Откуда берется молния: Как образуется молния?boeffblog.ru | boeffblog.ru

Как образуется молния?boeffblog.ru | boeffblog.ru

Что такое гроза?

Гроза – это атмосферное явление, которое сопровождается светомузыкальными эффектами под названиями молния и гром. Еще при грозе частенько бушует ветер и льется дождь. В общем-то каждый и сам все видел и все это знает. С дождем и ветром более менее понятно, но возникает вопрос откуда берутся молния и гром? Обычно люди, которые знают, что электричество живет в розетке, делают серьезное лицо и выдают ответ: “Это облака сталкиваются, поэтому сверкает.” Неплохой ответ конечно, но давайте ответим на этот вопрос с физической точки зрения.

Что такое молния?

Молния – это электрический разряд. Но откуда же он берется? А все начинается с облаков. С поверхности земли испаряется влага, которая поднимается вверх в виде капелек. “Стая” таких капелек собирается на определенной высоте и становится видна с земли в виде облака (в одном облаке просто невероятное количество капель). К облакам постоянно присоединяются новые капли, а старые могут отрываться от них. Если их присоединяется больше, чем отрывается, то облако растет. Размер облака по вертикали может достигать нескольких километров (расстояние от земли до нижней части облака примерно 0.5 – 2 км). В облаках температура может быть ниже нуля градусов по Цельсию, поэтому капельки замерзают и становятся льдинками. Эти льдинки находятся в постоянном движении, поэтому очень часто сталкиваются друг с другом. В результате этих столкновений одни капли/льдинки заряжаются положительно (они более легкие, поэтому поднимаются вверх), а другие отрицательно (они более тяжелые, поэтому скапливаются в нижней части облака).

При этом процессе нижняя часть облака заряжается отрицательно, а верхняя – положительно. При этом такое облако уже имеет большие размеры и становится грозовым. Нужно понимать, что не каждое облако становиться грозовым, так как этот процесс занимает длительное время, и нужно, чтобы сложились благоприятные условия (чтобы облако не распалось раньше, чем оно накопит достаточный заряд и наберет достаточную массу).

Теперь вернемся к молнии. Если два таких грозовых облака подходят на достаточно близкое расстояние (да еще одно подходит отрицательной стороной, а другое – положительной), заряженные частицы (электроны и ионы) начинают проскакивать через воздушную прослойку между двумя облаками (ведь плюс и минус, как мы знаем, должны притягиваться). Даже воздушная прослойка не может их остановить, настолько большие заряды у облаков!

Обычно первые частицы являются “полководцами”, так как они прокладывают канал между облаками, по которому сразу же устремляются миллиарды других заряженных частиц.

В этот момент мы и видим молнию!

Часто случается такое, что молния бьет прямо в землю. В этом случае сама земля выступает в качестве скопления положительного заряда, а остальное происходит как описано выше.

Почему молния имеет изломы?

Когда заряженные частицы летят через воздушную прослойку между облаками, они могут сталкиваться с молекулами воздуха или каплями (льдинками) воды. От этих столкновений меняется направление движения заряженных частиц, но в целом они продолжают двигаться в сторону второго облака, чтобы замкнуться на нем.

Почему мы слышим гром?

Гром – это звуковое сопровождение молнии, без которого невозможно достигнуть необходимого порога страха. Именно грома человек боится больше, чем светящейся полоски на небе. 

При прохождении электрического разряда (молнии) происходит резкое повышение температуры окружающего воздуха до нескольких тысяч или даже миллионов градусов. Этот температурный скачок приводит к локальному расширению нагретого воздуха (взрыв), которое вызывает ударную волну (раскат грома). Если молния имеет много изломов, то мы слышим несколько раскатов грома при каждой резкой смене направления возникает новый “взрыв“. 

Так как скорость звука в воздухе меньше скорости света, мы слышим гром немного позже самой вспышки. По времени задержки грома можно примерно посчитать расстояние до того места, где появилась молния. Для этого нужно посчитать: через сколько секунд слышится гром после вспышки. Каждые 3 секунды примерно равны расстоянию в 1 километр.

То есть, если после вспышки прошло 9 секунд до того как прогремел гром, то молния сверкнула на расстоянии 3 км.

А Вы боитесь грозы??

Откуда берется молния и почему Луна не падает на Землю? Физик отвечает на детские вопросы — Кореличи. Новости Кореличского района. Газета Полымя

В Беларуси физику начинают изучать в седьмом классе, то есть в 13−14 лет. Но вопросы о физических явлениях у ребенка появляются намного раньше, и родители не всегда знают, как правильно на них ответить. Мы попросили учителя физики помочь и задали ему несколько, на первый взгляд, наивных детских вопросов о природных явлениях. Отвечать попросили максимально просто, чтобы было понятно детям в возрасте шести-восьми лет.

С нами говорит Дмитрий Владимирович Богомолов — преподаватель физики в образовательном центре «100 баллов» и школе «Апельсин». Считает, что совместный поиск ответов на разные вопросы родителями и детьми не только сближает их, но и показывает ребенку, как «добывать» информацию из книг и интернета.

Откуда берется радуга?
Самый простой способ показать радугу дома — это набрать стакан воды и разбрызгать ее на солнечном свету. Точно такой же эффект получится, если поливать из шланга овощи летом в солнечный день на огороде: появится радуга. Это происходит из-за того, что в капельках воды свет преломляется по-разному для различных цветов.

Как появляется дождь?

Легче всего объяснять на примере. На даче в деревне по утрам появляется туман. Когда на улице становится холоднее, вода из воздуха собирается в маленькие капельки. Высоко в воздухе еще холоднее, поэтому этот туман собирается в намного более крупные капельки. Они настолько большие, что падают на Землю, — так и образуется дождь.

Почему электризуются волосы?
Тела состоят из очень маленьких частичек, которые называются молекулами. Молекулы также состоят из частичек, у которых есть электрические заряды — положительные и отрицательные. Когда мы причесываемся, то просто смахиваем отрицательные заряды с расчески на волосы — и они электризуются.

Как образуются молния и гром?
Как и в случае с расческой для волос, большие объекты также соприкасаются между собой — например, как облака и воздух.

Облака постоянно поднимаются или опускаются, и между ними и воздухом происходит то же самое, что и с нами, когда мы надеваем или снимаем с себя свитер, — возникает искра. В случае с большими объектами искра получается куда больше, и мы ее видим — так и получается молния.

Там, где прошла молния, мы слышим гром. Объяснить, откуда он берется, можно так: мы ведь слышим, как трещат искры, когда снимаем с себя свитер, — так же происходит и с громом после молнии. Чем больше искра, тем громче после нее звук.

Если ребенок поинтересуется, почему гром слышен позже, чем видна молния, врать не стоит. Лучше просто ответить: звук медленнее, чем свет. Мы издалека сначала видим подъезжающий к нам трамвай и только потом слышим его. Точно так же и с громом: сначала мы видим молнию (то есть искру) и только потом слышим раскаты грома.

Откуда берется полярное сияние?
Чтобы ориентироваться в пространстве и не заблудиться во время долгого путешествия, мореплаватели используют магнитный компас — специальный прибор, показывающий либо на север, либо на юг. Так происходит из-за того, что у Земли есть магнитное поле. Можно даже сказать, что Земля — это большой магнит.

При этом солнце постоянно отправляет во все стороны разные частицы, которые опускаются и к нам на планету. Эти частицы захватываются магнитом (то есть Землей) и начинают светиться. Но компас ведь определяет два направления (север и юг) и показывает туда, где магнитное поле сильнее. Поэтому это свечение видно как раз возле полюсов Земли.

Почему самолет летает и не падает?
Крылья самолету нужны не просто так: он на них опирается на воздух так же, как и птицы. Если взять машину и к ней приделать крылья, она тоже полетит. Проще говоря, крыло создает подъемную силу.

Почему Луна не падает на Землю?
Лучше всего отвести ребенка в парк развлечений, посадить на крутящуюся карусель и спросить, получится ли у него подойти к центру аттракциона, пока тот движется.

Конечно, сделать это не выйдет: пока карусель крутится, ребенка будет отбрасывать от центра в другую сторону. Так же происходит и с Луной — она постоянно вращается вокруг Земли, как мы крутимся на карусели, и «отбрасывается» от планеты. Пока это происходит, Луна на Землю не упадет. Точно так же и Земля крутится вокруг Солнца и не падает на звезду.

Как образуется гало?
Сперва стоит пояснить, что такое атмосфера. Сделать это в простой форме можно так. Во-первых, все мы дышим — нам для этого нужен воздух. Во-вторых, мы от Земли не улетаем: все тела притягиваются к Земле. То есть можно сказать, что Земля притянула к себе воздух. Вокруг планеты существует воздушная оболочка, которую мы не видим, но постоянно ощущаем. Эта оболочка называется атмосферой.

Гало — это ореол вокруг Солнца или Луны, проще говоря — отражение. Если в атмосфере находится много льдинок, то свет от Луны или Солнца отражается от них. Поэтому мы и видим гало.

Показать его можно и в искусственных условиях дома. Для этого вечером на фонарь напротив окна нужно смотреть через гардину — сквозь нее получится увидеть небольшие крестики, которые также являются гало.

Почему дует ветер?
Чтобы рассказать, как образуется ветер, сначала нужно пояснить, как в атмосфере создается давление.

Это можно показать на примере: нагреть на плите кастрюлю с водой и посмотреть, как от нее во все стороны исходит пар (маленький ветер). То есть кастрюля нагрелась, и давление чуть повысилось. Так же происходит и с ветрами: область повышенного давление создается над горячей сушей. Из-за этого воздух расходится в разные стороны.

TUT.by

Почему молния бьет из-под земли?

Я не буду повторять то, что было в других ответах. Единственное, что я хотел бы добавить, это то, что мы не видим молнию от земли к облаку .

Теоретически, Земля в Облако может быть возможна, поскольку молния представляет собой разряд между двумя точками, которые имеют экстремальную разницу в напряжении. Так что это не загадка “почему это происходит”, как сказано в этом видео, а “как это происходит”. необходимо изучить более тщательно, поскольку некоторые эффекты происходят чаще в определенных географических точках, все, что нужно понять, это ПОЧЕМУ (и это может быть не один фактор).

 Карта среднегодового количества ударов молнии на квадратный километр с 1995 по 2013 год (Фото: НАСА)
 

Но вернемся к этой картинке

и внимательно посмотрим. Обратите внимание на яркую вспышку в верхнем левом углу в начале, которая распространяется на несколько лидеров, тянущихся к земле.

Наземный путь не установлен, пока двое из этих лидеров не достигнут земли. Из этих двух путей один из них имеет меньшее сопротивление, что приводит к мгновенному пути тока между облаком и землей. Я действительно думаю, что в этом случае мы видим молнию Облако на землю, но этих двух типов, положительную и/или отрицательную молнию на уже установленном пути. Изображение взято с высокоскоростной или ультравысокоскоростной камеры, способной снимать 10 000–1 м кадров в секунду, то, что мы видим, — очень медленное движение облачного разряда.

Кроме того, вы должны иметь в виду, что молния — это не просто разряд статического электричества.

Этот разряд может производить широкий спектр электромагнитного излучения, из очень горячей плазмы, созданной быстрым движением электронов, в блестящие вспышки видимого света в виде черного тела излучение. Молния вызывает гром, звук ударной волны, развивается по мере того, как газы в непосредственной близости от разряда испытывают внезапный повышение давления. Молния обычно возникает во время грозы и другие типы энергетических погодных систем, но вулканическая молния также может происходить во время извержений вулканов. Википедия

Выше написано, что сам разряд может производить широкий спектр электромагнитного излучения. Большая часть этого излучения должна производиться после того, как будет установлен путь от облака к земле. Если бы у нас действительно была комбинация положительной и отрицательной молнии на этом пути, то, возможно, вид этой молнии с другой фильтрацией (микроволновой, инфракрасный, ультрафиолетовый или даже рентгеновский диапазон) был бы более

просветляющим .

Я вообще-то не думаю, что все излучение исходит от самого разряда, как написано выше. Это должно быть сочетание статического электричества и излучения еще до разряда, только усиливающееся в момент разряда.

Еще более своеобразным случаем, чем молния «земля-облако», является случай с шаровой молнией.

На этом видео показано нечто, что можно идентифицировать как шаровую молнию. Одна из теорий возникновения шаровой молнии указывает на то, что элемент Si в почве может быть фактором.

РЕДАКТИРОВАТЬ

Чтобы доказать свою точку зрения на эту оптическую иллюзию на изображении выше, я добавляю ссылку на другую оптическую иллюзию, конечно, на этом видео у поезда есть только один курс, но мы видим, что у него есть оба, в подобных случаях человеческий мозг находит другие способы определить направление.

Как возникают гром и молния?

••• Изображение молнии Джастина Пиртла с сайта Fotolia.com

Автор Нэнси Вагнер

Гроза и грозы возникают, когда теплый влажный воздух быстро поднимается вверх, образуя кучево-дождевые облака. Воздух и вода в этих облаках начинают тереться друг о друга. Это создает электричество между облаком и землей, что в конечном итоге приводит к вспышке молнии.

Причина

Гром возникает, когда энергия молнии нагревает и быстро расширяет воздух. В результате звуковая волна воспринимается как гром. В то время как молния и гром происходят примерно в одно и то же время, молния распространяется со скоростью света или со скоростью 186 000 миль в секунду, а гром распространяется со скоростью звука, эквивалентной одной пятой мили за одну секунду. Люди видят молнию задолго до того, как слышат гром.

Измерение расстояния

Чтобы определить близость грозы, посчитайте секунды между вспышкой молнии и громом, затем разделите число на пять. Полученное число равно расстоянию в милях от удара молнии. Молния, ударяющая близко, вызывает громкий короткий раскат грома, а молния, находящаяся вдалеке, вызывает долгие, тихие раскаты грома.

Молния

Молния возникает во время гроз и ураганов, извержений вулканов и даже во время сильных метелей. Молния также проявляется в чрезвычайно интенсивных лесных пожарах и поверхностных ядерных взрывах. Вспышка молнии нагревает воздух до температуры от 15 000 до 60 000 градусов по Фаренгейту за долю секунды, что в четыре раза превышает температуру поверхности Солнца. Каждая вилка молнии состоит из двух ударов. Первый болт направляется вниз, замыкая цепь между облаком и землей. Второй болт появляется на долю секунды позже, возвращаясь по тому же пути.

Наземные вспышки

Наземные вспышки возникают естественным образом из-за обычной электризации в окружающей среде или искусственно, например, при ударах о высокие здания, самолеты и ракеты. Искусственная молния идет от земли к облаку. Естественная молния идет в обратном направлении, от облака к земле.

Вспышки облаков

Вспышки облаков включают молнии, которые не бьют в землю. Вместо этого молния остается встроенной в облако и проявляется как листовая молния или тепловая молния. При тепловой молнии облако остается слишком далеко, чтобы услышать связанный с ним гром, но гром происходит точно так же, как и любое другое явление молнии.

Легенда

Древние люди не понимали молнию с научной точки зрения.

Оставить комментарий