выпадают из облаков на землю в виде дождя. Очень бурное каплеобразование превращает дождь в ливень.

  Падая на землю, капли дождя соприкасаются с поднимающимся потоком воздуха, что приводит к появлению на них электрического заряда.

  Кроме того, одной из важнейших причин образования электрического заряда в облаках является разбрызгивание больших капель на мелкие. Разрушаясь под воздействием ветра, большая часть капли сохраняет положительный заряд, а мелкие брызги заряжаются отрицательно. Чем сильнее ветер, тем быстрее облако заряжается. Часть его получает положительный заряд, другая часть — отрицательный.

  Электрические заряды противоположных знаков стремятся соединиться друг с другом. При этом отдельные части облака, а также облако и земля начинают взаимодействовать друг с другом. Создается электрическое поле, под воздействием которого свободные электроны, находящиеся в воздухе, приобретают значительную скорость и устремляются к земле. Сталкиваясь на своем пути с атомами воздуха, электроны, в свою очередь, разбивают их на положительные ионы и электроны.

   Освободившиеся электроны устремляются также по направлению к земле и, снова сталкиваясь с атомами воздуха, расщепляют их. Возникает электронная лавина. За ней следует другая, третья. Их движение создает электрический ток, который, нагревая воздух, увеличивает его проводимость. Через сотые доли секунды электронные лавины достигают земли и образуется канал для разряда молнии, по которому начинает интенсивно протекать электрический ток. Происходит соединение отрицательного электрического заряда, скопившегося в облаке, через канал молнии, с положительным электрическим зарядом земной поверхности.

   Возникает электрический разряд огромной мощности — молния. Такая молния именуется линейной. Путь молнии не всегда прямолинейный, а чаще ветвистый. Это объясняется различными свойствами участков воздуха на пути молнии и она выбирает более легкий путь. Когда разряд приближается к земной поверхности, на его дальнейший путь начинает оказывать влияние заряд земли.

   Чаще всего разряд устремляется к возвышенным местам земной поверхности или к высоким предметам, где заряды особенно велики (трубы, мачты, холмы, деревья, дома и т. д.). Предпочтительным объектом для разряда молнии всегда является тот, который хорошо проводит электричество. В этом случае даже более высокий объект (предмет) с плохой проводимостью может оказаться нетронутым. На избирательность разряда оказывает влияние также проводимость почвы. Наблюдаются случаи прямого разряда молнии в дно глубокого оврага, где почва влажная, хорошо проводящая электричество, или в растущие в долине деревья, хотя высокие песчаные откосы оврага или возвышения вокруг долины остаются непораженными. Всякий электрический разряд, как правило, сопровождается треском. Линейная молния, представляющая собой электрический разряд огромной мощности, сопровождается сильным раскатистым треском — громом. Таким образом, гром — это озвученная молния. При развитии молнии канал ее заполнен одноименно заряженными частицами, которые, отталкиваясь одна от другой, сильно расширяют стенки канала. В момент разряда молнии, под воздействием возникающей высокой температуры в несколько тысяч градусов, воздух в канале стремится расшириться еще больше. В результате этого внутри канала молнии создается давление в несколько тысяч атмосфер, мгновенно пропадающее после исчезновения молнии. Образуются взрывные волны, подобные обыкновенной звуковой волне, воспринимаемые нами как гром. Характер и сила грома зависят от расстояния до места разряда молнии. Молния и гром возникают одновременно, но мы слышим раскаты грома позднее, чем видим светящийся разряд. Это объясняется тем, что свет молнии распространяется в атмосфере почти мгновенно, а звук — лишь со скоростью 330 м/сек. Чем ближе разряд к нам, тем раньше мы услышим раскат грома. Непосредственный разряд молнии на дом или постройку считается прямым ударом молнии. Он производит сильные механические разрушения и пожары. В связи с тем, что в городах молниезащита зданий и сооружений производится довольно часто, а местами, в зависимости от защищаемых зданий и сооружений, их ценности, высоты, материала и т.п. — обязательно, разрушительное влияние молнии значительно снижено. В сельской местности — наоборот, разряды молнии приносят огромные убытки, особенно связанные с последующими пожарами. Нормативная база по молниезащите ориентирована на сохранение важных государственных объектов. О молниезащите десятков миллионов индивидуальных жилых домов говорится лишь вскользь, в то время как поражение молнией индивидуального дома для большинства сельского населения страны во все времена даже без человеческих жертв являлось огромной трагедией. Широкое развитие садовых товариществ с их скученностью и легкой воспламеняемостью помещений сезонного проживания подчас приводит к массовому выгоранию целых массивов, что также наносит непоправимый материальный ущерб не только садоводам, но и национальному достоянию страны. Прямыми ударами молнии люди и животные поражаются сравнительно редко.
  Чаще всего люди и животные при грозовых разрядах подвергаются шаговому напряжению и напряжению прикосновения, возникающими в момент прямого разряда молнии. Если человек во время разряда молнии проходит вблизи дерева,
опоры линии электропередачи, молниеотвода или другого предмета, через который был прямой разряд молнии, то электрический ток молнии, растекаясь по земле, проходит и через ноги человека и замыкается снова на землю. Чем шире шаг человека, тем больше разность напряжений между точками соприкосновения каждой ноги с землей, тем больше ток, проходящий через тело человека (см. рис. 1).  Напряжение, образуемое на поверхности почвы током, который растекается от места разряда молнии, называется шаговым. Оно определяется длиной шага человека или животного. Если ж ступни ног плотно сдвинуты, то шаговое напряжение и его воздействие на тело практически отсутствует, так как ток через тело человека не проходит. 

   Животные более чувствительны к воздействию электрического тока (особенно крупный рогатый скот, лошади, козы и др.), так как их шаг имеет большую длину, и поэтому они могут оказаться под большим шаговым напряжением, а следовательно и большим током. Опасность шагового напряжения становится незначительной на расстоянии 8 — 10 м от места разряда молнии.

  Воздействию шагового напряжения подвергаются также люди и животные, находящиеся вблизи заземленного молниеотвода, в момент разряда молнии. Еще более опасно прикосновение человека к токоотводу при разряде молнии. В этом случае человек попадает под разность потенциалов, вызванных током молнии и сопротивлением токоотвода на участке от места прикосновения до земли. Разность потенциалов в этот момент может достигать десятков и даже сотен тысяч вольт.

   Мощность, развиваемая в момент молнии, очень велика — она может достигать нескольких сотен миллионов киловатт. Однако из- за чрезвычайно малой длительности разряда работа, полученная при разряде молнии средней интенсивности, сравнительно невелика. Расчеты показывают, что если бы всю энергию, выделенную при разряде молнии, использовать на подогрев 1 т воды, то удалось бы повысить ее температуру лишь на 10 — 15°.

    Кроме линейных, можно иногда наблюдать и другие виды молний. Наиболее часто из них встречается шаровая молния. Этот вид молнии изучен недостаточно и поэтому она представляет значительную опасность, несмотря на редкое проявление. Появляется она в месте разряда линейной молнии и имеет вид светящегося (огненного) шара, иногда вытянутого в форме капли, груши и т. п. диаметром 10 — 20 см (наблюдались шары от 1 до 100 см). Цвет может быть разный: красный, оранжевый, желтый и белый, свечение не очень яркое, однако четко различимое при дневном свете. Длительность шаровой молнии от доли секунды до нескольких минут. Затем она либо тихо исчезает, либо издает слабый треск, а иногда оглушительный звук, подобный взрыву. Шаровая молния способна перемещаться под действием ветра, сквозняка, обычно по извилистому пути. При этом слышен свистящий или шипящий звук, сопровождающий ее до исчезновения или разряда. Наблюдаются случаи, когда шаровая молния как бы катится вблизи поверхности земли, подпрыгивая на неровностях, иногда притягивается к проводам или проволочным ограждениям и катится вдоль них. Шаровая молния оседает на заземленных предметах либо двигается вдоль них, при этом эти предметы сильно разогреваются. В случае прикосновения или разряда на человека она причиняет сильные ожоги, следствием которых является смертельный исход. Шаровая молния может незаметно проникнуть в помещение через открытые окна, двери, печные дымоходы, небольшие щели. После нескольких причудливых необъяснимых перемещений она может незаметно уйти, не оставив после себя никакого следа. В результате разряда шаровой молнии в помещении чаще всего повреждается электропроводка, металлические предметы. Но часто она взрываясь приводит к пожару или производит серьезные разрушения. В месте взрыва наблюдаются обрывы  проводов, отверстия, оплавление поверхностей и т.п.

   В связи с тем, что до сих пор не удается объяснить проявления шаровой молнии, невозможно рекомендовать надежные способы защиты от нее. Защита, применяемая от линейных молний, не дает должного эффекта при шаровой молнии. Поэтому, чтобы как-то оградить себя от возможного поражения шаровой молнией, необходимо придерживаться некоторых простых рекомендаций. Трубы на крыше могут служить хорошим путем для проникновения шаровых молний в дом, поэтому они могут появляться из печей. Покружив по помещению, шаровая молния часто уходит по тому же пути обратно. В помещении во время грозы необходимо держать закрытыми окна, двери, форточки, задвижки дымоходов, а вентиляционные отверстия необходимо снабдить заземленными металлическими сетками с отверстиями 3 — 4 см и диаметром проволоки 2 — 2,5 мм. Это особенно важно соблюдать, если известно, что в данной местности наблюдались случаи возникновения шаровой молнии.

   Учитывая, что движение шаровой молнии происходит по потоку воздуха, в случае встречи с ней необходимо «замереть» на месте, чтобы не привлечь ее к себе. Не исключено, что она может оставаться в покое в течение некоторого времени.

  Считается, что шаровая молния очень редко встречающееся явление, однако автору известен случай, когда в один сезон на садовом участке наблюдалась шаровая молния дважды. Оба раза после разряда линейной молнии в кровлю садового домика по кровле покатился шарик и разрядился на рядом растущее дерево. В другом случае — на соседний участок с другой стороны. В такой ситуации необходимо четко следить за тем, чтобы молния не вошла в дом, а дом естественно должен иметь надежную молниезащиту. Кроме того, во время грозы не рекомендуется выходить из помещения.

 

От админа: Автор данной статьи В.Н. ХАРЕЧКО,   «РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОЛНИЕЗАЩИТЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ, КОТТЕДЖЕЙ, ДАЧНЫХ (САДОВЫХ) ДОМОВ И ДРУГИХ ЧАСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ».  Изд. МОСКВА, ЭНЕРГОСЕРВИС, 2002. Картинки вставлены в текст админом сайта.

Природные явления. Молния. Расстояние до грозы

Молния – одно из тех природных явлений, которое издавна внушало страх человеческому роду. Постичь ее сущность стремились величайшие умы, такие как Аристотель или Лукреция. Они считали, что это чаша, состоящая из огня и сгруппированных в водные путевки, и, увеличиваясь в сумме, он их прорывает и стремительная раковина падает на землю.

Чаще всего образуются молнии, при которых они имеют достаточно большие размеры. Верхняя часть может располагаться на высоте 7 километров, а нижняя — всего на 500 метров над поверхностью земли. Учитывая температуру атмосферного воздуха, можно сделать вывод, что на уровне 3-4 км вода замерзает и превращается в лед, который, сталкиваясь между собой, электризуется. Те, что обладают наибольшим размером, получают отрицательный заряд, а наименьшие — положительный. Исходя из своего веса, они равномерно распределены в облаках по слоям. Они сближаются, они образуют плазменный канал, из которого на молнии получается электрическая искра. Свою ломаную форму она получила из-за того, что на пути к Земле часто встречаются различные воздушные частицы, образующие препятствия. И чтобы их обойти, приходится менять траекторию.

Разряд молнии выделяет от 109 до 1010 Дж энергии. Такое колоссальное количество электроэнергии больше тратится на создание световой вспышки и которую иначе называют громом. Но даже небольшого кусочка молнии достаточно, чтобы творить немыслимые вещи, например, ее разряд может убить человека или разрушить здание. Еще один интересный факт говорит о том, что это природное явление может расплавлять песок, образуя полые цилиндры. Такой эффект достигается за счет высокой температуры внутри молнии, она может достигать 2000 градусов. Время удара Земли тоже разное, оно не может быть больше секунды. Что касается мощности, то амплитуда импульса может достигать сотен киловатт. Соединяя все эти факторы, получается крупный естественный разрядный ток, несущий гибель всего, до чего бы он ни дошел. Все существующие виды молний очень опасны, и встреча с ними крайне нежелательна для человека.

Все виды молний невозможно представить без раскаты грома, которые не несут такой же опасности, но в ряде случаев могут привести к выходу из строя сети и к другим техническим неисправностям. Он возникает из-за того, что теплая воздушная волна, нагретая молнией до температуры горячее, чем солнце, сталкивается с холодом. Звук, возникающий при этом, есть не что иное, как волна, вызванная колебаниями воздуха. В большинстве случаев объем увеличивается к концу ролика. Это происходит из-за отражения звука от облаков.

1. Линейная молния является наиболее распространенной разновидностью. Electric Roll выглядит как перевернутая вверх дном измельченная древесина. От основного канала отходит несколько более тонких и коротких «отростков». Длина этого разряда может достигать 20 километров, а сила тока 20 000 ампер. Скорость движения составляет 150 километров в секунду. Температура плазмы, заполняющей молнию, достигает 10 000 градусов.

2. Внутренние молнии – возникновение этого вида сопровождается изменением электрических и магнитных полей, также излучаются радиоволны. Такой раскат с наибольшей вероятностью можно встретить ближе к экватору. В умеренных широтах появляется крайне редко. Если в облаке есть застежка-молния, то предложите ей вылезти извне, постороннему предмету, нарушающему целостность оболочки, например наэлектризованному самолету или металлическому тросу. Длина может колебаться от 1 до 150 километров.

3. Наземная молния – этот вид проходит несколько стадий. При первом из них начинается ударная ионизация, которая создается вначале свободными электронами, всегда присутствующими в воздухе. Под действием электрического поля элементарные частицы приобретают большие скорости и устремляются к земле, сталкиваясь с молекулами, составляющими воздух. Таким образом, возникают электронные лавины, иначе называемые стриммерами. Они представляют собой каналы, которые, сливаясь друг с другом, служат яркой термоизолированной молнией. До земли она доходит в виде небольшой лестницы, потому что на ее пути есть препятствия, и чтобы их обойти, она меняет направление. Скорость движения составляет примерно 50 000 километров в секунду.

После того, как молния идет своим путем, она прекращает движение на несколько десятков микросекунд, при этом свет ослабевает. После этого начинается следующий этап: повторение пути пройдено. Самый последний разряд превосходит по яркости все предыдущие, сила тока в нем может достигать сотен тысяч ампер. Температура внутри канала колеблется в районе 25000 градусов. Этот вид молнии самый продолжительный, поэтому последствия могут быть разрушительными.

Отвечая на вопрос о том, какие бывают молнии, нельзя пропустить такое редкое природное явление. Чаще всего разряд проходит после линейного и полностью повторяет свою траекторию. Только вот по внешнему виду это шарики, находящиеся на расстоянии друг от друга и напоминающие бусы из драгоценного материала. Такая молния сопровождается громкими и раскатистыми звуками.

Природное явление, когда молния принимает форму шара. В этом случае траектория его полета становится непредсказуемой, что делает его еще более опасным для человека. В большинстве случаев такой электрик встречается вместе с другими видами, но факт его появления фиксируется даже в солнечную погоду.

Как именно этот вопрос чаще всего задают люди, столкнувшиеся с этим явлением. Как всем известно, некоторые вещи являются отличными проводниками электричества, поэтому именно в них, накапливая свой заряд, и начинает рождаться шарик. Он также может появиться из основной молнии. Очевидцы утверждают, что она возникает просто из ниоткуда.

Диаметр молнии от нескольких сантиметров до метра. Что касается цвета, то вариантов несколько: от бело-желтого до ярко-зеленого, черный электрический шар встретить крайне редко. После быстрого спуска он движется горизонтально, примерно в метре от поверхности земли. Такая молния может неожиданно изменить траекторию, а также внезапно исчезнуть, высвободив огромную энергию, за счет которой происходит плавление или вовсе разрушение различных предметов. Она живет от десяти секунд до нескольких часов.

Совсем недавно, в 1989 году, ученые открыли еще один вид молнии, который назвали спрайт . Открытие произошло совершенно случайно, ведь явление наблюдается крайне редко и длится всего десятые доли секунды. Остальные отличаются высотой, на которой они появляются – около 50-130 километров, тогда как другие подвиды не преодолевают 15-километровый фронт. Также спрайтовая молния отличается огромным диаметром, достигающим 100 км. Они выглядят как вертикальные и флеш-полосы. Их цвет различается в зависимости от состава воздуха: ближе к земле, где больше кислорода, они зеленые, желтые или белые, но под действием азота, на высоте более 70 км, приобретают ярко-красный оттенок. .

Все виды молний несут в себе чрезвычайную опасность для здоровья и даже жизни человека. Чтобы избежать поражения электрическим током, на открытой местности следует соблюдать следующие правила:

Природа все-таки не ограничивается человеком и таит в себе множество опасностей. Все виды молний являются по своей сути мощнейшими электрическими разрядами, которые в несколько раз превышают мощность нынешних источников тока.

Мы часто думаем, что электричество — это то, что производится только на электростанциях, и никак не в волокнистых массах водяных облаков, которые настолько вырубают, что ими можно смело накрыть руку. Однако в облаках есть электричество, как и в человеческом теле.

Все тела состоят из атомов – от облаков и деревьев до человеческого тела. Каждый атом имеет ядро, несущее положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны. Исключение составляет простейший атом водорода, в ядре которого нет нейтрона, а есть только один протон.

Вокруг ядра обращаются отрицательно заряженные электроны. Положительные и отрицательные заряды взаимно притягиваются, поэтому электроны вращаются вокруг ядра атома, как пчелы возле сладкого пирога. Притяжение между протонами и электронами обусловлено электромагнитными силами. Поэтому электричество присутствует везде, куда бы мы ни посмотрели. Как видим, он тоже содержится в атомах.

В нормальных условиях положительные и отрицательные заряды каждого атома уравновешиваются друг другом, поэтому тела, состоящие из атомов, обычно не несут никакого суммарного заряда – ни положительного, ни отрицательного. В результате контакт с другими предметами не вызывает электрического разряда. Но иногда равновесие электрических зарядов в телах может нарушаться. Возможно, вы испытываете его на себе, находясь дома холодным зимним днем. В доме очень сухо и жарко. Вы, крича босыми ногами, ходите вокруг Дворца. Незаметно для вас часть электронов с ваших подошв перешла на атомы ковра.

Теперь у вас есть электрический заряд, поскольку количество протонов и электронов в ваших атомах больше не сбалансировано. Попробуйте теперь взяться за металлическую ручку двери. Между вами и им возникнет искра, и вы почувствуете электрический удар. Случилось так, что ваше тело, которому не хватает электронов для достижения электрического равновесия, стремится силой электромагнитного притяжения восстановить равновесие. И он восстановлен. Между рукой и дверной ручкой возникает поток электронов. Если бы в комнате было темно, то вы бы увидели искры. Свет виден потому, что электроны при прыжке испускаются световыми квантами. Если в комнате тихо, вы услышите легкий треск.

Электричество окружает нас повсюду и содержится во всех телах. Облака в этом смысле — не исключение. На фоне голубого неба они выглядят очень безобидно. Но так же, как и вы в комнате, они могут нести электрический заряд. Если да – берегитесь! Когда облако восстанавливает внутри себя электрическое равновесие – вспыхивает целый фейерверк.

Вот что происходит: в темной огромной грозовой туче постоянно циркулируют мощные потоки воздуха, которые сталкиваются с различными частицами – крупинками океанической соли, пыли и так далее. Точно так же, как ваши подошвы при трении о ковер освобождаются от электронов, так и частицы в облаке при столкновении освобождаются от электронов, перескакивающих на другие частицы. Так возникает перераспределение зарядов. На одних частицах, потерявших свои электроны, имеется положительный заряд, на других, принявших лишние электроны, теперь отрицательный заряд.

По не совсем понятным причинам более тяжелые частицы имеют отрицательное значение, а более легкие – положительное. Таким образом, более тяжелая нижняя часть облака заряжается отрицательно. Отрицательно заряженная нижняя часть облака отталкивает электроны к Земле, так как одноименные заряды отталкиваются. Таким образом, под облаком образуется положительно заряженная часть земной поверхности. Тогда точно по тому же принципу, по которому между вами и дверной ручкой возникает искра, только между облаком и землей возникает такая же искра, только очень большая и мощная это молния. Электроны Гигантского Зигзага летят на Землю, находя там свои протоны. Вместо еле слышного треска слышен сильный удар грома.

Сколько стоит молниеносный просмотр? Оказывается, их больше десяти видов, и самые интересные из них приведены в этой статье. Естественно, есть не только голые факты, но и настоящие фотографии настоящей молнии.

Итак, виды молний будем рассматривать по порядку, от самых распространенных линейных молний до самых редких спрайтов. Каждому типу молнии дана одна или несколько фотографий, которые помогают понять, что же такое молния на самом деле.

L.

inea Lightning (Облако-Земля )

Как получить такую ​​молнию? Да очень просто – все, что требуется, это пара сотен кубических воздушных километров, достаточная для образования молниеносной высоты и мощного теплового двигателя – ну, например, Земли. Готовый? Теперь возьмите воздух и последовательно начните его нагревать. Когда он начинает подниматься, то нагретый воздух охлаждается с каждым метром, постепенно становясь все холоднее и холоднее. Вода конденсируется во все более крупные капли, образуя грозовые облака. Помните те темные тучи над горизонтом, при виде которых птицы замолкают и перестают трещать деревья? Итак, это грозовые тучи, порождающие молнии и гром.

Ученые считают, что молния образуется в результате распределения электронов в облаке, вершина облака обычно заряжена, а облако заряжено положительно, а от отрицательно. В результате мы получаем очень мощный конденсатор, который может время от времени разряжаться в результате прыжкового преобразования обычного плазменного воздуха (это происходит из-за все более сильной ионизации слоев атмосферы, близких к грозовым облакам). Плазма образует своеобразные каналы, которые при соединении с землей и служат отличным проводником для электричества. По этим каналам постоянно разряжаются облака, и мы видим внешние проявления этих атмосферных явлений.

Кстати, температура воздуха в месте заряда (молния) достигает 30 тысяч градусов, а скорость распространения молнии 200 тысяч километров в час. В общем, нескольких молний вполне хватило для электроснабжения небольшого города на несколько месяцев.

И такие молнии есть. Они образуются в результате накопления электростатического заряда на вершине самого высокого объекта на Земле, что делает его достаточно «привлекательным» для молнии. Такие молнии образуются в результате «проникновения» воздушной прослойки между вершиной заряженного объекта и нижней частью грозового облака.

Чем выше объект, тем больше вероятность того, что в него попадет молния. Так что правду говорят – не стоит прятаться от дождя под высокими деревьями.

Да, молнии могут «делиться» и отдельными облаками, воздействуя друг на друга электрическими зарядами. Все просто — поскольку верхняя часть облака заряжена положительно, а нижняя — отрицательно, соседние грозовые облака могут простреливать друг друга электрическими зарядами.

Довольно частое явление — молния, разрывающая одно облако, и гораздо более редкое явление — молния, переходящая из одного облака в другое.

Эта застежка-молния не касается земли, она распространяется в горизонтальной плоскости по небу. Иногда такие молнии могут распространяться в чистом небе, опираясь на одну грозовую облачность. Такие молнии очень мощные и очень опасные.

Эта молния выглядит как несколько молний, ​​идущих параллельно друг другу. В образовании нет загадки – если дует сильный ветер, он может расширить каналы из плазмы, о чем мы писали выше, и в результате образуется такая дифференцированная молния.

Очень-очень редкая молния, существует, да, но как она образуется – пока можно только догадываться. Ученые предполагают, что точечная молния образуется в результате быстрого остывания некоторых участков дорожки молнии, что превращает обычную молнию в точечную. Как видите, такое объяснение явно нуждается в уточнении и дополнении.

До сих пор мы говорили только о том, что это происходит под облаками или на их уровне. Но оказывается, что некоторые виды молний находятся над облаками. Они были известны со времен появления реактивной авиации, но их сфотографировали и сняли на видео, эти молнии были только в 19 году94. Больше всего они похожи на медуз, верно? Высота образования таких молний составляет около 100 километров. Пока не очень понятно, что они из себя представляют.

Вот фото и даже видео уникальных спрайтов. Очень хорошо.

Некоторые утверждают, что шаровых молний не бывает. Другие размещают видео шаровой молнии на YouTube и доказывают, что все это реальность. В общем, ученые до сих пор твердо уверены в существовании шаровых молний, ​​а самым известным доказательством их реальности является фотография, сделанная японским студентом.

Это в принципе не молния, а просто явление тлеющего разряда на конце различных острых предметов. Огни Святой Эльмы были известны еще в древности, сейчас они подробно описаны и запечатлены на пленке.

Это очень красивые молнии, которые появляются при извержении вулкана. Вероятно, газопылевой заряженный купол, пробивающий сразу несколько слоев атмосферы, вызывает возмущения, потому что сам является довольно значительным зарядом. Выглядит все это очень красиво, но срочно. Ученые пока точно не знают, почему образуются такие молнии, и существует сразу несколько теорий, одна из которых представлена ​​выше.

Вот несколько интересных фактов о молниях, которые не так часто публикуются:

* Типичная молния длится около четверти секунды и состоит из 3-4 цифр.

* В среднем гроза распространяется со скоростью 40 км в час.

* Род 1800 гроз щас в мире.

* В американский Эмпайр Стейт Билдинг молнии ударяют в среднем 23 раза в год.

* Молнии на самолеты падают в среднем раз в 5-10 тысяч летных часов.

* Вероятность быть убитым молнией составляет 1 к 2 000 000. Одинаковые шансы у каждого из нас умереть от падения с кровати.

* Вероятность увидеть шаровую молнию хотя бы раз в жизни составляет 1 к 10 000.

* Люди, в которых приходила Молния, считались отмеченными Богом. А если и умирали, то якобы попадали прямо в рай. В древности жертв Молнии хоронили на месте гибели.

Что делать при подходе молнии?

В доме

* Закройте все окна и двери.
* Выключите все электроприборы из розеток. Не прикасайтесь к ним, в том числе к номерам телефонов, во время грозы.
* Не подходит для ванн, кранов и раковин, т.к. по металлическим трубам может проходить электричество.
* Если в комнату залетела шаровая молния, попробуйте выбраться и закрыть дверь с другой стороны. Если не удалось – хоть разблокируй на месте.

По ул.

* Попробуйте зайти в дом или в машину. В машине не прикасайтесь к металлическим частям. Машину нельзя парковать под деревом: Внезапно Зиппер врежется в нее, и дерево упадет прямо на вас.
* Если укрытия нет, выйти на открытый космос и, согнувшись, удариться о землю. Но просто невозможно лечь спать!
* Лучше прятаться в лесу под невысокими кустами. Никогда не стойте под отдельным деревом.
* Избегайте вышек, заборов, высоких деревьев, телефонных и электрических проводов, автобусных остановок.
* Держитесь подальше от велосипедов, мангалов и других металлических предметов.
* Не подходите к озеру, реке или другим водоемам.
* Снимите с себя все металлическое.
* Не стойте в толпе.
* Если вы находитесь на открытом месте и вдруг чувствуете, что волосы встали на кончик, или слышите странный шум, исходящий от предметов (это значит, что Вжик вот-вот ударит!), сделайте шаг вперед, положив руки на колени ( но не на землю). Ноги должны быть вместе, пятки прижаты друг к другу (если ноги не соприкасаются, выделения будут проходить по телу).
* Если гроза застала вас в лодке и у вас больше нет времени на отплытие, доберитесь до дна лодки, соедините ноги и прикройте голову и уши.

Шаровая молния – уникальное природное явление: природа возникновения; физические свойства; характеристика

На сегодняшний день единственной и главной проблемой в изучении этого явления является отсутствие возможности воссоздать такие молнии в научных лабораториях.

Поэтому большинство предположений о физической природе сферического электрического сгустка в атмосфере остаются теоретическими.

Первым, кто предположил природу шаровой молнии, был русский физик Петр Леонидович Капица. Согласно его учению, такого рода молнии возникают при разряде между грозовыми облаками и землей на электромагнитной оси, по которой она дрейфует.

Помимо Капицы, ряд физиков были номинированы по теории, структуре ядра и каркаса разряда или ионному происхождению шаровой молнии.

Многие скептики утверждали, что это всего лишь зрительный обман или кратковременные галлюцинации, а самого явления в природе не существует. В настоящее время современная техника и оборудование еще не зафиксировали радиоволну, необходимую для создания молнии.

Как образуется шаровая молния

Образуется, как правило, во время сильной грозы, однако не раз замечали и в солнечную погоду. Шаровая молния возникает внезапно и в единичном случае. Он может появиться из-за облаков, из-за деревьев или других предметов и зданий. Шаровая молния с легкостью преодолевает препятствия на своем пути, в том числе входит в замкнутые пространства. Известны случаи, когда такой тип молнии возникает от телевизора, салонов самолетов, розеток, в закрытых помещениях… При этом она может пропускать предметы на своем пути, проходя сквозь них.

Неоднократно фиксировалось появление электрического пучка в одних и тех же местах. Процесс движения или миграции молнии происходит в основном горизонтально и на высоте около метра над землей. Также отмечается звуковое сопровождение в виде хруста, треска и пища, что приводит к помехам в радио.

По описаниям очевидцев этого явления выделяют два вида молнии:

Характеристики

До сих пор неизвестно происхождение такой молнии. Есть версии, что электрический разряд возникает либо на поверхности молнии, либо выходит из накопительного объема.

Ученым пока неизвестен физико-химический состав, благодаря которому такое явление природы может легко преодолевать дверные проемы, окна, небольшие щели, вновь приобретать первоначальные размеры и форму. В связи с этим были выдвинуты гипотетические предположения о строении газа, но такой газ по законам физики должен был бы взлететь в воздух под действием внутреннего тепла.

• Размер шаровой молнии обычно составляет 10 – 20 сантиметров.
• Цвет свечения, как правило, может быть синим, белым или оранжевым. Однако свидетели этого явления сообщают, что постоянного цвета не наблюдалось и он постоянно менялся.
• Форма шаровой молнии в большинстве случаев сферическая.
• Продолжительность существования оценивалась не более 30 секунд.
• Температура окончательно не исследована, но по оценкам специалистов она достигает 1000 градусов по Цельсию.

Не зная природы происхождения этого природного явления, трудно делать предположения о том, как движется шаровая молния. По одной из теорий, движение такой формы электрического разряда может происходить за счет силы ветра, действия электромагнитных колебаний или силы притяжения.

Чем опасна шаровая молния

Несмотря на множество различных гипотез о природе возникновения и особенностях этого явления природы, необходимо учитывать, что взаимодействие с шаровой молнией крайне опасно, так как шар, наполненный большим разрядом, может не только вызвать ранить, но и убить. Взрыв может привести к трагическим последствиям.

• Первое правило, которое нужно соблюдать при встрече с огненным шаром – не паниковать, не бегать, не делать быстрых и резких движений.
• Нужно медленно уйти с траектории движения мяча, сохраняя при этом дистанцию ​​от него и не поворачиваться спиной.
• При появлении шаровой молнии в закрытом помещении первое, что нужно сделать, это попробовать осторожно открыть окно, чтобы создать сквозняк.
• Помимо вышеперечисленных правил, категорически запрещается бросать в плазменный шар какие-либо предметы, так как это может привести к фатальному взрыву.

Так в Луганске застежка-молния размером с мяч для гольфа убила водителя, а в Пятигорске мужчина, пытавшийся отмахнуться от светящегося мяча, получил сильные мошеннические действия по рукам. В Бурятии Молния пробила крышу и взорвалась в доме. Взрыв был такой силы, что были выбиты окна и двери, повреждены стены, а домочадцы пострадали и получили контузии.

Видео: 10 фактов о шаровой молнии

В этом видео вашему вниманию представлены факты о самом загадочном и удивительном природном явлении

План классной комнаты

I. Вступительное слово.

II. Как сделать дождь? Обсуждение ситуации.

III. Представление теоретического материала.

IV. Заключительное слово.

Классное время

I. Вступительное слово

II. Как сделать дождь? Обсуждение ситуации.

Образование дождя в результате процесса круговорота воды в природе. В науке это называется «гидрологический цикл». Какова его сущность? Солнце достаточно сильно нагревает земную поверхность, чтобы начался процесс испарения воды отовсюду, где она есть, – с луж, рек, озер, морей, океанов и т.д.

III. Представление теоретического материала.

Благодаря испарению молекулы воды поднимаются высоко в воздух, образуя облака и тучи. Ветер уносит их по небу за много километров в сторону. Молекулы воды объединяются, постепенно образуя все более и более жесткие структуры. В конце концов образуется капля, которая уже была достаточно жесткой. Из-за этого капля летит вниз. Когда этих капель много, идет дождь. Это может быть легкая растяжка, а может и сильный душ.

Очень важной особенностью круговорота воды в природе является то, что в результате испарения моря и океаны теряют больше воды, чем получают при осадках. На суше, наоборот, количество водной воды гораздо больше при осадках, чем ее потери при испарении. Этот природный механизм позволяет поддерживать строго определенный баланс между соотношением количества воды в морях и на суше, что важно для непрерывного процесса круговорота воды и равного количества осадков на всей территории земного шара.

Так в природе происходит круговорот воды, который необходим для развития жизни на Земле. А дождь – это одна из стадий круговорота воды.

Радуга – одно из тех необычных оптических явлений, которыми природа иногда радует человека. Долгое время люди пытались объяснить появление радуги. Наука значительно приблизилась к пониманию процесса возникновения того или иного явления, когда в середине XVII века чешский ученый Марк Марци обнаружил, что световой луч неоднороден по своей структуре. Чуть позже Исаак Ньютон изучил и объяснил явление дисперсии световых волн. Как теперь известно, световой луч преломляется на границе двух прозрачных сред, имеющих разную плотность.

Инструкция

Как установил Ньютон, белый световой пучок получается в результате взаимодействия лучей разных цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, синего, фиолетового. Каждый цвет характеризуется определенной длиной волны и частотой колебаний. На границе прозрачных сред скорость и длина световых волн изменяются, частота колебаний остается прежней. Каждый цвет имеет свое собственное преломляющее облегчение. Меньше всего предыдущего направления выражен луч красного цвета, чуть больше оранжевого, затем желтого и т. д. Наибольший коэффициент преломления имеет фиолетовый луч. Если на пути светового луча установить стеклянную призму, то он не только будет отклоняться, но и наводиться на несколько лучей разного цвета.

А теперь о радуге. В природе роль стеклянной призмы выполняют дождевые капли, столкнувшиеся с солнечными лучами при прохождении через атмосферу. Поскольку плотность воды больше плотности воздуха, световой луч на границе двух сред преломляется и разлагается на составляющие. Далее цветовые лучи движутся уже внутри капли до столкновения с ее противоположной стенкой, которая также является границей двух сред и, кроме того, обладает зеркальными свойствами. Большая часть светового потока после вторичного преломления продолжит движение в воздухе вокруг дождя. Часть ее отразится на задней стенке капли и выделится в воздух после вторичного преломления на ее передней поверхности.

Этот процесс происходит сразу во множестве капель. Чтобы увидеть радугу, наблюдатель должен встать спиной к солнцу и лицом к стене дождя. Спектральные лучи покидают капли дождя под разными углами. Из каждой капли в глаз наблюдателя падает только один луч. Лучи, выходящие из соседних капель, сливаются, образуя цветовую дугу. Таким образом, лучи красного цвета в глазу наблюдателя попадают в глаз наблюдателя, из находящихся ниже – оранжевые и т. д. Фиолетовые лучи медленнее. Фиолетовая полоса будет ниже. Радугу в виде полукруга можно увидеть, когда солнце находится под углом не более 42° по отношению к горизонту. Чем выше поднимается солнце, тем меньше размеры радуги.

На самом деле описанный процесс несколько сложнее. Луч света внутри капли многократно отражается. При этом возникает не одна цветовая дуга, а две — радуги первого и второго порядка. Внешняя дуга радуги первого порядка окрашена в красный цвет, внутренняя — в фиолетовый. У радуги второго порядка, наоборот. Выглядит обычно намного бледнее первого, так как при повторных отражениях интенсивность светового потока уменьшается.

Молния как физическое явление

Молния – это Гигантский электрический искровой разряд между облаками или между облаками и земной поверхностью длиной в несколько километров, диаметром в десятки сантиметров и длительностью в десятые доли секунды. Молния в сопровождении грома. Помимо линейной молнии , изредка встречается шаровая молния.

Сначала нужно выяснить особенности «поведения» этого природного явления. Как известно, молния – это электрический разряд, который устремляется с неба на землю. Встретив на своем пути любые преграды, молния сталкивается с ними. Так, очень часто молнии бьют в высокие деревья, телеграфные столбы, многоэтажные дома, не защищенные порогом. Поэтому, если вы находитесь в черте города, даже не пытайтесь спрятаться под кронами деревьев и не подглядывайте к стенам высоких зданий. То есть нужно запомнить главное правило: молния поражает то, что превыше всего.

Телевизионные антенны, которые в большом количестве расположены на крышах жилых домов, отлично «притягивают» молнии. Поэтому, если вы находитесь в доме, не включайте никакие электроприборы, в том числе и телевизор. Свет тоже желательно выключить, так как проводка не менее подвержена ударам. молния .

Если молния застала вас в лесу или поле, то нужно запомнить первое правило и не прислоняться к деревьям или столбам. Желательно выпрямиться до земли и не подниматься до конца грозы . Конечно, если вы находитесь в сфере, где вы самый высокий пункт, риск наиболее вероятен. Поэтому нелишним будет найти овраг или просто низину, которая будет вашим убежищем.

Так что можно сделать вывод, что если, находясь в собственной квартире, вы услышите молотилки и почувствуете приближение грозы – не чувствуйте судьбу, не выходите на улицу и ждите этого природного явления дома

Причины появления молнии

Грозовые разряды ( молнии ) — это наиболее распространенный источник мощных электромагнитных полей природного происхождения. Молния — это разновидность газового разряда с очень большой длиной искры. Общая длина канала молнии достигает нескольких километров, и значительная часть этого канала находится внутри грозового облака. Молния Причиной возникновения молнии является образование большого объемного электрического заряда.

Обыкновенный источник молнии Имеются грозовые дождевые облака, несущие накопление положительных и отрицательных электрических зарядов в верхней и нижней частях облака и электрические поля возрастающей напряженности вокруг этого облака. Образование в облаке таких объемных зарядов различной полярности (поляризация облака) связано с конденсацией за счет охлаждения водяных паров восходящих потоков теплого воздуха на положительных и отрицательных ионах (центрами конденсации) и разделением заряженных капель влаги в облако под действием интенсивных восходящих тепловых потоков воздуха. В связи с тем, что в облаке образуется несколько изолированных зарядов зарядов (в нижней части облака накапливаются преимущественно заряды отрицательной полярности).

Гром – Звуковое явление в атмосфере, сопровождающее разряд молнии. Гром – это колебания воздуха под влиянием очень быстрого увеличения давления на пути молнии, вследствие нагрева примерно до 30 000°С. Гром нарастания возникает из-за того, что молния имеет значительную длину, а звук от разных частей достигает уха наблюдателя в то же время нет. Возникновению рисков также способствуют отражение звука от облаков и преломление звуковых волн, распространяющихся по различным путям. Кроме того, сама разрядка происходит не мгновенно, а продолжается какое-то время.

Громкость люверсных валов может достигать 120 децибел.

Расстояние до грозы

Измерив время, прошедшее между вспышкой молнии и ударом грома, можно приблизительно определить расстояние, на котором находится гроза. Скорость света на несколько порядков выше скорости звука; Ею можно пренебречь и учитывать только скорость звука, которая составляет 300-360 метров в секунду при температуре воздуха от -50°С до +50°С. Умножив на это время между вспышкой молнии и ударом грома в секундах значение, можно судить о близости грозы. Три секунды времени между вспышкой и звуком соответствуют примерно одному километру расстояния. Сопоставив несколько подобных размеров, можно судить о том, приближается ли гроза к наблюдателю (интервал между молнией и громом уменьшается) или удаляется (интервал увеличивается). Следует иметь в виду, что молния имеет значительную протяженность (до нескольких километров), и, отмечая первые услышанные звуки грома, мы определяем расстояние до ближайшей точки молнии. Как правило, гром слышен на расстоянии 15-20 километров, поэтому если наблюдатель видит молнию, но не слышит грома, то гроза находится на расстоянии более 20 километров.

IV. Заключительное слово.

Ребята, надеюсь, что вы теперь будете знать о дожде, радуге, молнии и громе не только как явлениях природных, но и физических. А о других физических явлениях: полярном сиянии, эхе, волнах на море, вулканах и гейзерах, землетрясениях мы поговорим в следующих крутых часах.

Периодически слышу рассказы о шаровых молниях. Существует ли это явление на самом деле? Мог ли шар плазмы оставаться стабильным в течение нескольких секунд, как утверждают некоторые исследователи?

Шаровая молния может быть более экзотичной, чем искры микроволновки, но большинство ученых убеждены, что она не менее реальна. Мартин А. Уман, председатель на факультете электротехники и вычислительной техники Университета Флориды в Гейнсвилле объясняет:

«Шаровая молния — это хорошо задокументированное явление в том смысле, что оно было замечено и последовательно описано людьми во всех сферах жизни со времен древних греки. Не существует общепринятой теории того, что вызывает это. Он не обязательно состоит из плазмы; например, шаровая молния может быть результатом хемилюминесцентный процесс. Литература изобилует рассуждениями о физике шаровой молнии».0399

Петер Х. Гендель в факультет физики и астрономии Университета Миссури в Сент-Луисе представил подробный обзор и выдвинул свою излюбленную модель шаровая молния:

«Согласно статистическим исследованиям, проведенным Дж. Р. МакНалли в 1960 г. (J. R. McNally, «Preliminary Report on Ball Lightning» в Proceedings of the Second Annual Meeting of the Division of Plasma Physics of the American Physical Society , Gatlinburg, № 2АД5 [1960], Paper J-15, pp. 1AD25), шаровую молнию видели 5 процентов населения Земли. Этот процент примерно равен как часть населения, которая видела обычную молнию с близкого расстояния, т. е. достаточно близко, чтобы увидеть непосредственную точку молнии. воздействие молнии.

«Шаровая молния наблюдалась и описывалась с древних времен, часто группами людей, и регистрировалась во многих местах. описывается как светящаяся сфера, чаще всего размером с голову маленького ребенка. Появляется обычно во время грозы, иногда в течение нескольких секунды молнии, но иногда без явной связи с молнией. В некоторых случаях шаровая молния появляется после грозы. еще до этого. Его время жизни варьируется в широких пределах, от нескольких секунд до нескольких минут; средняя продолжительность составляет около 25 секунд. Срок службы шаровая молния имеет тенденцию увеличиваться с размером и уменьшаться с яркостью. Мячи, которые кажутся отчетливо оранжевыми и синими, служат дольше, чем средний. Многие из этих общих характеристик основаны на работах А. И. Григорьева, проанализировавшего более 10 000 случаев шаровой молнии (А. Григорьев, “Статистический анализ свойств шаровой молнии”, в Наука о шаровой молнии , под редакцией Ю. Х. Оцуки, World Scientific Publishing Co., Сингапур, 1988, стр. 88AD134).

“Шаровая молния обычно движется параллельно земле, но совершает вертикальные прыжки. Иногда спускается с облаков, иногда внезапно материализуется в помещении или на улице или входит в комнату через закрытое или открытое окно, через тонкие неметаллические стены или через дымоход. Проходя через закрытые окна, шаровая молния повреждает их маленькими дырочками. около трети времени. Шары не имеют заметного эффекта плавучести. Все эти качества привели великого русского физика Петра Капицу в 1955 интерпретировать шаровую молнию как безэлектродный разряд, вызванный стоячими СВЧ-волнами неизвестного происхождения, присутствующими между землей и облако; более ранние версии этой идеи восходят к 1930-м годам.

“С тех пор ученые усовершенствовали предположение Капицы. Теория Мазера-Солитона, которую я впервые описал в 1975 г. (П. Х. Гендель, «Мазерная теория шаровой молнии» в Bulletin of the American Physical Society Series II, Vol. 20 [1975], № 26), представляет собой современный вариант метода УВЧ-разряда. Я руководил исследованиями теории Мазера-Солитона в Курчатовский научный центр в Москве с 19 лет92. Согласно этой теории, наружная шаровая молния вызывается атмосферным мазером — аналогом к лазеру, но работающему на гораздо более низкой энергии — имеющему объем порядка многих кубических километров.

“С технической точки зрения мазер генерируется инверсией населенностей, вызванной на уровнях энергии вращения молекул воды коротким импульсом поля, связанным с полосой молния. Большой объем воздуха, затронутый ударом, затрудняет выход фотонов до того, как они вызовут «микроволновое усиление». вынужденным излучением» (мазерный эффект). Если только объем воздуха не очень велик или он не заключен в проводящую полость (как в случае шаровой молнии в самолетах или подводных лодках, а в некоторой степени и в помещении), столкновения между молекулами будут потреблять всю энергию инверсия населенностей. Если объем большой, мазер может генерировать локализованное электрическое поле или солитон, который приводит к возникновению наблюдаемого шара. молния. Однако такой разряд еще не был создан в лаборатории.

“Мазер-солитонная теория поддерживается тремя хорошо известными факты. Во-первых, шаровая молния никогда не возникает на острых горных пиках, высотных зданиях и других высоких точках, привлекающих молнии и используемых для исследования молний специалистами по атмосферному электричеству. (Исследователь молний Карл Бергер сказал мне, что провел свою жизнь, регистрируя и измеряя сотни тысяч разрядов молнии попали в его лабораторию на вершине горы Сальваторе в Лугано, Италия, без единого следа от шара молнии.) Невозможность наблюдать шаровую молнию в таких условиях привела к повсеместному разочарованию и даже скептицизму в отношении реальности явление. Но на самом деле импульс поля молнии, бьющей в высокие, остроконечные объекты, локализован в узком конусе, охватывающем относительно небольшой объем. Согласно теории мазера-солитона, эта среда исключает мазер-эффект. С другой стороны, при попадании молнии в равнины, результирующий импульс поля огромен: около 10 километров в ширину и три километра в высоту. Таким образом, шаровая молния хранит свои тайны: она посещает фермер и избегает ученого!

“Во-вторых, шаровая молния безвредна внутри самолетов и подводных лодок или в домах, имеющих токопроводящий каркас. Опять же, в соответствии с теорией мазера-солитона, энергия мазера в таких условиях ограничена примерно 10 джоулями (в отличие от предела в 10 джоулей). 10 ⁹ до 10 ¹⁰ Дж на открытом воздухе), слишком мало, чтобы быть опасным для жизни.

“И в-третьих, шаровая молния под открытым небом часто заканчивается сильным взрывом, иногда причиняющим значительный ущерб. Взрыв особенно странен, потому что он сильно смещает проводящие объекты в большей степени, чем диэлектрики. Например, электрические распределительные коробки иногда извлекаются из стен домов с помощью наружная шаровая молния и брошенная посреди улицы. Мазер-солитонная теория предсказывает, что такие всплески будут происходить, когда нагрузка внезапно исчезает. (Когда разряд, который поглощал фотоны, генерируемые мазером, внезапно исчезает, эти фотоны оживают. дольше и мгновенно размножаться, не ограничиваясь мазерным эффектом. Это распространение вызывает еще большую мгновенную лавину фотонов и практически мгновенный экспоненциальный рост электрического поля. Увеличение происходит слишком быстро, чтобы вызвать электрический пробой или нагрев, но может вызвать очень большие «пондеромоторные силы» — механические эффекты, которые могут разорвать составные объекты с различной диэлектрической проницаемостью.)

«Первые эксперименты с шаровой молнией УВЧ-разряда, проведенные Оцуки и Офурутоном в Японии (Ю. Х. Оцуки и Х. Офурутон, «Плазменный Огненные шары, образованные микроволновыми помехами в воздухе »в Nature Vol. 350 (1991), стр. 139) и вышеупомянутое исследование в Курчатовском в Москве (Жильцов В.А., С9. Маныкин А. , Петренко Е.А., Сковорода А.А., Лейтнер Дж.Ф., Гендель П.Х. Пространственно локализованное микроволновое излучение). Разряд в атмосфере», в JETP Vol. 81 [1995], с. 1072-81) помогли решить загадку шаровой молнии. Теперь, когда мы кажется, понимают истинную природу шаровой молнии, особенно прискорбно, что в США нет средств для изучения и контролируемое воспроизведение этого увлекательного явления.

“Центром изучения шаровой молнии станет Пятый международный симпозиум. на Ball Lightning 26–29 августа 1997 г., организованный Ю. Х. Оцуки и Х. Офурутоном из Токийского столичного колледжа аэронавтики. Инжиниринг (для получения информации отправьте электронное письмо по адресу [email protected]). Я буду США представитель шаровой молнии в Международном комитете; Со мной можно связаться по адресу: [email protected]”

---

Научное сообщество все больше убежден, что шаровая молния — реальное явление (хотя и остаются некоторые скептики). С другой стороны, причиной возникновения шаровой молнии может быть источник постоянных споров. Ранее мы запускали вышеуказанную теорию. Джон Лоук, физик плазмы из Института промышленных технологий CSIRO, в Австралии, предлагает другую теорию об этом явлении:

«Хотя есть по крайней мере один учебник по молнии, который ставит под сомнение существование шаровой молнии, и я никогда не видел это явление лично, я чувствую, что нет никаких сомнений в том, что шаровая молния существует. я разговаривал шести очевидцам явлений и не сомневаюсь в достоверности их наблюдений. Кроме того, отчеты все удивительно похожи и имеют общие черты с сотнями наблюдений, которые появляются в литературе.

“Шаровая молния” обычно описывается как светящийся шар диаметром от одного до 25 сантиметров, имеющий интенсивность примерно 20-ваттной лампы накаливания; феномен обычно возникает после удара молнии. Он почти всегда движется, развивает максимальную скорость около трех метров в секунду и парит примерно в метре над землей. земля. Движение может противодействовать преобладающему ветру и может беспорядочно менять направление. Шаровая молния может длиться до 10 секунд, после чего шар гаснет либо бесшумно, либо с треском. Было много наблюдений за шаровыми молниями внутри домов и даже в самолеты. Также имел место ряд наблюдений за прохождением шаровой молнии через закрытые стеклянные окна без видимых повреждений оконного стекла. стакан. Обычно заметного выделения тепла не происходит, хотя недавнее наблюдение сообщило об опаленной деревянной доске. Несколько человек сообщили о запахе озона и оксидов азота, связанном с шаровой молнией, а также о статике в транзисторном радиоприемнике.

“Учёные десятилетиями пытался сформулировать правдоподобное объяснение существования стабильного плазменного шара. Горячий шар плазмы должен подняться, как горячий воздух. воздушный шар, однако наблюдения обычно не сообщают о таком поведении. Почему такой мяч движется, как правило, против ветра? Какой источник энергии поддерживает шар молнии, учитывая, что такой шар должен был бы быстро уменьшаться в интенсивности?

“Были сотни статей, и по крайней мере, три книги, посвященные шаровой молнии. Большинство теорий поднимают больше вопросов, чем претендуют на решение. Вероятно, самой известной теорией была выдвинул российский лауреат Нобелевской премии Петр Капица, утверждавший, что шаровая молния вызывается стоячей волной электромагнитного поля. излучение. Но почему должна быть стоячая волна электромагнитного излучения? Другие теории утверждают различные источники энергии для мяча. молния, в том числе атомная энергия, антиматерия, горящий материал или электрическое поле облака.

“Общепринятой теории шаровая молния. У меня есть собственная теория, опубликованная в Journal of Physics D: Applied Physics («Теория шаровой молнии как электрического поля»). Разряд» в т. 29, № 5, стр. 1237-1244; май 1996 г.). Я предполагаю, что шаровая молния питается от электрического поля, связанного с заряды в земле после удара молнии. Движение шара контролируется скоростью электрического заряда, когда он рассеивается в заземление после начального периода электрического «пробая», который происходит в момент удара. В своей статье я предполагаю, что этот разряд аналогичен к коронному разряду (как это происходит вокруг высоковольтных трансформаторов) и состоит из последовательности электрических импульсов, которые происходят на микросекундная шкала времени.

«Дождь как физическое явление. Чем опасна шаровая молния

Самые интересные из них представлены в этой статье.

Линейная молния (облако-земля)

Как получить такую ​​молнию? Да очень просто – требуется всего пара сотен кубических километров воздуха, высота, достаточная для образования молнии и мощная тепловая машина – ну, например, Земля. Готовый? Теперь берем воздух и последовательно начинаем его нагревать. Когда он начинает подниматься, с каждым метром подъема нагретый воздух охлаждается, постепенно становясь все холоднее и холоднее. Вода конденсируется во все более крупные капли, образуя грозовые тучи.

Помните те темные тучи над горизонтом, при виде которых умолкают птицы и перестают шуметь деревья? Итак, это грозовые тучи, которые порождают молнии и гром.

Ученые считают, что молнии образуются в результате распределения электронов в облаке, обычно положительно заряженных от вершины облака, и отрицательно от. В результате получается очень мощный конденсатор, который время от времени может разряжаться в результате резкого превращения обычного воздуха в плазму (это происходит из-за все более сильной ионизации слоев атмосферы, близких к грозовым облакам).

Плазма образует своеобразные каналы, которые при соединении с землей служат отличным проводником электричества. Через эти каналы постоянно разряжаются облака, и мы видим внешние проявления этих атмосферных явлений в виде молний.

Кстати, температура воздуха в месте прохождения заряда (молнии) достигает 30 тысяч градусов, а скорость распространения молнии 200 тысяч километров в час. В общем, нескольких разрядов молнии хватило, чтобы обеспечить электроэнергией небольшой городок на несколько месяцев.

Молния земля-облако

А есть такие молнии. Они образуются в результате накопления электростатического заряда на вершине самого высокого объекта на земле, что делает его очень «привлекательным» для молнии.

Такая молния образуется в результате «пробивания» воздушной прослойки между верхом заряженного объекта и низом грозового облака. Чем выше объект, тем больше вероятность того, что в него ударит молния. Так что правду говорят – не стоит прятаться от дождя под высокими деревьями.

грозовая туча-туча

Да, отдельные облака могут «обмениваться» молниями, поражая друг друга электрическими зарядами. Все просто — поскольку верхняя часть облака заряжена положительно, а нижняя — отрицательно, соседние грозовые тучи могут простреливать друг друга электрическими зарядами.

Довольно часто молния пробивается сквозь одно облако, и гораздо реже молния переходит из одного облака в другое.

Горизонтальная молния

Эта молния не бьет в землю, она распространяется горизонтально по небу. Иногда такие молнии могут распространяться по чистому небу, исходя из одной грозовой тучи. Такие молнии очень мощные и очень опасные.

Лента-молния

Эта молния выглядит как несколько молний, ​​идущих параллельно друг другу. В их образовании нет никакой тайны – если дует сильный ветер, он может расширить плазменные каналы, о которых мы писали выше, и в результате образуется вот такая дифференцированная молния.

Бусинка (точечная молния)

Это очень-очень редкая молния, она существует, да, но как она образуется, пока остается только гадать. Ученые предполагают, что точечная молния образуется в результате быстрого охлаждения некоторых участков пути молнии, что превращает обычную молнию в точечную. Как видите, это объяснение явно нуждается в улучшении и дополнении.

спрайтовая молния

До сих пор мы говорили только о том, что происходит под облаками или на их уровне. Но оказывается, что некоторые виды молний выше облаков. Они известны с момента появления реактивных самолетов, но эти молнии были сфотографированы и сняты на видео только в 1994 году.

Больше всего они похожи на медуз, не так ли? Высота образования таких молний составляет около 100 километров. Пока не очень понятно, что они из себя представляют. Вот фото и даже видео уникальной спрайтовой молнии. Очень красиво.

Шаровая молния

Некоторые утверждают, что шаровой молнии не существует. Другие размещают видео с огненными шарами на YouTube и доказывают, что все это реально. В общем, ученые еще не твердо убеждены в существовании шаровых молний, ​​и самым известным доказательством их реальности является фотография, сделанная японским студентом.

Огни Святого Эльма

Это в принципе не молния, а просто явление тлеющего разряда на конце различных острых предметов. Огни Святого Эльма были известны еще в древности, сейчас они подробно описаны и запечатлены на пленку.

Вулканическая молния

Это очень красивые молнии, которые появляются во время извержения вулкана. Вполне вероятно, что заряженный газопылевой купол, проникая сразу в несколько слоев атмосферы, вызывает возмущения, так как сам несет довольно значительный заряд. Все это выглядит очень красиво, но жутко. Ученые пока точно не знают, почему образуются такие молнии, и существует сразу несколько теорий, одна из которых изложена выше.

Вот несколько интересных фактов о молнии, которые не часто публикуются:

* Типичная молния длится около четверти секунды и состоит из 3-4 разрядов.
* Средняя гроза распространяется со скоростью 40 км в час.
* Сейчас в мире 1800 гроз.
* В американский Эмпайр Стейт Билдинг молния поражает в среднем 23 раза в год.
* Молнии поражают самолеты в среднем раз в 5-10 тыс. летных часов.
* Вероятность быть убитым молнией составляет 1 к 2 000 000. У каждого из нас есть одинаковый шанс умереть, упав с кровати.
* Вероятность увидеть шаровую молнию хотя бы раз в жизни составляет 1 к 10 000.
* Люди, пораженные молнией, считались отмеченными Богом. А если и умирали, то якобы попадали прямо в рай. В древности жертв молнии хоронили на месте гибели.

Что делать при приближении молнии?

В доме

* Закройте все окна и двери.
* Отключите все электрические приборы. Не прикасайтесь к ним, в том числе к телефонам, во время грозы.
* Держите подальше от ванн, кранов и раковин, так как металлические трубы могут проводить электричество.
* Если в комнату залетела шаровая молния, постарайтесь быстро выбраться и закрыть дверь с другой стороны. Если не можешь, то хотя бы замри на месте.

На улице

* Попробуйте зайти в дом или машину. Не прикасайтесь к металлическим частям в автомобиле. Машину нельзя парковать под деревом: вдруг в нее ударит молния, и дерево упадет прямо на вас.
* Если укрытия нет, выйдите на открытое пространство и, согнувшись, прижмитесь к земле. Но ты не можешь просто лежать!
* В лесу лучше прятаться под низкими кустами. НИКОГДА не стойте под отдельно стоящим деревом.
* Избегайте вышек, заборов, высоких деревьев, телефонных и электрических проводов, автобусных остановок.
* Держитесь подальше от велосипедов, барбекю и других металлических предметов.
* Держите подальше от озера, реки или других водоемов.
* Снимите с себя весь металл.
* Не стойте в толпе.
* Если вы находитесь на открытой местности и вдруг чувствуете, что ваши волосы встают дыбом, или слышите странный шум, исходящий от предметов (это значит, что вот-вот ударит молния!), наклонитесь вперед, положив руки на колени (но не на земля). Ноги должны быть вместе, пятки прижаты друг к другу (если ноги не соприкасаются, выделения будут проходить по телу).
* Если гроза застала вас в лодке и вы уже не успеваете доплыть до берега, пригнитесь ко дну лодки, соедините ноги и прикройте голову и уши.

Муниципальное образовательное учреждение

Гимназия «Лаборатория Салахова»

Творческая работа по физике

на тему: Электрические явления в природе: молния

Рассказ в области изучения электрической природы молнии

9000 американским физиком Б. Франклином, на основании которого был проведен эксперимент по извлечению электричества из грозового облака. Широко известен опыт Франклина по выяснению электрической природы молнии. В 1750 году он опубликовал работу, описывающую эксперимент с использованием воздушного змея, запущенного в грозу. Опыт Франклина описан в работе Джозефа Пристли.

Физические свойства молнии

Средняя длина молнии составляет 2,5 км, отдельные разряды распространяются в атмосфере на расстояние до 20 км.

грозообразование

Чаще всего молнии возникают в кучево-дождевых облаках, тогда их называют грозовыми тучами; иногда молнии образуются в дождевых облаках, а также при извержениях вулканов, смерчах и пыльных бурях.

Обычно наблюдаются линейные молнии, которые относятся к так называемым безэлектродным разрядам, так как они начинаются (и заканчиваются) в скоплениях заряженных частиц. Это определяет некоторые их до сих пор необъяснимые свойства, отличающие молнию от разрядов между электродами. Итак, молния не короче нескольких сотен метров; они возникают в электрических полях значительно слабее полей при межэлектродных разрядах; Сбор переносимых молнией зарядов происходит за тысячные доли секунды с миллиардов мелких, хорошо изолированных частиц, находящихся в объеме в несколько км³. Наиболее изучен процесс развития молнии в грозовых облаках, при этом молнии могут проходить в самих облаках — внутриоблачные молнии, а могут поражать землю — наземные молнии. Для возникновения молнии необходимо, чтобы в относительно небольшом (но не менее некоторого критического) объеме облака образовалось электрическое поле с напряженностью, достаточной для начала электрического разряда (~1 МВ/м), а в на значительной части облака имеется поле со средней напряженностью, достаточной для поддержания начавшегося разряда (~0,1-0,2 МВ/м). При молнии электрическая энергия облака преобразуется в тепло и свет.

наземная молния

Процесс развития наземной молнии состоит из нескольких этапов. На первом этапе в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, первоначально создаваемая свободными электронами, всегда присутствующими в воздухе в небольшом количестве, которые под действием электрического поля приобретают со значительными скоростями по направлению к земле и, сталкиваясь с молекулами, из которых состоит воздух, ионизируют их. Согласно более современным представлениям, разряд инициируется высокоэнергетическими космическими лучами, которые запускают процесс, называемый неуправляемым пробоем. Таким образом, возникают электронные лавины, превращающиеся в нити электрических разрядов – стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, сливаясь, дают начало яркому термоионизированному каналу с высокой проводимостью – ступенчатому лидеру молнии.

Движение лидера к поверхности земли происходит ступенями в несколько десятков метров со скоростью ~ 50 000 километров в секунду, после чего его движение прекращается на несколько десятков микросекунд, а свечение сильно ослабевает; затем, на последующем этапе, лидер снова продвигается на несколько десятков метров. При этом яркое зарево охватывает все пройденные ступени; затем снова следует остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера к поверхности земли со средней скоростью 200 000 метров в секунду.

По мере движения лидера к земле напряженность поля на его конце увеличивается и под его действием из выступающих на поверхности Земли объектов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. Эта особенность молнии используется для создания громоотвода.

На заключительном этапе за лидерно-ионизированным каналом следует обратный (снизу вверх), или основной, грозовой разряд, характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч ампер, яркостью, значительно превышающей яркость лидера, и высокой скоростью продвижения, вначале достигающей ~100 000 км/с, а в конце снижающейся до ~10 000 км/с. Температура канала при основном разряде может превышать 25 000 °С. Длина канала молнии может быть от 1 до 10 км, диаметр несколько сантиметров. После прохождения импульса тока ионизация канала и его свечение ослабевают. В заключительной стадии ток молнии может длиться сотые и даже десятые доли секунды, достигая сотен и тысяч ампер. Такие молнии называются затяжными, они чаще всего вызывают пожары.

Главный разряд часто разряжает только часть облака. Заряды, расположенные на больших высотах, могут породить новый (стреловидный) лидер, непрерывно движущийся со скоростью тысячи километров в секунду. Яркость его свечения близка к яркости ступенчатого лидера. Когда стреловидный лидер достигает поверхности земли, следует второй главный удар, аналогичный первому. Молнии обычно включают в себя несколько повторяющихся разрядов, но их количество может доходить до нескольких десятков. Продолжительность многократной молнии может превышать 1 секунду. Смещение канала многократной молнии ветром создает так называемую ленточную молнию — светящуюся полосу.

Внутриоблачная молния

Внутриоблачная молния обычно включает только ведущие этапы; их длина колеблется от 1 до 150 км. Доля внутриоблачных молний увеличивается со смещением к экватору, изменяясь от 0,5 в умеренных широтах до 0,9 в экваториальной полосе. Прохождение молнии сопровождается изменениями электрических и магнитных полей и радиоизлучением, так называемыми атмосферниками. Вероятность поражения наземного объекта молнией возрастает с увеличением его высоты и с увеличением электропроводности грунта на поверхности или на определенной глубине (на этих факторах основано действие молниеотвода). Если в облаке имеется электрическое поле, достаточное для поддержания разряда, но недостаточное для его возникновения, роль инициатора молнии может сыграть длинный металлический трос или самолет, особенно если он сильно электрически заряжен. Так, молнии иногда «провоцируются» в слоисто-дождевых и мощных кучевых облаках.

“Каждую секунду в земную поверхность ударяет около 50 молний, ​​а в среднем каждый квадратный километр ее поражает шесть раз в год.”

Самые мощные молнии вызывают рождение фульгуритов.

человек и молния

Молния представляет серьезную опасность для жизни человека. Поражение человека или животного молнией часто происходит на открытых пространствах. электрический ток следует по кратчайшему пути «грозовая туча-земля». Молнии часто бьют в деревья и трансформаторные установки на железной дороге, вызывая их воспламенение. Обыкновенной линейной молнией невозможно попасть внутрь здания, но существует мнение, что так называемая шаровая молния может проникать сквозь щели и открытые окна. Обыкновенные молнии опасны для теле- и радиоантенн, расположенных на крышах многоэтажек, а также для сетевого оборудования.

В организме пострадавших отмечаются те же патологические изменения, что и при поражении электрическим током. Пострадавший теряет сознание, падает, могут возникнуть судороги, часто останавливается дыхание и сердцебиение. На корпусе обычно можно найти «метки тока», точки входа и выхода электричества. В случае летального исхода причиной прекращения основных жизненных функций является внезапная остановка дыхания и сердцебиения, от непосредственного действия молнии на дыхательный и сосудодвигательный центры продолговатого мозга. На коже часто остаются так называемые знаки молнии, древовидные светло-розовые или красные полосы, исчезающие при надавливании пальцами (сохраняются в течение 1-2 дней после смерти). Они являются результатом расширения капилляров в зоне контакта молнии с телом.

При поражении молнией первая медицинская помощь должна быть срочной. В тяжелых случаях (остановка дыхания и сердцебиения) необходима реанимация, ее должен оказать, не дожидаясь медицинских работников, любой свидетель несчастья. Реанимационные мероприятия эффективны только в первые минуты после удара молнии, начатые через 10 – 15 минут, как правило, уже не эффективны. Экстренная госпитализация необходима во всех случаях.

жертв молнии

1. В мифологии и литературе:

1. Асклепий, Эскулап – сын Аполлона – бога врачей и врачебного искусства, не только исцелявшего, но и оживлявшего мертвых. Чтобы восстановить нарушенный мировой порядок, Зевс поразил его своей молнией.

2. Фаэтон – сын бога солнца Гелиоса – однажды взялся управлять солнечной колесницей своего отца, но не смог сдержать огнедышащих коней и чуть не уничтожил Землю в страшном пламени. Разгневанный Зевс пронзил Фаэтона молнией.

2. Исторические личности:

1. Русский академик Г. В. Рихман – в 1753 г. погиб от удара молнии.

2. 4 июля 2009 г. от удара молнии погиб народный депутат Украины, экс-губернатор Ровенской области В. Червоний.

· Рой Салливан выжил после семи ударов молнии.

· Американский майор Саммерфорд скончался после продолжительной болезни (результат третьего удара молнии). Четвертая молния полностью разрушила его памятник на кладбище.

· Среди индейцев Анд удар молнии считается необходимым для достижения высших уровней шаманской инициации.

Деревья и молния

Ствол пораженного молнией тополя

Высокие деревья часто становятся мишенью для молнии. Реликтовые деревья-долгожители легко можно найти с множественными шрамами от молний. Считается, что одиноко стоящее дерево с большей вероятностью будет поражено молнией, хотя в некоторых лесных районах шрамы от молний можно увидеть практически на каждом дереве. Сухие деревья загораются от удара молнии. Чаще всего удары молнии направляются в дуб, реже всего в бук, что, по-видимому, зависит от различного количества в них жирных масел, оказывающих большое сопротивление электричеству.

Молния проходит в стволе дерева по пути наименьшего электрического сопротивления, с выделением большого количества тепла, превращая воду в пар, который раскалывает ствол дерева или чаще отрывает от него участки коры, показывая путь молнии. В последующие сезоны деревья обычно регенерируют поврежденные ткани и могут закрыть всю рану, оставив только вертикальный рубец. Если повреждение слишком серьезное, ветер и вредители в конечном итоге убьют дерево. Деревья являются естественными громоотводами и, как известно, обеспечивают молниезащиту близлежащих зданий. Посаженные рядом со зданием высокие деревья задерживают молнии, а высокая биомасса корневой системы помогает заземлить удар молнии.

Из пораженных молнией деревьев делают музыкальные инструменты, приписывая им уникальные свойства.

Молния – это гигантский электрический искровой разряд между облаками или между облаками и земной поверхностью, длиной в несколько километров, диаметром в десятки сантиметров и длиной в десятые доли секунды. Молния сопровождается громом. Помимо линейных молний, ​​изредка наблюдаются шаровые молнии.

Гроза – сложный атмосферный процесс, возникновение которого обусловлено образованием кучево-дождевых облаков. Сильная облачность является следствием значительной нестабильности атмосферы. Грозы характеризуются сильным ветром, нередко проливным дождем (снегом), иногда с градом. Перед грозой (за час-два до грозы) атмосферное давление начинает быстро падать, пока внезапно не усилится ветер, а затем начинает повышаться.

Грозы можно разделить на локальные, фронтальные, ночные, в горах. Чаще всего человек сталкивается с локальными или тепловыми грозами. Такие грозы бывают только в жаркую погоду с повышенной влажностью воздуха. Как правило, они возникают летом в полдень или днем ​​(12-16 часов). Водяной пар в восходящем потоке теплого воздуха конденсируется на высоте, при этом выделяется много тепла и восходящие потоки воздуха нагреваются. Поднимающийся воздух теплее окружающего воздуха и расширяется, пока не станет грозовым облаком. Большие грозовые тучи постоянно заполнены ледяными кристаллами и каплями воды. В результате их дробления и трения между собой и о воздух образуются положительные и отрицательные заряды, под действием которых возникает сильное электростатическое поле (напряженность электростатического поля может достигать 100 000 В/м). А разность потенциалов между отдельными частями облака, облаками или облаком и землей достигает огромных значений. При достижении критического напряжения электрического воздуха происходит лавинообразная ионизация воздуха – искровой разряд молнии.

Фронтальная гроза возникает, когда массы холодного воздуха входят в район с преобладанием теплой погоды. Холодный воздух вытесняет теплый воздух, при этом последний поднимается на высоту 5-7 км. Теплые слои воздуха вторгаются вихрями различных направлений, образуется шквал, сильное трение между слоями воздуха, что способствует накоплению электрических зарядов. Длина фронтальной грозы может достигать 100 км. В отличие от местных гроз после лобовых гроз обычно становится холоднее. Ночная гроза связана с охлаждением земли ночью и образованием вихревых течений восходящего воздуха. Гроза в горах объясняется разницей солнечной радиации, которой подвергаются южные и северные склоны гор. Ночные и горные грозы не сильные и непродолжительные.

Грозовая активность в разных регионах нашей планеты различна. Мировые очаги гроз: остров Ява – 220, Экваториальная Африка -150, Южная Мексика – 142, Панама – 132, Центральная Бразилия – 106 грозовых дней в году. Россия: Мурманск – 5, Архангельск – 10, Санкт-Петербург – 15, Москва – 20 грозовых дней в году.

По типу молнии делятся на линейные, жемчужные и шаровые. Жемчужная и шаровая молнии встречаются довольно редко.

Разряд молнии развивается за несколько тысячных долей секунды; при таких больших токах воздух в зоне канала молнии почти мгновенно нагревается до температуры 30 000-33 000°С. В результате резко повышается давление, воздух расширяется – возникает ударная волна, сопровождающаяся звуковым импульс – гром. В связи с тем, что на высоких остроконечных предметах напряженность электрического поля, создаваемая статическим электрическим зарядом облака, особенно велика, возникает свечение; в результате начинается ионизация воздуха, возникает тлеющий разряд и появляются красноватые языки свечения, то укорачивающиеся, то вновь удлиняющиеся. Не пытайтесь тушить эти пожары, так как возгорания не происходит. При большой напряженности электрического поля может появиться пучок светящихся нитей – коронный разряд, который сопровождается шипением. Линейные молнии также могут иногда возникать при отсутствии грозовых облаков. Не случайно возникла поговорка – «гром с ясного неба».

Молния — одно из тех природных явлений, которые издавна внушают страх человечеству. Величайшие умы, такие как Аристотель или Лукреций, стремились понять ее сущность. Они считали, что это шар, состоящий из огня и зажатый в водяном паре облаков, и, увеличиваясь в размерах, он пробивает их и стремительной искрой падает на землю.

Понятие о молнии и ее происхождении

Чаще всего образуются молнии, которые имеют довольно большие размеры. Верхняя часть может находиться на высоте 7 километров, а нижняя – всего 500 метров над землей. Учитывая температуру атмосферного воздуха, можно сделать вывод, что на уровне 3-4 км вода замерзает и превращается в льдины, которые, сталкиваясь друг с другом, электризуются. Те, что имеют наибольший размер, получают отрицательный заряд, а самые маленькие – положительный. В зависимости от веса они равномерно распределены в облаке по слоям. Сближаясь друг с другом, они образуют плазменный канал, из которого получается электрическая искра, называемая молнией. Свою ломаную форму он получил из-за того, что на пути к земле часто встречаются различные воздушные частицы, образующие преграды. И чтобы их обойти, приходится менять траекторию.

Физическое описание молнии

Разряд молнии высвобождает от 109 до 1010 джоулей энергии. Такое колоссальное количество электроэнергии в основном тратится на создание вспышки света, которую иначе называют громом. Но даже малой части молнии достаточно, чтобы сделать немыслимые вещи, например, ее разряд может убить человека или разрушить здание. Еще один интересный факт говорит о том, что это природное явление способно плавить песок, образуя полые цилиндры. Такой эффект достигается за счет высокой температуры внутри молнии, она может достигать 2000 градусов. Время удара о землю тоже разное, оно не может быть больше секунды. Что касается мощности, то амплитуда импульсов может достигать сотен киловатт. Сочетая все эти факторы, получается мощнейший природный разряд тока, несущий смерть всему, к чему прикасается. Все существующие виды молний очень опасны, и встреча с ними крайне нежелательна для человека.

Громообразование

Все виды молний невозможно представить без грома, который не несет такой же опасности, но в некоторых случаях может привести к выходу из строя сети и другим техническим проблемам. Это происходит из-за того, что теплая волна воздуха, нагретая молнией до температуры горячее, чем солнце, сталкивается с холодной. Звук, возникающий в результате этого, есть не что иное, как волна, вызванная колебаниями воздуха. В большинстве случаев объем увеличивается к концу рулона. Это связано с отражением звука от облаков.

Что такое молнии

Оказывается они все разные.

1. Линейная молния – самая распространенная разновидность. Электрический звон похож на перевернутое вверх ногами разросшееся дерево. От магистрального канала отходит несколько более тонких и коротких «отростков». Длина такого разряда может достигать 20 километров, а сила тока — 20 000 ампер. Скорость движения составляет 150 километров в секунду. Температура плазмы, заполняющей канал молнии, достигает 10 000 градусов.

2. Внутриоблачные молнии – возникновение этого типа сопровождается изменением электрических и магнитных полей, также излучаются радиоволны. Такой вал, скорее всего, находится ближе к экватору. В умеренных широтах появляется крайне редко. Если в облаке есть молния, то побудить ее выйти наружу может и посторонний предмет, нарушающий целостность оболочки, например наэлектризованный самолет или металлический трос. Длина может варьироваться от 1 до 150 километров.

3. Наземная молния – этот тип проходит несколько стадий. На первом из них начинается ударная ионизация, которая создается вначале свободными электронами, всегда присутствующими в воздухе. Под действием электрического поля элементарные частицы приобретают большие скорости и устремляются к земле, сталкиваясь с молекулами, из которых состоит воздух. Таким образом, возникают электронные лавины, иначе называемые стримерами. Они представляют собой каналы, которые, сливаясь друг с другом, вызывают яркую теплоизолированную молнию. До земли он доходит в виде небольшой лестницы, потому что на его пути встречаются препятствия, и чтобы их обойти, он меняет направление. Скорость движения составляет примерно 50 000 километров в секунду.

После того, как молния прошла свой путь, она прекращает свое движение на несколько десятков микросекунд, при этом свет ослабевает. После этого начинается следующий этап: повторение пройденного пути. Самый последний разряд превосходит по яркости все предыдущие, сила тока в нем может достигать сотен тысяч ампер. Температура внутри канала колеблется в районе 25 000 градусов. Этот тип молнии самый продолжительный, поэтому последствия могут быть разрушительными.

Жемчужная молния

Отвечая на вопрос, что же это за молнии, нельзя упускать из виду такое редкое природное явление. Чаще всего разряд проходит после линейного и полностью повторяет его траекторию. Только вот это похоже на шарики, которые находятся на расстоянии друг от друга и напоминают бусы из драгоценного материала. Такие молнии сопровождаются самыми громкими и раскатистыми звуками.

Шаровая молния

Природное явление, когда молния принимает форму шара. В этом случае траектория его полета становится непредсказуемой, что делает его еще более опасным для человека. В большинстве случаев такой электрический комок встречается вместе с другими видами, но зафиксирован факт его появления даже в солнечную погоду.

Как образуется Именно таким вопросом чаще всего задаются люди, столкнувшиеся с этим явлением. Как всем известно, некоторые вещи являются прекрасными проводниками электричества, и именно в них, накапливая свой заряд, начинает всплывать шарик. Также может появиться от основной молнии. Очевидцы говорят, что он просто появляется из ниоткуда.

Диаметр молнии колеблется от нескольких сантиметров до метра. Что касается цвета, то вариантов несколько: от бело-желтого до ярко-зеленого, черный электрический шар встретить крайне редко. После быстрого спуска он движется горизонтально, примерно в метре от поверхности земли. Такая молния может внезапно изменить свою траекторию и так же внезапно исчезнуть, высвободив огромную энергию, за счет которой происходит плавление или даже разрушение различных предметов. Она живет от десяти секунд до нескольких часов.

спрайт молнии

Совсем недавно, в 1989 году, ученые открыли еще один вид молнии, который назвали спрайт . Открытие произошло совершенно случайно, ведь явление крайне редкое и длится всего десятые доли секунды. Их отличает от других высота, на которой они появляются – примерно 50-130 километров, в то время как другие подвиды не преодолевают 15-километровый рубеж. Также спрайт молнии имеет огромный диаметр, который достигает 100 км. Они кажутся вертикальными и мигают группами. Их цвет меняется в зависимости от состава воздуха: ближе к земле, где больше кислорода, они зеленые, желтые или белые, но под действием азота, на высоте более 70 км, приобретают яркую красный оттенок.

Поведение во время грозы

Все виды молний несут чрезвычайную опасность для здоровья и даже жизни человека. Во избежание поражения электрическим током на открытых площадках следует соблюдать следующие правила:

1. В этой ситуации в группу риска попадают самые высокие предметы, поэтому следует избегать открытых площадок. Чтобы стать ниже, лучше всего сесть и положить голову и грудь на колени, в случае поражения эта поза защитит все жизненно важные органы. Ни в коем случае нельзя лежать плашмя, чтобы не увеличивать площадь возможного попадания.
2. Также не стоит прятаться под высокими деревьями и незащищенными конструкциями или металлическими предметами (например, навес для пикника) будет нежелательным укрытием.
3. Во время грозы следует немедленно выйти из воды, так как она является хорошим проводником. Попадая в него, грозовой разряд может легко перекинуться на человека.
4. Ни при каких обстоятельствах не пользуйтесь мобильным телефоном.
5. Для оказания первой помощи пострадавшему лучше всего провести сердечно-легочную реанимацию и немедленно вызвать службу спасения.

Правила поведения в доме

В помещении тоже существует опасность получения травм.

1. Если на улице начинается гроза, первое, что нужно сделать, это закрыть все окна и двери.
2. Все электроприборы должны быть выключены.
3. Держитесь подальше от проводных телефонов и других кабелей, они являются отличными проводниками электричества. Такой же эффект имеют металлические трубы, поэтому рядом с сантехникой находиться не следует.
4. Зная, как формируется шаровая молния и насколько непредсказуема ее траектория, если она все-таки попадет в помещение, необходимо немедленно покинуть ее и закрыть все окна и двери. Если эти действия невозможны, лучше постоять на месте.

Природа по-прежнему неподвластна человеку и таит в себе множество опасностей. Все виды молнии – это, по сути, мощнейшие электрические разряды, которые в несколько раз мощнее всех искусственно созданных источников тока человеком.

Каждую секунду, примерно 700 молний, ​​а каждый год около 3000 человек погибли от ударов молнии. Физическая природа молнии до конца не объяснена, и большинство людей имеют лишь приблизительное представление о том, что это такое. Какие-то разряды сталкиваются в облаках или что-то в этом роде. Сегодня мы обратились к нашим авторам-физикам, чтобы узнать больше о природе молнии. Как появляется молния, куда ударяет молния и почему гремит гром. Прочитав статью, вы узнаете ответ на эти и многие другие вопросы.

Что такое молния

Молния – искровой электрический разряд в атмосфере.

электрический разряд – это процесс протекания тока в среде, связанный со значительным увеличением ее электропроводности относительно нормального состояния. Существуют различные виды электрических разрядов в газе: искровой , дуговой , тлеющий .

Искровой разряд возникает при атмосферном давлении и сопровождается характерным искровым треском. Искровой разряд представляет собой совокупность исчезающих и сменяющих друг друга нитевидных искровых каналов. Искровые каналы также называются растяжки . Искровые каналы заполнены ионизированным газом, т.е. плазмой. Молния — это гигантская искра, а гром — очень громкий треск. Но не все так просто.

Физическая природа молнии

Как объясняется происхождение молнии? Система облако-земля или облако-облако является своего рода конденсатором. Воздух играет роль диэлектрика между облаками. Нижняя часть облака имеет отрицательный заряд. При достаточной разности потенциалов между облаком и землей возникают условия, при которых в природе возникают молнии.

Ступенчатый лидер

Перед основной вспышкой молнии вы можете наблюдать небольшое пятно, движущееся от облака к земле. Это так называемый ступенчатый лидер. Электроны под действием разности потенциалов начинают двигаться к земле. При движении они сталкиваются с молекулами воздуха, ионизируя их. Прокладывается ионизированный канал от облака к земле. За счет ионизации воздуха свободными электронами электропроводность в зоне лидерной траектории значительно возрастает. Лидер как бы прокладывает путь основному разряду, переходя от одного электрода (облака) к другому (земле). Ионизация происходит неравномерно, поэтому лидер может разветвляться.

Обратный огонь

В тот момент, когда лидер приближается к земле, напряжение на его конце возрастает. С земли или с выступающих над поверхностью предметов (деревьев, крыш зданий) в сторону лидера выбрасывается ответный стример (канал). Это свойство молний используется для защиты от них путем установки громоотвода. Почему молния поражает человека или дерево? На самом деле ей все равно, куда бить. Ведь молния ищет кратчайший путь между землей и небом. Именно поэтому во время грозы опасно находиться на равнине или на поверхности воды.

Когда лидер достигает земли, по проложенному каналу начинает течь ток. Именно в этот момент наблюдается основная вспышка молнии, сопровождающаяся резким увеличением силы тока и выделением энергии. Вот вопрос, откуда молния? Интересно, что лидер распространяется от облака к земле, а вот обратная яркая вспышка, которую мы привыкли видеть, распространяется от земли к облаку. Правильнее сказать, что молния не идет с неба на землю, а возникает между ними.

Почему бьет молния?

Гром является результатом ударной волны, вызванной быстрым расширением ионизированных каналов. Почему мы сначала видим молнию, а потом слышим гром? Все дело в разнице скоростей звука (340,29 м/с) и света (299 792 458 м/с). Подсчитав секунды между громом и молнией и умножив их на скорость звука, можно узнать, на каком расстоянии от вас ударила молния.

Нужна работа в области физики атмосферы? Для наших читателей теперь действует скидка 10% на любой вид работы

Виды молнии и факты о молнии

Молния между небом и землей не самая обычная молния. Чаще всего молния возникает между облаками и не представляет угрозы. Помимо наземных и внутриоблачных молний, ​​существуют молнии, образующиеся в верхних слоях атмосферы. Какие виды молнии существуют в природе?

• Внутриоблачная молния;
• Шаровая молния;
• «Эльфы»;
• Форсунки;
• Спрайты.

Последние три типа молний невозможно наблюдать без специальных приборов, так как они образуются на высоте 40 километров и выше.

Вот факты о молнии:

• Длина самой длинной зарегистрированной молнии на Земле составила 321 км. Эту молнию видели в Оклахоме, 2007 .
• Самая длинная молния длилась 7,74 секунд и был зафиксирован в Альпах.
• Молнии образуются не только на Земле . Точно знаю о молнии на Венере , Юпитере , Сатурне и Уране . Молния Сатурна в миллионы раз мощнее земной.
• Сила тока в молнии может достигать сотен тысяч ампер, а напряжение – миллиардов вольт.
• Температура канала молнии может достигать 30000 градусов Цельсия это 6 раз выше температуры поверхности Солнца.

Шаровая молния

Шаровая молния — это отдельный вид молнии, природа которого остается загадкой. Такая молния представляет собой светящийся объект, движущийся в воздухе в виде шара. Согласно ограниченным данным, шаровая молния может двигаться по непредсказуемой траектории, разделяться на более мелкие молнии, взрываться или просто неожиданно исчезать.