Кульова блискавка - унікальне природне явище: природа виникнення; Фізичні властивості; характеристика

На сьогоднішній день єдиною та основною проблемою у дослідженні цього феномену є відсутність можливості відтворити таку блискавку в умовах наукових лабораторій.

Тому більшість припущень щодо фізичної природи кулястого електричного згустку в атмосфері так і залишаються теоретичними.

Першим, хто припустив природу кульової блискавки, був російський учений-фізик Петро Леонідович Капіца. Відповідно до його вчень, такий вид блискавок виникає під час розряду між грозовими хмарами та землею на електромагнітній осі, якою вона дрейфує.

Крім Капиці, поруч фізиків були висунуті теорії, про ядрову і каркасну будову розряду або про іонне походження кульової блискавки.

Багато скептиків стверджували, що це всього лише зоровий обман або короткочасні галюцинації, а такого явища природи не існує. В даний час сучасне обладнання та апаратура поки що не зафіксувала радіохвилі, необхідної для створення блискавки.

Як утворюється кульова блискавка

Вона утворюється, як правило, під час сильної грози, проте не раз її помічали і за сонячної погоди. Виникає кульова блискавка раптово і поодинокому випадку. Вона може з'явитися з хмар, дерев або інших предметів і будівель. Кульова блискавка з легкістю долає перепони на своєму шляху, у тому числі потрапляє до замкненого простору. Описані випадки, коли такий вид блискавки виникав із телевізора, кабіни літака, розеток, у закритих приміщеннях... При цьому вона може обминути предмети на своєму шляху, проходячи крізь них.

Неодноразово виникнення електричного згустку було зафіксовано в тих самих місцях. Процес руху або міграції блискавок відбувається переважно горизонтально і на висоті близько метра над землею. Відзначається також і звуковий супровід у вигляді хрускоту, тріску та писку, що призводить до перешкод у радіоефірі.

За описами очевидців цього феномену виділяють два види блискавок.

Характеристики

Досі невідоме походження такої блискавки. Є версії, що електричний розряд виникає або на поверхні блискавки, або виходить із сукупного об'єму.

Вченим поки що не відомий фізико-хімічний склад, завдяки якому таке явище природи може легко долати дверні отвори, вікна, невеликі щілини, і знову набувати вихідних розмірів і форми. У зв'язку з цим було висунуто гіпотетичні припущення про будову з газу, але такий газ за законами фізики мав би злетіти у повітря під впливом внутрішнього тепла.

Розмір кульової блискавки зазвичай становить 10 – 20 сантиметрів.
Колір свічення, як правило, може бути блакитним, білим або помаранчевим. Однак свідки цього явища повідомляють, що постійний колір не спостерігався і він завжди змінювався.
Форма кульової блискавки здебільшого сферична.
Тривалість існування оцінювалася трохи більше 30 секунд.
Температуру остаточно не досліджено, але за оцінкою фахівців вона становить до 1000 градусів за Цельсієм.

Не знаючи природи походження цього природного явища, важко робити припущення про те, як переміщається кульова блискавка. Відповідно до однієї з теорій, переміщення такої форми електричного розряду може відбуватися завдяки силі вітру, дії електромагнітних коливань або сили тяжіння.

Чим небезпечна кульова блискавка

Незважаючи на безліч різних гіпотез про природу виникнення і характеристики цього явища природи, необхідно брати до уваги, що взаємодія з кульовою блискавкою вкрай небезпечна, так як куля, заповнена великим розрядом, може не тільки завдати каліцтва, але і вбити. Вибух може спричинити трагічні наслідки.

Перше правило, яке потрібно дотримуватись при зустрічі з вогненною кулею – це не панікувати, не бігти, не здійснювати швидких та різких рухів.
Необхідно повільно піти з траєкторії руху кулі, при цьому тримаючись на відстані від неї і не повертатися спиною.
При появі кульової блискавки у закритому приміщенні, перше, що потрібно зробити – це постаратися обережно відкрити вікно з метою створення протягу.
Крім вищезгаданих правил, суворо забороняється кидати будь-які предмети в плазмову кулю, оскільки це може призвести до вибуху зі смертельним наслідком.

Так в районі Луганська блискавка розміром з м'яч для гольфу вбила водія, а в П'ятигорську чоловік, намагаючись відмахнутися від кулі, що світиться, отримав сильні опіки рук. У Бурятії блискавка опустилася крізь дах і вибухнула в хаті. Вибух був такої сили, що вікна та двері були вибиті, стіни пошкоджені, а господарі домоволодіння травмовані та отримали контузію.

Відео: 10 Фактів про кульову блискавку

У даному відеосюжеті представлені Вашій увазі факти про найзагадковіше і найдивовижніше природне явище

Найцікавіші з них наводяться у цій статті.

Лінійна блискавка (хмара-земля)

Як отримати таку блискавку? Та дуже просто – все, що потрібно, це пара сотень кубічних кілометрів повітря, достатня для утворення блискавки висота та потужний тепловий двигун – ну, наприклад, Земля. Чи готові? Тепер візьмемо повітря та послідовно почнемо його нагрівати. Коли він почне підніматися, то з кожним метром підйому нагріте повітря охолоджується, поступово стаючи холоднішим і холоднішим. Вода конденсується у дедалі більші краплі, утворюючи грозові хмари.

Пам'ятаєте ті темні хмари над горизонтом, побачивши яких замовкають птахи і перестають шелестіти дерева? Так от, це і є грозові хмари, які народжують блискавки та грім.

Вчені вважають, що блискавки утворюються в результаті розподілу електронів у хмарі, зазвичай позитивно заряджений верх хмари, а негативно - з. В результаті отримуємо дуже потужний конденсатор, який може час від часу розряджатися в результаті стрибкоподібного перетворення звичайного повітря в плазму (це відбувається через все сильнішу іонізацію атмосферних шарів, близьких до грозових хмар).

Плазма утворює своєрідні канали, які, при поєднанні із землею, і є відмінним провідником для електрики. Хмари постійно розряджаються цими каналами, і ми бачимо зовнішні прояви даних атмосферних явищ як блискавок.

До речі, температура повітря в місці проходження заряду (блискавки) досягає 30 тисяч градусів, а швидкість розповсюдження блискавки – 200 тисяч кілометрів на годину. Загалом кількох блискавок цілком вистачило для електропостачання невеликого міста на кілька місяців.

Блискавка земля-хмара

І такі блискавки бувають. Утворюються вони в результаті електростатичного заряду, що накопичується на вершині найвищого об'єкта на землі, що робить його вельми "привабливим" для блискавки.

Такі блискавки утворюються в результаті "пробивання" повітряного прошарку між вершиною зарядженого об'єкта і нижньою частиною грозової хмари. Чим вище об'єкт, тим більша ймовірність того, що блискавка в нього вдарить. Тож правду кажуть – не варто ховатися від дощу під високими деревами.

Блискавка хмара-хмара

Так, блискавками можуть "обмінюватися" і окремі хмари, що вражають електричними зарядами один одного. Все просто - оскільки верхня частина хмари заряджена позитивно, а нижня - негативно, грозові хмари, що стоять поруч, можуть прострілювати електричними зарядами один одного.

Досить частим явищем є блискавка, що пробиває одну хмару, і набагато рідкісним явищем є блискавка, яка походить від однієї хмари до іншої.

Горизонтальна блискавка

Ця блискавка не б'є в землю, вона поширюється горизонтальною площиною по небу. Іноді така блискавка може поширюватися чистим небом, виходячи від однієї грозової хмари. Такі блискавки дуже потужні та дуже небезпечні.

Стрічкова блискавка

Ця блискавка виглядає як кілька блискавок, що йдуть паралельно один до одного. В освіті їх немає ніякої загадки - якщо дме сильний вітер, він може розширювати канали з плазми, про які ми писали вище, і в результаті утворюється ось така диференційована блискавка.

Бісерна (пунктирна блискавка)

Це дуже, дуже рідкісна блискавка, існує так, але як вона утворюється - поки що можна тільки здогадуватися. Вчені припускають, що пунктирна блискавка утворюється в результаті швидкого остигання деяких ділянок треку блискавки, що і перетворює звичайну блискавку на пунктирну. Як бачимо, таке пояснення явно потребує доопрацювання та доповнення.

Спрайтові блискавки

Досі ми говорили лише про те, що трапляється нижче хмар, або на їхньому рівні. Але виявляється, що деякі види блискавок бувають і вищими за хмари. Про них було відомо з часу появи реактивної авіації, але сфотографовані і зняті на відео ці блискавки були тільки в 1994 році.

Найбільше вони схожі на медуз, правда? Висота утворення таких блискавок – близько 100 кілометрів. Поки що не дуже зрозуміло, що вони являють собою. Ось фото і навіть відео унікальних спрайтових блискавок. Дуже красиво.

Кульові блискавки

Деякі люди стверджують, що кульових блискавок не буває. Інші розміщують відео кульових блискавок на YouTube та доводять, що все це – реальність. Загалом, вчені поки що твердо не впевнені в існуванні кульових блискавок, а найвідомішим доказом їхньої реальності є фото, зроблене японським студентом.

Вогні Святого Ельму

Це, в принципі, і не блискавки, а просто явище розряду, що тліє, на кінці різних гострих об'єктів. Вогні Святого Ельма були відомі в давнину, зараз вони детально описані та зображені на плівку.

Вулканічні блискавки

Це дуже гарні блискавки, які з'являються під час виверження вулкана. Ймовірно, газо-пиловий заряджений купол, який пробиває відразу кілька шарів атмосфери, викликає обурення, оскільки сам несе досить значний заряд. Виглядає все це дуже красиво, але моторошно. Вчені поки не знають точно, чому такі блискавки утворюються, і існує відразу кілька теорій, одна з яких і викладена вище.

Ось кілька цікавих фактівпро блискавки, які не так часто публікуються:

* Типова блискавка триває близько чверті секунди та складається з 3-4 розрядів.
* Середня гроза подорожує зі швидкістю 40 км на годину.
* Прямо зараз у світі гримлять 1800 гроз.
* В американський Емпайр-стейт-білдинг блискавка вдаряє в середньому 23 рази на рік.
* У літаки блискавка потрапляє в середньому один раз на кожні 5-10 тисяч льотних годин.
* Імовірність бути вбитим блискавкою становить 1 до 2 000 000. Такі самі шанси у кожного з нас померти від падіння з ліжка.
* Імовірність побачити кульову блискавку хоча б раз у житті становить 1 до 10 000.
* Люди, в яких потрапила блискавка, вважалися відзначеними богом. А якщо вони гинули, то нібито потрапляли просто на небеса. У давнину жертв блискавки ховали на місці загибелі.

Що робити при наближенні блискавки?

В будинку

* Закрийте всі вікна та двері.
* Вимкніть з розеток усі електроприлади. Не торкайтеся їх, у тому числі телефонів, під час грози.
* Не підходьте до ванн, кранів та раковин, оскільки металеві труби можуть проводити електрику.
* Якщо в кімнату залетіла кульова блискавка, постарайтеся вийти швидше і зачиніть двері з іншого боку. Якщо не вдається - хоч би замріть на місці.

На вулиці

* Постарайтеся зайти до будинку чи машини. У машині не торкайтеся металевих частин. Автомобіль не повинен бути припаркований під деревом: раптом блискавка вдарить у нього і дерево впаде просто на вас.
* Якщо укриття немає, вийдіть на відкритий простір і, зігнувшись, притисніть землю. Але просто лягати не можна!
* У лісі краще сховатися під низькими кущами. НІКОЛИ не стійте під деревом, що окремо стоїть.
* Уникайте веж, огорож, високих дерев, телефонних та електричних проводів, автобусних зупинок.
* Тримайтеся подалі від велосипедів, мангалів, інших металевих предметів.
* Не підходьте до озера, річки або інших водойм.
* Зніміть із себе все металеве.
* Не стійте в натовпі.
* Якщо Ви знаходитесь у відкритому місці і раптом відчуваєте, що волосся стало дибки, або чуєте дивний шум, що походить від предметів (це означає, блискавка ось-ось вдарить!), нахилиться вперед, поклавши руки на коліна (але не на землю). Ноги повинні бути разом, п'яти притиснуті один до одного (якщо ноги не стикаються, розряд пройде через тіло).
* Якщо гроза застала Вас у човні і до берега припливти Ви вже не встигаєте, пригніть до дна човна, з'єднайте ноги і накрийте голову та вуха.

Блискавка як природне явище

Блискавка - це гігантський електричний іскровий розряд між хмарами або між хмарами земною поверхнеюдовжиною кілька кілометрів, діаметром десятки сантиметрів та тривалістю десяті частки секунди. Блискавка супроводжується громом. Крім лінійної блискавки, зрідка спостерігається кульова блискавка.

Природа та причини виникнення блискавки

Гроза - складний атмосферний процес, і її виникнення обумовлено утворенням дощових хмар. Сильна хмарність є наслідком значної нестійкості атмосфери. Для грози характерний сильний вітер, часто інтенсивний дощ, іноді з градом. Перед грозою (за годину, дві до грози) атмосферний тиск починає швидко падати до раптового посилення вітру, а потім починає підвищуватися.

Грози можна поділити на місцеві, передні, нічні, в горах. Найчастіше людина стикається з місцевими чи тепловими грозами. Ці грози виникають лише у спекотний час при великій вологості атмосферного повітря. Як правило, виникають влітку в полуденний або післяполудневий час (12-16 годин). Водяна пара у висхідному потоці теплого повітря на висоті конденсується, при цьому виділяється багато тепла і висхідні потоки повітря підігріваються. У порівнянні з оточуючим висхідне повітря тепліше, воно збільшується в обсязі, поки не перетвориться на грозову хмару. У великих грозових хмарах постійно витають кристалики льоду і крапельки води. В результаті їх дроблення і тертя між собою і повітря утворюються позитивні і негативні заряди, під дією яких виникає сильне електростатичне поле (напруженість електростатичного поля може досягати 100 000 В/м). І різниця потенціалів між окремими частинами хмари, хмарами чи хмарою та землею досягає величезних величин. При досягненні критичної напруженості електричного повітря виникає лавиноподібна іонізація повітря – іскровий розряд блискавки.

Фронтальна гроза виникає, коли маси холодного повітря проникають у район, де переважає тепла погода. Холодне повітря витісняє тепле, при цьому останнє піднімається на висоту 5-7 км. Теплі шари повітря вторгаються всередину вихорів різного спрямування, утворюється шквал, сильне тертя між шарами повітря, що сприяє накопиченню електричних зарядів. Довжина фронтальної грози може сягати 100 км. На відміну від місцевих гроз після передніх зазвичай холодає. Нічна гроза пов'язана з охолодженням землі вночі та утворенням вихрових струмів висхідного повітря. Гроза в горах пояснюється різницею в сонячній радіації, яку зазнають південні та північні схили гір. Нічні та гірські грози несильні та нетривалі.

Грозова активність у різних районах нашої планети різна. Світові осередки гроз: острів Ява – 220, Екваторіальна Африка – 150, Південна Мексика – 142, Панама – 132, Центральна Бразилія – 106 грозових днів на рік. Росія: Мурманськ – 5, Архангельськ – 10, Санкт-Петербург – 15, Москва – 20 грозових днів на рік.

На вигляд блискавки діляться на лінійні, перлинні та кульові. Перлинні та кульові блискавки досить рідкісне явище.

Розряд блискавки розвивається за кілька тисячних часток секунди; при таких високих струмах повітря в зоні каналу блискавки практично миттєво розігрівається до температури 30 000-33 000 ° С. В результаті різко підвищується тиск, повітря розширюється - виникає ударна хвиля, що супроводжується звуковим імпульсом - громом. Через те, що на високих загострених предметах напруженість електричного поля, що створюється статичним електричним зарядом хмари, особливо висока, виникає свічення; в результаті починається іонізація повітря, виникає тліючий розряд і з'являються червоні язики світіння, що часом коротшають і знову подовжуються. Не слід намагатися гасити ці вогні, т.к. горіння немає. При високій напруженості електричного поля може з'явитися пучок ниток, що світяться - коронний розряд, який супроводжується шипінням. Лінійна блискавка також зрідка може виникнути за відсутності грозових хмар. Невипадково виникла приказка - «грім серед ясного неба».

Вступ................................................. ................................................ 3

1. Історичні погляди на блискавці............................................ ... 4

2. Блискавки............................................... ................................................ 6

Види блискавок ................................................ ....................................... 9

Фізика лінійної блискавки............................................... ..................... 9

Загадка кульової блискавки ……………………………………………...13

3. Розряди............................................... .............................................. 26

Види розрядів................................................ .................................. 26

Іскровий розряд................................................ .............................. 26

4. Блискавкозахист............................................... .................................. 33

Висновок................................................. ........................................ 37

Список використаної літератури.................................... 39

Вибір теми мого реферату обумовлений як особистим інтересом, а й актуальністю. Природа блискавки таїть чимало загадок. При описі цього рідкісного феномену вчені змушені покладатися лише розрізнені свідчення очевидців. Ці скупі розповіді, та жменька фотографій - ось усе, що має наука. Як заявив один із учених, ми знаємо про блискавку не більше, ніж стародавні єгиптяни розповідали про природу зірок.

Блискавка представляє великий інтересяк як своєрідне явище природи. Вона дає можливість спостерігати електричний розряд у газовому середовищі при напрузі кілька сотень мільйонів вольт і відстані між електродами кілька кілометрів. Метою даного реферату є розгляд причин виникнення блискавки, вивчення різноманітних видів електричних зарядів. Також у рефераті розглянуто питання блискавкозахисту. Люди давним-давно зрозуміли, яка шкода може завдати удару блискавки, і придумали від неї захист.

Блискавки здавна цікавлять вчених, але й у наш час про їхню природу ми знаємо лише трохи більше, ніж 250 років тому, хоча змогли їх знайти навіть на інших планетах.

2. Історичні погляди на блискавці

Блискавка і грім спочатку сприймалися людьми як вияв волі богів і, зокрема, як божого гніву. Разом з тим допитливий людський розум з давніх-давен намагався осягнути природу блискавок і грому, зрозуміти їх природні причини. У давнину над цим розмірковував Аристотель. Над природою блискавок думав Лукрецій. Дуже наївно видаються його спроби пояснити грім як наслідок того, що "хмари збиваються там під натиском вітрів".

Багато століть, включаючи і середні віки, вважалося, що блискавка - це вогненна пара, затиснута у водяних парах хмар. Розширюючись, він прориває їх у найслабшому місці і швидко спрямовується вниз, до землі.

В 1752 Бенджамін Франклін (рис. 1) експериментально довів, що блискавка - це сильний електричний розряд. Вчений виконав знаменитий досвід із повітряним змієм, який був запущений у повітря при наближенні грози.

Досвід: На хрестовині змія була укріплена загострена тяганина, до кінця мотузки прив'язані ключ і шовкова стрічка, яку він утримував рукою. Як тільки грозова хмара опинилася над змієм, загострений дріт почав витягувати з неї електричний заряд, і змій разом з мотузкою наелектризується. Після того, як дощ змочує змія разом із мотузкою, зробивши їх тим самим вільними проводити електричний заряд, можна спостерігати як електричний заряд "стікатиме" при наближенні пальця.

Поруч із Франклином дослідженням електричної природи блискавки займалися М.В. Ломоносов та Г.В. Ріхман.

Завдяки їхнім дослідженням у середині 18 століття було доведено електричну природу блискавки. З цього часу стало ясно, що блискавка є потужним електричним розрядом, що виникає при досить сильній електризації хмар.

Блискавка – вічне джерело підзарядки електричного поля Землі. На початку XX століття за допомогою атмосферних зондів виміряли електричне поле Землі. Його напруженість біля поверхні дорівнювала приблизно 100 В/м, що відповідає сумарному заряду планети близько 400 000 Кл. Переносником зарядів в атмосфері Землі є іони, концентрація яких збільшується з висотою і досягає максимуму на висоті 50 км, де під дією космічного випромінювання утворився електропровідний шар - іоносфера. Тому електричне поле Землі – це поле сферичного конденсатора з прикладеною напругою близько 400 кВ. Під дією цієї напруги з верхніх шарів нижні весь час тече струм силою 2-4 кА, щільність якого становить 1-12 А/м2, і виділяється енергія до 1,5 ГВт. І це електричне поле зникло б, якби не було блискавок! Тому в гарну погодуелектричний конденсатор – Земля – розряджається, а при грозі заряджається.

Блискавка – природний розряд великих скупчень електричного заряду у нижніх шарах атмосфери. Одним із перших це встановив американський державний діяч та вчений Б.Франклін. В 1752 він провів досвід з паперовим змієм, до шнура якого був прикріплений металевий ключ, і отримав від ключа іскри під час грози. З того часу блискавка інтенсивно вивчалася як цікаве явище природи, а також через серйозні пошкодження ліній електропередачі, будинків та інших будівель, що викликаються прямим ударом блискавки або наведеною нею напругою.

Як викликати розряд блискавки? Вивчати те, що станеться незрозуміло, де і коли, дуже складно. Саме так протягом довгих років працювали вчені, які досліджують природу блискавок. Вважається, що грозою на небі керує Ілля-пророк і нам не дано знати його плани. Проте вчені давно намагалися замінити Іллю-пророка, створюючи провідний канал між грозовою хмарою та землею. Б. Франклін для цього під час грози запускав повітряний змій, що закінчувався дротом та зв'язкою металевих ключів. Цим він викликав слабкі розряди, що стікають униз по дроту, і першим довів, що блискавка - це негативний електричний розряд, що стікає з хмар на землю. Досліди Франкліна були надзвичайно небезпечними, і один із тих, хто їх намагався повторити, - російський академік Г. В. Ріхман - у 1753 році загинув від удару блискавки.

У 1990-х роках дослідники навчилися викликати блискавки, не наражаючи на небезпеку своє життя. Один із способів викликати блискавку – запустити з землі невелику ракету прямо в грозову хмару. Вздовж усієї траєкторії ракета іонізує повітря і створює таким чином провідний канал між хмарою і землею. І якщо негативний заряд низу хмари досить великий, то вздовж створеного каналу відбувається розряд блискавки, всі параметри якого реєструють прилади, розташовані поруч із стартовим майданчиком ракети. Щоб створити ще найкращі умови для розряду блискавки, до ракети приєднують металевий провід, що з'єднує її із землею.

Хмара – фабрика з виробництва електричних зарядів. Однак на тілах може виявитися різний "заряджений" пил, навіть якщо вони зроблені з одного того ж матеріалу, - достатньо, щоб мікроструктура поверхні відрізнялася. Наприклад, при терті гладкого тіла про шорстке обидва електризуватимуться.

Грозова хмара - це величезна кількість пари, частина якої конденсувалася у вигляді дрібних крапель або крижинок. Верх грозової хмари може бути на висоті 6-7 км, а низ нависати над землею на висоті 0,5-1 км. Вище 3-4 км хмари складаються з крижинок різного розміру, тому що температура там завжди нижча за нуль. Ці крижини знаходяться в постійному русі, викликаному висхідними потоками теплого повітря від нагрітої поверхні землі. Дрібні крижинки легше, ніж великі, захоплюються висхідними потоками повітря. Тому "шустрые" дрібні крижинки, рухаючись у верхню частинухмари весь час стикаються з великими. При кожному такому зіткненні відбувається електризація, коли великі крижинки заряджаються негативно, а дрібні - позитивно. З часом позитивно заряджені дрібні крижинки опиняються у верхній частині хмари, а негативно заряджені великі – внизу. Інакше кажучи, верхівка грози заряджена позитивно, а низ - негативно. Все готове для розряду блискавки, при якому відбувається пробій повітря та негативний заряд із нижньої частини грозової хмари перетікає на Землю.

Блискавка – «привіт» із космосу та джерело рентгенівського випромінювання. Проте сама хмара не може так наелектризувати себе, щоб викликати розряд між своєю нижньою частиною і землею. Напруженість електричного поля у грозовій хмарі ніколи не перевищує 400 кВ/м, а електричний пробій у повітрі відбувається при напруженості більше 2500 кВ/м. Тому для виникнення блискавки необхідно ще щось крім електричного поля. У 1992 році російський вчений А. Гуревич із Фізичного інституту ім. П. М. Лебедєва РАН (ФІАН) припустив, що своєрідним запалюванням для блискавки можуть бути космічні промені - частки високих енергій, що обрушуються Землю з космосу з навколосвітловими швидкостями. Тисячі таких частинок щосекунди бомбардують кожен квадратний метр земної атмосфери.

Відповідно до теорії Гуревича, частка космічного випромінювання, зіштовхуючись із молекулою повітря, іонізує її, у результаті утворюється величезна кількість електронів, які мають високої енергією. Потрапивши в електричне поле між хмарою і землею, електрони прискорюються до навколосвітніх швидкостей, іонізуючи шлях свого руху і таким чином викликаючи лавину електронів, що рухаються разом з ними до землі. Іонізований канал, створений цією лавиною електронів, використовується блискавкою для розряду.

Нещодавні дослідження показали, що блискавка є досить потужним джерелом рентгенівського випромінювання, інтенсивність якого може становити до 250 000 електронвольт, що приблизно вдвічі перевищує ту, яку використовують при рентгені грудної клітки.

a) Більшість блискавок виникає між хмарою і земною поверхнею, однак є блискавки, що виникають між хмарами. Усі ці блискавки прийнято називати лінійними. Довжина окремої лінійної блискавки може вимірюватись кілометрами.

б) Ще одним видом блискавок є стрічкова блискавка (рис. 2). При цьому наступна картина, ніби виникли кілька майже однакових лінійних блискавок, зрушених щодо один одного.

в) Було помічено, що в деяких випадках спалах блискавок розпадається на окремі ділянки, що святяться, завдовжки кілька десятків метрів. Це явище отримало назву чіткої блискавки. Згідно з Маланом (1961) такий вид блискавок пояснюється на основі затяжного розряду, після свічення якого здавалося б яскравішим у тому місці, де канал згинається у напрямку спостерігача, що спостерігає його кінцем до себе. А Юман (1962) вважав, що це явище варто розглядати як приклад "пінг-ефекту", який полягає у періодичній зміні радіуса розрядного стовпа з періодом у декілька мікросекунд.

г) Кульова блискавка, що є найбільш загадковим природним явищем.

Лінійна блискавка є кілька імпульсів, що швидко наступають один за одним. Кожен імпульс - це пробій повітряного проміжку між хмарою і землею, що у вигляді іскрового розряду. Спочатку розглянемо перший імпульс. У його розвитку є дві стадії: спочатку утворюється канал розряду між хмарою і землею, а потім по каналу, що утворився, швидко проходить імпульс основного струму.

Перша стадія – утворення каналу розряду. Все починається з того, що в нижній частині хмари формується електричне поле дуже великої напруженості – 105...106 В/м.

Вільні електрони отримують у такому полі величезні прискорення. Ці прискорення спрямовані вниз, оскільки нижня частина хмари заряджена негативно, а поверхня позитивно. На шляху від першого зіткнення до іншого, електрони набувають значної кінетичної енергії. Тому, зіштовхуючись із атомами чи молекулами, вони іонізують їх. В результаті народжуються нові (вторинні) електрони, які, у свою чергу, прискорюються в полі хмари, а потім у зіткненнях іонізують нові атоми і молекули. Виникають цілі лавини швидких електронів, що утворюють біля самого "дна" хмари, плазмові "нитки" - стрімер.

Зливаючись один з одним, стримери дають початок плазмовому каналу, яким згодом пройде імпульс основного струму.

Цей плазмовий канал, що розвивається від «дна» хмари до поверхні землі, наповнений вільними електронами та іонами, і тому може добре проводити електричний струм. Його називають лідеромчи точніше східчастим лідером. Справа в тому, що канал формується не плавно, а стрибками - "східцями".

Чому в русі лідера наступають паузи і до того ж відносно регулярні – достеменно невідомо. Існує кілька теорій ступінчастих лідерів.

У 1938 році Шонланд висунув два можливі пояснення затримки, що викликає східчастий характер лідера. Згідно з одним з них, має відбуватися рух електронів вниз каналом провідного стрімера (пілота). Однак частина електронів захоплюється атомами і позитивно зарядженими іонами, так що потрібен деякий час для надходження нових електронів, що просуваються, перш ніж виникне градієнт потенціалу, достатній для того, щоб струм тривав. Згідно з іншою точкою зору, час потрібен для того, щоб позитивно заряджені іони скупчилися під головкою каналу лідера і таким чином створили на ній достатній градієнт потенціалу. А ось фізичні процеси, що відбуваються поблизу головки лідера, цілком зрозумілі. Напруженість поля під хмарою досить велика – вона становить B/м; в області простору безпосередньо перед головкою лідера вона ще більша. У сильному електричному полі поблизу головки лідера відбувається інтенсивна іонізація атомів та молекул повітря. Вона відбувається за рахунок, по-перше, бомбардування атомів та молекул швидкими електронами, що вилітають із лідера (так звана ударна іонізація), і, по-друге, поглинання атомами та молекулами фотонів ультрафіолетового випромінювання, що випускається лідером (фотоіонізація). Внаслідок інтенсивної іонізації плазмовий канал, що зустрічаються на шляху лідера атомів і молекул повітря, зростає, лідер рухається до поверхні землі.

З урахуванням зупинок на шляху лідеру, щоб досягти землі, знадобилося 10...20 мс на відстані 1 км між хмарою та земною поверхнею. Тепер хмару з'єднує із землею плазмовий канал, який чудово проводить струм. Канал іонізованого газу як би замкнув хмару із землею коротко. У цьому перша стадія розвитку початкового імпульсу закінчується.

Друга стадіяпротікає швидко та потужно. Прокладеним лідером шляху спрямовується основний струм. Імпульс струму триває приблизно 0,1 мс. Сила струму досягає значень порядку А. Вирізняється значна кількість енергії (до Дж). Температура газу в каналі досягає. Саме в цей момент народжується той надзвичайно яскраве світло, який ми спостерігаємо при розряді блискавки, і виникає грім, спричинений раптовим розширенням раптово нагрітого газу.

Істотно, як і світіння, і розігрів плазмового каналу розвиваються у бік землі до хмари, тобто. знизу вгору. Для пояснення цього явища умовно розіб'ємо весь канал на кілька частин. Як тільки канал утворився (головка лідера досягла землі), вниз зіскакують насамперед електрони, які знаходилися в нижній його частині; тому нижня частина каналу першою починає світитися та розігріватися. Потім до землі спрямовуються електрони з наступної (високо перебуває частини каналу); починаються свічення та розігрів цієї частини. І так поступово – від низу до верху – в рух до землі включаються нові й нові електрони; в результаті свічення та розігрів каналу поширюються у напрямку знизу вгору.

Після того, як пройшов імпульс основного струму, настає пауза

тривалістю від 10 до 50мс. За цей час канал практично гасне, його температура падає приблизно до , ступінь іонізації каналу суттєво зменшується.

Як говорилося вище, новий лідер йде шляхом, який був проторений початковим лідером. Він без зупинки (1мс) пробігає весь шлях згори до низу. І знову слідує потужний імпульс основного струму. Після чергової паузи все повторюється. У результаті висвічуються кілька сильних імпульсів, які ми природно, сприймаємо як єдиний розряд блискавки, як єдиний яскравий спалах (рис. 3).

Загадка кульової блискавки

Кульова блискавка абсолютно не схожа на звичайну (лінійну) блискавку ні за своїм виглядом, ні за тим, як вона поводиться. Звичайна блискавка короткочасна; куля живе десятки секунд, хвилини. Звичайна блискавка супроводжується громом; кульова майже безшумна, у поведінці її багато непередбачуваного (рис. 4).

Кульова блискавка ставить нам безліч загадок, питань, на які немає чіткої відповіді. Нині можна лише припускати, робити гіпотези.

Єдиним методом вивчення кульової блискавки є систематизація та аналіз випадкових спостережень.

Наведемо найбільш достовірні відомості про кульову блискавку (ШМ)

1. ШМ - це об'єкт кулястої форми діаметром 5...30 см. Форма ШМ незначно змінюється, приймаючи грушоподібні або сплюснуті кулясті обриси. Дуже рідко ШМ спостерігався у формі тора.

2. ШМ світиться зазвичай помаранчевим кольором, відмічені випадки фіолетового забарвлення Яскравість і характер світіння схожі зі свіченням розпеченого деревного вугілля, іноді інтенсивність світіння порівнюється зі слабкою електричною лампочкою. На тлі однорідного випромінювання виникають і переміщаються більш яскраві області (відблиски).

3. Час існування ШМ від кількох секунд до десяти хвилин. Існування ШМ закінчується її зникненням, що іноді супроводжується вибухом або яскравим спалахом, здатним викликати пожежу.

4. ШМ зазвичай спостерігається під час грози із дощем, але є окремі свідоцтва про спостереження ШМ під час грози без дощу. Відзначено випадки спостереження ШМ над водоймищами при значній відстані від берега або будь-яких предметів.

5. ШМ плаває в повітрі і переміщається разом з повітряними потоками, але при цьому може здійснювати "дивні" активні переміщення, які не збігаються з рухом повітря.

При зіткненні з навколишніми предметами ШМ відскакує як слабо накачаний повітряна кулька або закінчує своє існування.

6. При зіткненні зі сталевими предметами відбувається руйнування ШМ, при цьому спостерігається яскравий, що триває кілька секунд, спалах, що супроводжується фрагментами, що розлітаються, і нагадують зварювання металів. Сталеві предмети при подальшому огляді виявляються трохи оплавленими.

7. ШМ іноді проникає у приміщення через зачинені вікна. Більшість свідків описує процес проникнення як переливання через невеликий отвір, дуже мала частина свідків стверджує, що ШМ проникає через неушкоджене шибку, при цьому практично не змінюючи своєї форми.

8. При короткому дотику ШМ до шкіри людини фіксуються незначні опіки. При контактах, які закінчилися спалахом чи вибухом, зафіксовано сильні опіки, і навіть смерть.

10. Існують свідоцтва про спостереження процесу виникнення ШМ із електричних розеток або діючих електроприладів. При цьому спочатку виникає точка, що світиться, яка протягом декількох секунд збільшується до розміру порядку 10 см. У всіх подібних випадках ШМ існує кілька секунд і руйнується з характерною бавовною без істотної шкоди для присутніх і навколишніх предметів.

Більшість статей та повідомлень про ШМ починаються з інформації про те, що природа ШМ невідома, а далі йде твердження, що ШМ це плазма. Спеціально для авторів, яким важко зазирнути до довідників та енциклопедій, наводжу наступну добірку.

"Плазма за рядом ознак дуже подібна до газу. Вона і розріджена, і текуча. У цілому плазма нейтральна, оскільки вона містить однакову кількість негативно і позитивно заряджених частинок."

"Плазма - нормальна форма існування речовини за нормальної температури близько 10 000 градусів і від. До 100 тис. град. це холодна плазма, а вище – гаряча".

Утримання плазми у заданому відкритому обсязі є складним технічним завданням.

"Експерименти на дослідних термоядерних установках йдуть у різних країнах, але досягти потрібної температури та часу утримання плазми поки не вдалося." Мова йдепро час, що не перевищує 1 с.

Цілком очевидно, що плазма у повітрі не може створити кулясту структуру, і тим більше зберігати її кілька хвилин.

Сформуємо основні висновки, які можна зробити із аналізу спостережень.

Щільність речовини кульової блискавки практично збігається із щільністю повітря і зазвичай лише трохи перевершує її.

Недарма кульова блискавка прагне опуститися вниз, різницю між силою тяжкості і силою, що виштовхує (архімедовою), компенсують конвекційні повітряні потоки, а також сила, з якою діють на блискавку атмосферне електричне поле.

Температура кульової блискавки (не рахуючи моменту "вибуху") лише відносно ненабагато перевищує температуру навколишнього повітря, досягаючи, мабуть, всього декількох сотень градусів (приблизно 500-600 К).

Речовина кульової блискавки є провідником з низькою роботою виходу зарядів і тому має властивість легко розсіювати електричні заряди, що накопичилися в інших провідниках.

Контакт кульової блискавки з зарядженими провідниками призводить до появи короткочасних імпульсів електричного струму, досить значних за силою і іноді на порівняно великій відстані від місця контакту. Це спричиняє перегорання запобіжників, спрацьовування реле, виведення з ладу електроприладів та інші аналогічні явища.

Електричні заряди стікають із значної площі через речовину кульової блискавки та розсіюються в атмосфері.

Вибух кульової блискавки у багатьох (не виключено, що майже у всіх) випадках є наслідком такого короткочасного електричного розряду.

Поразки кульовою блискавкою людей і тварин також, мабуть, пов'язані з імпульсами струму, які вона викликає.

Запас енергії кульової блискавки може становити від кількох кілоджоулів до кількох десятків кілоджоулів, у деяких випадках (особливо при великих розмірах блискавки), можливо, до ста кілоджоулів. Щільність енергії 1-10 кДж. Однак ефекти вибуху можуть визначатися, принаймні в деяких випадках, не енергією самої кульової блискавки, а енергією, накопиченої під час грози в заряджених провідниках і електричних полях, що їх оточують. Кульова блискавка грає у разі роль тригерного механізму, що включає процес звільнення цієї енергії.

Речовина кульової блискавки утворює відокремлену фазу в повітрі, що має значну поверхневу енергію. На існування поверхневого натягу вказують стабільність межі кульової блискавки, у тому числі при переміщенні її в навколишньому повітрі (іноді при сильному вітрі), стійкість сферичної форми та відновлення після деформацій, що виникають від взаємодії з оточуючими тілами. Слід зазначити, що сферична форма блискавки відновлюється і після великих деформацій, що супроводжуються розпадом кульової блискавки на частини.

З іншого боку, поверхні кульової блискавки нерідко спостерігаються поверхневі хвилі. При досить великій амплітуді ці хвилі призводять до викидання крапель речовини з поверхні, аналогічних бризкам рідини.

Існування кульової блискавки не сферичної форми (грушоподібна, еліптична) можуть бути обумовлені поляризацією у сильних магнітних полях.

Кульова блискавка може нести електричний заряд, який з'являється, наприклад, під час поляризації в електричному полі (особливо якщо заряди різних знаків по-різному стікають із поверхні). Рух кульової блискавки за умов байдужого рівноваги, у якому сила тяжкості врівноважена архимедовой силою, визначається як електричними полями, і рухом повітря.

Спостерігається кореляція часу життя та розміру блискавки.

Довгоживучі блискавки виявляються переважно великих розмірів (за даними вони становлять 80% серед блискавок діаметром більше 30 см і лише 20% серед блискавок діаметром менше 10 см). Навпаки, блискавки, що короткоживуть, мають малий діаметр (80% блискавок діаметром менше 10 см і 20% - більше 30 см).

Аналізуючи спостереження, можна припустити, що кульова блискавка з'являється там, де накопичується значний електричний заряд при потужній, але короткочасній емісії цього заряду в повітря.

Зникає кульова блискавка внаслідок вибуху, розвитку нестійкостей або через поступове витрачання запасу її енергії та речовини (тихе згасання). Природа вибуху кульової блискавки недостатньо зрозуміла.

Більшість блискавок - близько 60% - випромінює видиме світло, що відноситься до червоного кінця спектру (червоний, помаранчевий або жовтий). Близько 15% випромінює світло в короткохвильовій частині спектру (блакитний, рідше – синій, фіолетовий, зелений). Нарешті, приблизно 25% випадків блискавка має білий колір.

Потужність випромінюваного світла - близько кількох ват. Оскільки температура блискавки невелика, її випромінювання має нерівноважну природу. Можливо, блискавка випромінює також кілька ультрафіолетового випромінювання, поглинанням якого у повітрі можна пояснити блакитний ореол навколо неї.

Теплообмін кульової блискавки з довкіллям відбувається через випромінювання значної кількості інфрачервоного випромінювання. Якщо кульовий блискавки дійсно можна приписати температуру 500-600 К, то потужність рівноважного теплового випромінювання, що випромінюється блискавкою середнього діаметра (см), близько 0,5-1 кВт і максимум випромінювання лежить в області довжин хвиль 5-10 мкм.

Крім інфрачервоного та видимого випромінювань кульова блискавка може випромінювати досить сильне нерівноважне радіовипромінювання.

Усі гіпотези, що стосуються фізичної природи кульової блискавки, можна розділити на дві групи. В одну групу входять гіпотези, згідно з якими кульова блискавка безперервно отримує енергію ззовні. Передбачається, що блискавка якимось чином отримує енергію, що накопичується в хмарах і хмарах, причому тепловиділення в самому каналі виявляється незначним, так що вся енергія, що передається, зосереджується в обсязі кульової блискавки, викликаючи його свічення. До іншої групи належать гіпотези, за якими кульова блискавка стає самостійно існуючим об'єктом. Цей об'єкт складається з певної речовини, усередині якої відбуваються процеси, що призводять до виділення енергії.

Серед гіпотез першої групи відзначимо гіпотезу, запропоновану 1965 року академіком Капіцей. Він підрахував, що власних запасів енергії кульової блискавки має вистачити її існування протягом сотих часток секунди. У природі, як відомо, вона існує набагато довше і нерідко закінчує існування вибухом. Виникає питання, звідки енергія?

Пошук рішення привів Капіцу до висновку, що "якщо в природі не існує джерел енергії, ще нам невідомих, то на підставі закону збереження енергії доводиться прийняти, що під час світіння до кульової блискавки безперервно підводиться енергія, і ми змушені шукати джерело поза обсягом блискавки ". Академік теоретично показав, що кульова блискавка є високотемпературною плазмою, що існує досить довгий часза рахунок резонансного поглинання або інтенсивного надходження енергії у вигляді радіохвильового випромінювання.

Він висловив думку, що штучна кульова блискавка може бути створена за допомогою потужного потоку радіохвиль, сфокусованого в обмежену область простору (Якщо блискавка - куля діаметром близько 35-70 см)

Але незважаючи на багато привабливих сторін цієї гіпотези, вона все ж таки представляється неспроможною: не пояснює характеру переміщення кульової блискавки, залежності її поведінки від повітряних потоків; в рамках цієї гіпотези важко пояснити чітку поверхню блискавки, що добре спостерігається; вибух такої кульової блискавки не повинен супроводжуватися виділенням енергії та нагадує гучну бавовну.

Декілька років тому в одній з лабораторій НДІ механіки МДУ під керівництвом А.М. Хазена була створена ще одна теорія вогняної кулі.

Відповідно до неї, в грозу під впливом різниці потенціалів починається спрямований дрейф електронів з хмар до землі. Принагідно електрони, зрозуміло, стикаються з молекулами газів, з яких складається повітря, причому всупереч здоровому глузду - тим рідше, чим вища швидкість електрона. У результаті окремі атоми, що досягли якоїсь критичної швидкості, скочуються вниз, як з гірки. Такий "ефект гірки" перебудовує військо заряджених частинок. Вони починають скочуватися не безладним натовпом, а шеренгами, подібно до того, як накочуються хвилі морського прибою. Тільки "прибій" цей має колосальну швидкість - 1000 км/с! Енергії таких хвиль, як показують розрахунки Хазена, цілком достатньо, щоб, наздоганяючи плазмову кулю, підживлювати її своїм електростатичним полем і деякий час підтримувати електромагнітні коливання. Теорія Хазена відповіла деякі питання: чому кульова блискавка часто рухається над землею, ніби копіюючи рельєф місцевості? Пояснення наступне: з одного боку, сфера, що світиться, володіючи вищою температурою по відношенню до навколишньому середовищі, прагне випливти вгору під впливом архімедової сили; з іншого боку, під дією електростатичних сил куля притягується до вологої провідної поверхні ґрунту. На якійсь висоті обидві сили врівноважують одна одну і куля ніби котиться невидимими рейками.

Іноді, щоправда, кульова блискавка робить і різкі стрибки. Їх причиною може бути або сильний порив вітру, або зміна у напрямку руху електронної лавини.

Знайшлося пояснення і ще одному факту: кульова блискавка прагне потрапити в будову. Будь-яка будова, особливо кам'яна, піднімає в цьому місці рівень ґрунтових вод, а отже, зростає електропровідність ґрунту, що й приваблює плазмову кулю.

І нарешті, чому кульова блискавка по-різному закінчує своє існування, іноді безшумно, а частіше – вибухом? Тут також винний електронний дрейф. Якщо до кульового "судини" підводиться занадто багато енергії, він, зрештою, лопається від перегріву або, потрапивши в область підвищеної електропровідності, розряджається, подібно до звичайної лінійної блискавки. Якщо ж електронний дрейф з якихось причин згасає, кульова блискавка тихо згасає, розсіюючи свій заряд у навколишньому просторі.

А.М. Хазен створив цікаву теорію одного з найзагадковіших явищ природи і запропонував схему її створення: "Візьмемо провідник, що проходить через центр антени передавача надвисоких частот (НВЧ). Уздовж провідника, як хвилеводом, буде поширюватися електромагнітна хвиля. Причому провідник треба взяти досить довгий, щоб антена електростатично не впливала на вільний кінець. заднього фронту напруга на провіднику не падало до нуля, а зберігалося на якомусь рівні, недостатньому для створення корони, тобто постійно заряду, що світиться, на провіднику. кінців на вільному кінці дроту навіть після вимкнення змінного поля повинен залишитися і, можливо, відокремитися від провідника плазмовий потік, що світиться".

Необхідність великої кількості енергії заважає реалізувати цей експеримент.

І все ж більшість учених віддають перевагу гіпотезам другої групи.

Одна з них передбачає хімічну природу кульової блискавки. Першим її запропонував Домінік Араґо. На середині 70-х її детально розробляв Б.М.Смирнов. Передбачається, що кульова блискавка складається із звичайного повітря (що має температуру приблизно на 100? вище температури навколишньої атмосфери), невеликої домішки озону та оксидів азоту та. Важливо тут грає озон, що утворюється при розряді звичайної блискавки; його концентрація близько 3%.

Недоліком фізичної моделі, що розглядається, є також неможливість пояснення стійкої форми кульової блискавки, існування поверхневого натягу.

У пошуках відповіді було розроблено нову фізичну теорію. Відповідно до цієї гіпотези кульова блискавка складається з позитивних та негативних іонів. Іони утворюються за рахунок енергії розряду звичайної лінійної блискавки. Витрачена з їхньої освіту енергія і визначає запас енергії кульової блискавки. Вона вивільняється під час рекомбінації іонів. Завдяки електростатичним (кулонівським) силам, що діють між іонами, обсяг, заповнений іонами, матиме поверхневий натяг, що і визначає стійку кульову форму блискавки.

Стаханов, як і ще фізики, виходив речей, що блискавка складається з речовини, що у стані плазми. Плазма схожа на газоподібний стан з єдиною різницею: молекули речовини в плазмі іонізовані, тобто втратили (або навпаки, придбали зайві) електрони і перестали бути нейтральними. Це означає, що молекули можуть взаємодіяти як як частки газу - при зіткненнях, а й у відстані з допомогою електричних сил.

Різноіменно заряджені частки притягуються. Тому у плазмі молекули прагнуть повернути собі втрачений заряд шляхом рекомбінації з відірваними електронами. Але після рекомбінації плазма перетвориться на звичайний газ. Підтримувати життя плазми можна лише доти, доки рекомбінації щось заважає, – як правило, дуже висока температура.

Якщо кульова блискавка - це плазмовий шар, вона повинна бути гарячої. Так міркували прихильники плазмових моделей до Стаханова. А він помітив, що є й інша можливість. Іони, тобто молекули, що втратили або захопили зайвий електрон, можуть притягнути до себе звичайні нейтральні молекули води і оточити себе міцною "водяною" оболонкою, що замикає зайві електрони всередині і не дає їм з'єднатися зі своїми господарями. Таке можливе тому, що молекула води має два полюси: негативний та позитивний, за один з яких "хапається" іон залежно від свого заряду, щоб притягнути молекулу до себе. Таким чином, надвисокі температури більше не потрібні, плазма може залишатися і "холодною", не гарячою за 200-300 градусів. Іон, оточений водяною оболонкою, називається кластером, тому гіпотеза професора Стаханова одержала ім'я кластерної.

Найважливішою перевагою кластерної гіпотези стало те, що вона продовжує не просто жити в науці, а й збагачуватися новим змістом. Група дослідників з Інституту загальної фізики РАН, до якої входить професор Сергій Яковленко, нещодавно отримала нові результати.

З'ясувалося, що сама собою водяна оболонка не може вийти настільки щільною, щоб перешкодити іонам рекомбінувати. Але рекомбінація призводить до зростання ентропії кульової блискавки, тобто заходи її безладдя. Дійсно, в плазмі позитивно і негативно заряджені молекули відрізняються одна від одної, по-особливому взаємодіють, а після рекомбінації вони перемішуються і стають нерозрізняються. До цього часу вважалося, що у наданої собі системі безлад мимоволі зростає, тобто у разі кульової блискавки рекомбінація відбудеться сама собою, якщо їй якось не завадити. З результатів комп'ютерного моделювання та теоретичних викладок, проведених в інституті загальної фізики, випливає зовсім інший висновок: безлад вноситься в систему ззовні, наприклад, при хаотичних зіткненнях молекул на межі кульової блискавки та повітря, в якому вона рухається. Поки безладдя не "накопичиться", рекомбінації не буде, навіть незважаючи на те, що молекули прагнуть цього. Характер їх руху усередині кульової блискавки такий, що з зближенні різноіменно заряджені молекули пролітатимуть друг повз друга, не встигаючи обмінятися зарядом.

Отже, згідно з кластерною гіпотезою кульова блискавка є самостійно існуючим тілом (без безперервного підведення енергії від зовнішніх джерел), що складаються з важких позитивних і негативних іонів, рекомбінація яких сильно загальмована внаслідок гідратації іонів.

На відміну від багатьох інших гіпотез, ця витримує порівняння з результатами кількох тисяч відомих зараз спостережень і задовільно пояснює багато з них.

У 2000 році журнал "Nature" представив роботу новозеландських хіміків Джона Абрахамсона та Джеймса Дінніса. Вони показали, що при ударі блискавки в ґрунт, що містить силікати та органічний вуглець, утворюється клубок волокон кремнію та карбіду кремнію. Ці волокна повільно окислюються і починають світитися - спалахує вогненна куля, розігріта до 1200-1400°С. Зазвичай кульові блискавки безшумно тануть, але буває, що вибухають. На думку Абрахамсона та Дінніса, таке трапляється, якщо початкова температура клубка надто висока. Тоді окислювальні процеси протікають прискорено, що призводить до вибуху. Втім, ця гіпотеза не може описати всі випадки спостереження кульових блискавок.

У 2004 році російські дослідники А.І. Єгоров, С.І. Степанов та Г.Д. Шабанов описали схему установки, де їм вдавалося отримувати кульові розряди, названі ними "плазмоїдами" і нагадували кульову блискавку. Досліди цілком можна було відтворити, ось тільки існували плазмоїди трохи більше секунди.

У лютому 2006 року надійшло повідомлення з Тель-Авівського університету. Фізики Володимир Діхтяр і Елі Йербі спостерігали в лабораторії газові кулі, що світяться, багато в чому нагадують ті дивні блискавки. Генеруючи їх, Діхтяр та Йєрбі розігрівали в мікрохвильовому полі потужністю 600 ват кремнієвий субстрат, поки той не випаровувався. У повітрі виникала жовтувато-червона куля діаметром близько 3 сантиметрів, що складалася з іонізованого газу (як бачите, помітно менше кульової блискавки). Він повільно плавав у повітрі, зберігаючи свою форму доти, доки установку, що створювала поле, не відключали. Температура поверхні кулі сягала 1700°С. Подібно до звичайної блискавки, він притягувався до металевих предметів і ковзав уздовж них, а ось проникнути крізь шибку не міг. У дослідах Діхтяря та Йєрбі скло лопалося, доторкнувшись до вогняної кулі.

Очевидно, у природі кульові блискавки породжені мікрохвильовими полями, а електричними розрядами. У будь-якому випадку ізраїльські вчені продемонстрували, що дослідження подібних блискавок допустимо в лабораторних умовах і що результати експериментів можна використовувати при створенні нових технологій обробки матеріалів, зокрема для нанесення надтонких плівок.

Число різних гіпотез про природу кульової блискавки значно перевищує сотню, але ми розібрали лише кілька. Жодна з існуючих в даний час гіпотез не є досконалою, кожна має безліч недоліків.

Тому, хоча принципові закономірності природи кульової блискавки пройняті, цю проблемуне можна вважати вирішеною - залишилося безліч таємниць та загадок, а також немає конкретних способів створення її в лабораторних умовах.

Цей розряд характеризується уривчастою формою (навіть при користуванні джерелами постійного струму). Він виникає у газі зазвичай при тисках атмосферного порядку. У природних природних умовіскровий розряд спостерігається у вигляді блискавок. Зовні іскровий розряд являє собою пучок яскравих зигзагоподібних тонких смужок, що розгалужуються, миттєво пронизують розрядний проміжок, що швидко гаснуть і постійно змінюють один одного (рис. 5). Ці смужки називають іскровими каналами. Вони починаються як від позитивних, і від негативних, і навіть від будь-якої точки з-поміж них. Канали, що розвиваються від позитивного електрода, мають чіткі ниткоподібні обриси, а розвиваються від негативних - дифузні краї та дрібніше розгалуження.

Т.к. Іскровий розряд виникає при великих тисках газу, то потенціал запалення дуже високий. (Для сухого повітря, наприклад, при тиску 1 атм. і відстані між електродами 10 мм, пробивна напруга 30 кВ.) Але після того, як розрядний проміжок "іскровим" каналом, опір проміжку стає дуже малим, через канал проходить короткочасний імпульс струму великої сили , протягом якого розрядний проміжок припадає лише незначне опір. Якщо потужність джерела дуже велика, то після такого імпульсу струму розряд припиняється. Напруга між електродами починає зростати до колишнього значення, і пробій газу повторюється з утворенням нового іскрового каналу.

Величина Ек збільшується зі збільшенням тиску. Відношення критичної напруженості поле до тиску газу р для даного газу залишається приблизним у широкій області зміни тиску: Ек/рconst.

Час наростання напруги тим більше, чим більше ємність між електродами. Тому включення конденсатора паралельно розрядному проміжку збільшує час між двома наступними іскрами, а самі іскри стають потужнішими. Через канал іскри проходить великий електричний заряд, тому збільшується амплітуда і тривалість імпульсу струму. При великій ємності канал іскри яскраво світиться і має вигляд широких смуг. Те саме відбувається зі збільшенням потужності джерела струму. Тоді говорять про конденсований іскровий розряд, або про конденсовану іскру. Максимальна сила струму в імпульсі, при іскровому розряді, змінюється в широких межах, залежно від параметрів ланцюга розряду та умов у розрядному проміжку, досягаючи кількох сотень кілоампер. При подальшому збільшенні потужності джерела іскровий розряд перетворюється на дуговий розряд.

Внаслідок проходження імпульсу струму через канал іскри у каналі виділяється велика кількістьенергії (порядку 0,1 – 1 Дж на кожен сантиметр довжини каналу). З виділенням енергії пов'язане стрибкоподібне збільшення тиску в навколишньому газі - утворення циліндричної ударної хвилі, температура на фронті якої ~104 К. Відбувається швидке розширення каналу іскри зі швидкістю порядку теплової швидкості атомів газу. У міру просування ударної хвилі температура її фронті починає падати, а сам фронт відходить від кордону каналу. Виникнення ударних хвиль пояснюються звукові ефекти, що супроводжують іскровий розряд: характерне потріскування у слабких розрядах і потужні гуркіт у разі блискавок.

У момент існування каналу, особливо при високих тисках, спостерігається яскравіше свічення іскрового розряду. Яскравість свічення неоднорідна за перерізом каналу має максимум у його центрі.

Розглянемо механізм іскрового розряду.

В даний час загальноприйнятою вважається так звана стримерна теорія іскрового розряду, підтверджена прямими дослідами. Якісно вона пояснює основні особливості іскрового розряду, хоч у кількісному відношенні і не може вважатися завершеною. Якщо поблизу катода зародилася електронна лавина, то її шляху проходить іонізація і збудження молекул і атомів газу. Істотно, що світлові кванти, що випускаються збудженими атомами і молекулами, поширюючись до анода зі швидкістю світла, самі виробляють іонізацію газу, і дають початок першим електронним лавинам. Таким шляхом у всьому обсязі газу з'являються скупчення іонізованого газу, що слабо святяться, звані стрімерами. У процесі свого розвитку окремі електронні лавини наздоганяють одна одну і, зливаючись разом, утворюють місток, що добре проводить, зі стримерів. Тому в наступний момент часу і спрямовується потужний потік електронів, що утворює канал іскрового розряду. Оскільки провідний місток утворюється в результаті злиття практично одночасно виникають стримерів, час його утворення набагато менше часу, що потрібно окремій електронній лавині для проходження відстаней від катода до анода. Поруч із негативними стримерами, тобто. стримерами, що поширюються від катода до анода, існують також позитивні стримери, які поширюються у протилежному напрямку.

Зливаючись один з одним, стримери дають початок плазмовому каналу, яким згодом пройде імпульс основного струму. Цей плазмовий канал, що розвивається від "дна" хмари до поверхні землі, наповнений вільними електронами та іонами, і тому може добре проводити електричний струм. Його називають лідером чи точніше ступінчастим лідером. Справа в тому, що канал формується не плавно, а стрибками - "східцями".

У 1938 році Шонланд висунув два можливі пояснення затримки, що викликає східчастий характер лідера. Згідно з одним з них, має відбуватися рух електронів вниз каналом провідного стримера (пілота). Однак частина електронів захоплюється атомами і позитивно зарядженими іонами, так що потрібен деякий час для надходження нових електронів, що просуваються, перш ніж виникне градієнт потенціалу, достатній для того, щоб струм тривав. Згідно з іншою точкою зору, час потрібен для того, щоб позитивно заряджені іони скупчилися під головкою каналу лідера і таким чином створили на ній достатній градієнт потенціалу. В 1944 Брюс запропонував інше пояснення, в основі якого лежить переростання тліючого розряду в дуговий. Він розглянув " коронний розряд " , аналогічний розряду вістря, що існує навколо каналу лідера як на головці каналу, а й у всій його довжині. Він дав пояснення тому, що умови для існування дугового розряду встановлюватимуться на деякий час після того, як канал розвинеться на певну відстань і, отже, виникнуть щаблі. Це ще до кінця не вивчено і конкретної теорії поки немає. А ось фізичні процеси, що відбуваються поблизу головки лідера, цілком зрозумілі. Напруженість поля під хмарою досить велика - вона становить B/м; в області простору безпосередньо перед головкою лідера вона ще більша. Збільшення напруженості поля у цій галузі добре пояснює рис.4, де штриховими кривими показані перерізи еквіпотенційних поверхонь, а суцільними кривими - лінії напруженості поля. У сильному електричному полі поблизу головки лідера відбувається інтенсивна іонізація атомів та молекул повітря. Вона відбувається за рахунок, по-перше, бомбардування атомів і молекул швидкими електронами, що вилітають із лідера (так звана ударна іонізація), і, по-друге, поглинання атомами та молекулами фотонів ультрафіолетового випромінювання, що випускається лідером (фотоіонізація). Внаслідок інтенсивної іонізації плазмовий канал, що зустрічаються на шляху лідера атомів і молекул повітря, зростає, лідер рухається до поверхні землі.

Друга стадія протікає швидко та потужно. Прокладеним лідером шляху спрямовується основний струм. Імпульс струму триває приблизно 0,1 мс. Сила струму досягає значень порядку А. Вирізняється значна кількість енергії (до Дж). Температура газу у каналі досягає. Саме в цей момент народжується те надзвичайно яскраве світло, яке ми спостерігаємо при розряді блискавки, і виникає грім, спричинений раптовим розширенням раптово нагрітого газу.

Істотно, як і світіння, і розігрів плазмового каналу розвиваються у бік землі до хмари, тобто. знизу вгору. Для пояснення цього явища умовно розіб'ємо весь канал на кілька частин. Як тільки канал утворився (головка лідера досягла землі), вниз зіскакують насамперед електрони, які знаходилися в нижній його частині; тому нижня частина каналу першою починає світитися та розігріватися. Потім до землі спрямовуються електрони з наступної (високо перебуває частини каналу); починаються свічення та розігрів цієї частини. І так поступово - від низу до верху - в рух до землі включаються нові й нові електрони; в результаті свічення та розігрів каналу поширюються у напрямку знизу вгору.

Після того, як пройшов імпульс основного струму, пауза настає тривалістю від 10 до 50мс. За цей час канал практично гасне, його температура падає, ступінь іонізації каналу суттєво зменшується.

Однак у хмарі ще зберігся великий заряд, тому новий лідер прямує з хмари до землі, готуючи дорогу нового імпульсу струму. Лідери другого та наступних ударів є не ступінчастими, а стрілоподібними. Стрілоподібні лідери аналогічні щаблям ступінчастого лідера. Однак оскільки іонізований канал вже існує, необхідність у пілоті та щаблях відпадає. Так як іонізація в каналі стрілоподібного лідера "старше", ніж у ступінчастого лідера, рекомбінація та дифузія у носіїв носіїв заряду відбуваються інтенсивніше, а тому ступінь іонізації в каналі стрілоподібного лідера нижче. В результаті швидкість стрілоподібного лідера менше швидкості окремих щаблів ступінчастого лідера, але більше швидкості пілота. Значення швидкості стрілоподібного лідера становлять до м/с.

Якщо між наступними ударами блискавки пройде більше часу, ніж зазвичай, то ступінь іонізації може бути настільки низьким, особливо в нижній частині каналу, що виникає необхідність нового пілоту для повторної іонізації повітря. Це пояснює окремі випадки утворення ступенів на нижніх кінцях лідерів, що передують першому, а наступним головним ударам блискавки.

До винаходу електрики та громовідводу люди боролися з руйнівними наслідками ударів блискавок заклинаннями. У Європі дієвим засобом боротьби вважався безперервний дзвін під час грози. Згідно зі статистикою, підсумком 30-річної боротьби з блискавками в Німеччині стало руйнування 400 дзвонів і загибель 150 дзвонарів.

Першою людиною, яка придумала ефективний спосібстав вчений США Бенджамін Франклін - універсальний геній своєї епохи (1706-1790).

Як Франклін відхилив блискавку. На щастя, більшість розрядів блискавки відбуваються між хмарами і тому загрози не становлять. Однак вважається, що щороку блискавки вбивають понад тисячу людей по всьому світу. Принаймні у США, де ведеться така статистика, щороку від удару блискавки страждають близько 1000 людей і більше ста з них гинуть. Вчені давно намагалися захистити людей від цієї "кари божої". Наприклад, винахідник першого електричного конденсатора (лейденської банки) Пітер ван Мушенбрук (1692-1761) у статті про електрику, написану для знаменитої французької Енциклопедії, захищав традиційні способи запобігання блискавці - дзвін і стрілянину з гармат, які, як він вважав, ефективними.

Бенджамін Франклін, намагаючись захистити Капітолій столиці штату Меріленд, у 1775 році прикріпив до будівлі товстий залізний стрижень, який височів над куполом на кілька метрів і був з'єднаний із землею. Вчений відмовився патентувати свій винахід, бажаючи, щоб він якнайшвидше почав служити людям (рис. 6).

Звістка про громовідвід Франкліна швидко рознеслася Європою, і його обрали в усі академії, включаючи і Російську. Однак у деяких країнах побожне населення зустріло цей винахід із обуренням. Сама думка, що людина так легко і просто може приборкати головну зброю "божого гніву", здавалася блюзнірською. Тому в різних місцях люди з благочестивих міркувань ламали громовідводи. Цікавий випадок стався у 1780 році у невеликому містечку Сент-Омер на півночі Франції, де городяни зажадали знести залізну щоглу громовідводу, і справа дійшла до судового розгляду. Молодий адвокат, який захищав громовідведення від нападок мракобісів, побудував захист на тому, що і розум людини, і її здатність підкорювати сили природи мають божественне походження. Все, що допомагає врятувати життя, на благо - доводив молодий адвокат. Він виграв процес і здобув велику популярність. Адвоката звали Максиміліан Робесп'єр. Ну а зараз портрет винахідника громовідводу - найбажаніша репродукція у світі, адже вона прикрашає відому стодоларову купюру.

Як можна захиститися від блискавки за допомогою водяного струменя та лазера. Нещодавно було запропоновано принципово новий спосібборотьби з блискавками. Громовідвід створять із... струменя рідини, якою стрілятимуть із землі безпосередньо в грозові хмари. Громовідвідна рідина являє собою сольовий розчин, який додані рідкі полімери: сіль призначена для збільшення електропровідності, а полімер перешкоджає "розпаду" струменя на окремі крапельки. Діаметр струменя становитиме близько сантиметра, а максимальна висота – 300 метрів. Коли рідкий громовідвід доопрацюють, їм оснастять спортивні та дитячі майданчики, де фонтан увімкнеться автоматично, коли напруженість електричного поля стане досить високою, а ймовірність удару блискавки – максимальною. По струмені рідини з грозової хмари стікатиме заряд, роблячи блискавку безпечною для оточуючих. Аналогічний захист від розряду блискавки можна зробити і за допомогою лазера, промінь якого, іонізуючи повітря, створить канал для електричного розряду далеко від скупчення людей.

Чи може блискавка збити нас зі шляху? Так, якщо ви користуєтесь компасом. У відомому романі Г. Мелвіла "Мобі Дік" описаний саме такий випадок, коли розряд блискавки, який створив сильне магнітне поле, перемагнітив компасову стрілку. Однак капітан судна взяв швейну голку, вдарив по ній, щоб намагнітити, і поставив її замість зіпсованої компасової стрілки.

Чи може вас вразити блискавка всередині будинку чи літака? На жаль так! Струм грозового розряду може увійти в будинок по телефонному проводу від стовпа, що стоїть поруч. Тому при грозі намагайтеся не скористатися звичайним телефоном. Вважається, що говорити по радіотелефону або мобільному безпечніше. Не слід під час грози торкатися труб центрального опалення та водопроводу, які з'єднують будинок із землею. З цих же міркувань фахівці радять при грозі вимикати все електричні прилади, включаючи комп'ютери та телевізори.

Щодо літаків, то, взагалі кажучи, вони намагаються облітати райони з грозовою активністю. І все-таки в середньому щорічно до одного з літаків потрапляє блискавка. Її струм вразити пасажирів не може, він стікає зовнішньою поверхнею літака, але здатний вивести з ладу радіозв'язок, навігаційне обладнання та електроніку.

Медики вважають, що людина, яка вижила після удару блискавки (а таких людей чимало), навіть не отримавши сильних опіків голови та тіла, згодом може отримати ускладнення у вигляді відхилень у серцево-судинній та невралгічній діяльності від норми. Втім, може обійтися.

Люди давним-давно зрозуміли, яка шкода може завдати удару блискавки, і придумали від неї захист. Але знову-таки назвали її чомусь громовідведенням, хоча він "відводить" не грім, а блискавку. Громовідвід - це залізна жердина, яку поміщають якомога вище. Адже блискавки треба спочатку прокласти собі доріжку в повітрі. Зрозуміло, що чим коротша доріжка, тим простіше її зробити. А блискавка - жахлива ледарка, завжди шукає найкоротший шлях і вдаряє у найвищий (і, отже, найближчий до неї) предмет. Коли блискавка “бачить” поблизу високу залізну жердину, приготовану для неї людьми, вона прокладає доріжку саме до нього. А громовідвід проводом з'єднаний із землею, і вся електрика блискавки, не завдавши нікому шкоди, йде в землю. А ось раніше, давним-давно, у містах та селах від ударів блискавок бували великі пожежі.

Раббі Йеуда Нахшоні наводить коментар Раббейну Бахья (помер 1340 р.), який вважав, що Вавилонська вежа мала бути свого роду громовідводом проти блискавок, якими Всевишній мав намір спалити землю. В енциклопедії сказано, що громовідвід винайшов Бенджамін Франклін (1706-1790) в Америці. Не сперечаємось, він справді цікавився цим питанням, зумів використати накопичений досвід та дати практичне застосування своїм ідеям. Проте, як бачимо, ще під час складання Мішни (1500 років до цього) вже використовувалися громовідводи. Тому можна вважати, що першість, яка приписується Франкліну, насправді є досить сумнівною. У давнину йдуть спогади про речі, які стали для нас звичними, і не завжди вдається знайти того, хто був першим, хто відкрив для нас те, без чого своє життя ми вже не можемо й уявити.

Висновок

Блискавка - одне з найбільш руйнівних і жахливих природних явищ, з якими стикається повсюдно людина.

Зараз сучасний рівень науки і техніки дозволяє створити дійсно функціонально надійну систему блискавкозахисту, що відповідає технічному рівню.

На Землі відбувається близько 32 мільярдів ударів блискавок на рік, збитки від яких оцінюються в 5 мільярдів доларів. Тільки США від блискавок щорічно страждає близько 1000 людина, двісті з яких гине.

За статистикою, блискавки потрапляють у літаки в середньому три рази на рік, але в наші дні це рідко призводить до серйозних наслідків. Сучасні авіалайнери тепер досить добре захищені від удару блискавки. Найважча авіаційна катастрофа, спричинена блискавкою, сталася 8 грудня 1963 року в штаті Меріленд, США. Тоді блискавка, що потрапила в літак, проникла в резервний бак пального, що призвело до займання всього літака. Внаслідок цієї загинуло 82 особи.

Кульова блискавка - загадкове явище природи, спостереження якого повідомляється протягом кількох століть. Великий прогрес у дослідженні цього явища було досягнуто останні десять - п'ятнадцять років. Вивчення загадкового явища прогресує за рахунок розвитку суміжних галузей фізики та хімії.

Природно вважати, що в основі природи кульової блискавки лежать відомі фізичні закономірності, але їхнє поєднання призводить до нової якості, яку ми не розуміємо. Розібравшись у цьому, ми знайдемо реальним те, що здавалося раніше екзотичним, і отримаємо якісні уявлення, які можуть мати аналоги і в інших фізичних процесах і явищах. Отримання таких уявлень збагачує науку і є цінним у розглянутих дослідженнях. Такою є логіка розвитку науки взагалі, і накопичений досвід дослідження природи кульової блискавки підтверджує це.

У ході написання реферату було вивчено спеціальну літературу, завдяки якій виконано мету даного реферату: розглянуто причини виникнення блискавки, вивчено різні види електричних зарядів, розглянуто різні види захисту.

1.Богданов, К.Ю. Блискавка: більше питань, ніж відповідей // Наука життя й. - 2007. - № 2. - С. 19-32.

2.Дьомкін, С. Світла особистість з темним минулим // Чудеса та пригоди. - 2007. - № 4. - С. 44-45.

3.Іменітов, І.М., Чубаріна, Є.В., Шварц Я.М. Електрика хмар. Л., 197. - 593 с.

4.Остапенко, В. Кульова блискавка - потік холодної плазми // Техніка молоді. - 2007. - № 884. - С. 16-19.

5.Перишкін, А.В., Гутник, Є.М. фізика. 9 кл. Підручник для загальноосвітніх установ. - М: Дрофа, 2003. - 256 с.

6.Тарасов, Л.В. Фізика у природі. - М.: Просвітництво, 1988. - 352 с.

7.Френкель, Я.І. Зібрання вибраних праць, т. 2.: М. -Л., 1958. - 600 с.

Щосекунди в атмосфері Землі виникає приблизно 700 блискавок, і щороку біля 3000 людина гинуть через удар блискавки. Фізична природа блискавки остаточно не пояснена, а більшість людей мають лише приблизне уявлення про те, що це таке. Якісь розряди стикаються в хмарах, або щось таке. Сьогодні ми звернулися до наших авторів з фізики, щоб дізнатися більше про природу блискавки. Як з'являється блискавка, куди б'є блискавка і чому гримить грім. Прочитавши статтю, ви знатимете відповідь на ці та багато інших питань.

Що таке блискавка

Блискавка- Іскровий електричний розряд в атмосфері.

Електричний розряд- це процес протікання струму в середовищі, пов'язаний із суттєвим збільшенням її електропровідності щодо нормального стану. Існують різні видиелектричних розрядів у газі: іскровий, дуговий, тліючий.

Іскровий розряд відбувається при атмосферному тискута супроводжується характерним тріском іскри. Іскровий розряд є сукупністю зникають і змінюють один одного ниткоподібних іскрових каналів. Іскрові канали також називають стрімерами. Іскрові канали заповнені іонізованим газом, тобто плазмою. Блискавка – гігантська іскра, а грім – дуже гучний тріск. Але не все так просто.

Фізична природа блискавки

Як пояснюють походження блискавки? Система хмара-земляабо хмара-хмарає своєрідним конденсатором. Повітря відіграє роль діелектрика між хмарами. Нижня частинахмари має негативний заряд. За достатньої різниці потенціалів між хмарою та землею виникають умови, в яких відбувається утворення блискавки в природі.

Ступінчастий лідер

Перед основним спалахом блискавки можна спостерігати невелику пляму, що рухається від хмари до землі. Це так званий ступінчастий лідер. Електрони під впливом різниці потенціалів, починають рухатися до землі. Рухаючись, вони стикаються з молекулами повітря, іонізуючи їх. Від хмари до землі прокладається ніби іонізований канал. Через іонізації повітря вільними електронами електропровідність у зоні траєкторії лідера суттєво зростає. Лідер прокладає шлях для основного розряду, рухаючись від одного електрода (хмари) до іншого (землі). Іонізація відбувається нерівномірно, тому лідер може розгалужуватися.

Зворотній спалах

У момент, коли лідер наближається до землі, напруженість на кінці зростає. З землі або з предметів, що виступають над поверхнею (дерева, дахи будівель) назустріч лідеру викидається стример у відповідь (канал). Ця властивість блискавок використовується захисту від них шляхом встановлення громоотвода. Чому блискавка б'є в людину чи в дерево? Насправді їй байдуже, куди бити. Адже блискавка шукає найкоротший шлях між землею та небом. Саме тому під час грози небезпечно перебувати на рівнині чи поверхні води.

Коли лідер досягає землі, прокладеним каналом починає текти струм. Саме в цей момент і спостерігається основний спалах блискавки, що супроводжується різким зростанням сили струму та виділенням енергії. Тут доречне питання, звідки йде блискавка?Цікаво, що лідер поширюється від хмари до землі, а ось зворотний яскравий спалах, який ми і звикли спостерігати, поширюється від землі до хмари. Правильніше говорити, що блискавка йде не від неба до землі, а відбувається між ними.

Чому блискавка гримить?

Грім виникає в результаті ударної хвилі, що породжується швидким розширенням іонізованих каналів. Чому спочатку ми бачимо блискавку, а потім чуємо грім?Вся справа в різниці швидкостей звуку (340,29 м/с) та світла (299 792 458 м/с). Порахувавши секунди між громом та блискавкою та помноживши їх на швидкість звуку, можна дізнатися, на якій відстані від Вас вдарила блискавка.

Потрібна робота з фізики атмосфери?Для наших читачів зараз діє знижка 10% на будь-який вид роботи

Види блискавок та факти про блискавки

Блискавка між небом і землею – не найпоширеніша блискавка. Найчастіше блискавки виникають між хмарами і не загрожують. Крім наземних та внутрішньохмарних блискавок, існують блискавки, що утворюються у верхніх шарах атмосфери. Які є різновиди блискавок у природі?

Внутрішньохмарні блискавки;
Кульові блискавки;
"Ельфи";
Джети;
Спрайт.

Останні три види блискавок неможливо спостерігати без спеціальних приладів, оскільки вони утворюються висотою від 40 кілометрів і від.

Наведемо факти про блискавки:

Протяжність найдовшої зафіксованої блискавки на Землі склала 321 км. Ця блискавка була помічена в штаті Оклахома, 2007 р.
Найдовша блискавка тривала 7,74 секунди та була зафіксована в Альпах.
Блискавки утворюються не тільки на Землі. Точно відомо про блискавки на Венері, Юпітере, Сатурнеі Урані. Блискавки Сатурна в мільйони разів могутніші за земні.
Сила струму в блискавці може сягати сотень тисяч Ампер, а напруга – мільярда Вольт.
Температура каналу блискавки може досягати 30000 градусів Цельсія - це в 6 разів більша за температуру поверхні Сонця.

Кульова блискавка

Кульова блискавка - окремий виглядблискавки, природа якого залишається загадкою. Така блискавка є рухомим у повітрі світиться об'єкт у формі кулі. За нечисленними свідченнями кульова блискавка може рухатися непередбачуваною траєкторією, розділятися на дрібніші блискавки, може вибухнути, а може просто несподівано зникнути. Існує безліч гіпотез про походження кульової блискавки, але жодна не може бути визнана достовірною. Факт – ніхто не знає, як з'являється кульова блискавка. Частина гіпотез зводять спостереження цього явища галюцинаціям. Кульову блискавку жодного разу не вдалося спостерігати у лабораторних умовах. Все, чим можуть задовольнятися вчені, – це свідчення очевидців.

Насамкінець пропонуємо Вам переглянути відео та нагадуємо: якщо курсова чи контрольна впала на голову як блискавка у сонячний день, не потрібно впадати у відчай. Фахівця студентського сервісу рятують студентів з 2000 року. Звертайтеся за кваліфікованою допомогою у будь-який час. 24 години на добу, 7 днів на тиждень ми готові допомогти вам.