Кульова блискавка - унікальне природне явище: Природа виникнення; фізичні властивості; характеристика

На сьогоднішній день єдиною і основною проблемою в дослідженні даного феномена є відсутність можливості відтворити таку блискавку в умовах наукових лабораторій.

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

Першим, хто припустив природу кульової блискавки був російський вчений-фізик Петро Леонідович Капіца. Згідно з його вченням, такий вид блискавок виникає під час розряду між грозовими хмарами і землею на електромагнітної осі, по якій вона дрейфує.

Крім Капіци, поруч фізиків були висунуті теорії, про ядрову і каркасному будові розряду або про іонному походження кульової блискавки.

Багато скептиків стверджували, що це всього лише зоровий обман або ж короткочасні галюцинації, а самого 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, однак, не раз її помічали і при сонячній погоді. Виникає кульова блискавка раптово і в одиничному випадку. Вона може з'явитися з хмар, через дерев або інших предметів і будівель. Кульова блискавка з легкістю долає перешкоди на своєму шляху, в тому числі потрапляє в замкнуті простору. Описані випадки, коли такий вид блискавки виникав з телевізора, кабіни літака, розеток, в закритих приміщеннях ... При цьому, вона може минути предмети на своєму шляху, проходячи крізь них.

Неодноразово виникнення електричного згустку було зафіксовано в одних і тих же місцях. Процес руху або міграції блискавок відбувається в основному горизонтально і в розквіті близько метра над землею. Відзначається також і звуковий супровід у вигляді хрускоту, тріска і писку, що призводить до перешкод в радіоефірі.

За описами очевидців цього феномена виділяють два види блискавок:

Характеристики

До сих пір невідомо походження такої блискавки. Є версії, що електричний розряд виникає або на поверхні блискавки, або виходив з сукупного обсягу.

Ученим поки не відомий фізико-хімічний склад, завдяки якому таке явище природи може без праці долати дверні прорізи, вікна, невеликі щілини, і знову купувати вихідні розміри і форму. 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 світіння, 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 в більшості випадків сферична.
Тривалість існування оцінювалася не більше 30 секунд.
Температура остаточно не досліджена, але за оцінкою фахівців вона складає до 1000 градусів за Цельсієм.

Не знаючи природи походження цього природного явища, важко робити припущення про те, яким чином переміщується кульова блискавка. Згідно з однією з теорій, переміщення такої форми електричного розряду може відбуватися завдяки силі вітру, дії електромагнітних коливань або ж сили притяжения.

Чим небезпечна кульова блискавка

Незважаючи на безліч найрізноманітніших гіпотез про природу виникнення і характеристики цього явища природи, необхідно брати до уваги, що взаємодія з кульовою блискавкою вкрай небезпечно, так як куля, заповнений великою розрядом, може не тільки завдати каліцтва, але і вбити. Вибух може привести до трагічних наслідків.

Перше правило, яке потрібно дотримуватися при зустрічі з вогненною кулею - це не панікувати, не бігти, не здійснювати швидких і різких рухів.
Необхідно повільно піти з траєкторії руху кулі, при цьому тримаючись на відстані від нього і не повертатися спиною.
При появі кульової блискавки в закритому приміщенні, перше, що потрібно зробити - це постаратися акуратно відкрити вікно з метою створення протягу.
Крім вищевказаних правил суворо забороняється кидати будь-які предмети в плазмова куля, так як це може призвести до вибуху зі смертельними наслідками.

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 будинку. Вибух був такий сили, що вікна і двері були вибиті, стіни пошкоджені, а господарі домоволодіння травмовані і отримали контузію.

Відео: 10 Фактів про кульову блискавку

В даному відеосюжеті представлені Вашій увазі факти про найзагадковішому і дивовижному природному явищі

Найцікавіші з них наводяться в 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 і потужний тепловий двигун - ну, наприклад, Земля. Чи готові? Тепер візьмемо повітря і послідовно почнемо його нагрівати. Коли він почне підніматися, то з кожним метром підйому нагріте повітря охолоджується, поступово стаючи холодніше й холодніше. Вода конденсується в усі більші краплі, утворюючи грозові хмари.

Пам'ятаєте ті темні хмари над горизонтом, при вигляді яких замовкають птиці і перестають шелестіти дерева? Так ось, це і є грозові хмари, які народжують блискавки і грім.

Вчені вважають, що блискавки утворюються в результаті розподілу електронів в 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 сильнішою іонізації атмосферних шарів, близьких до грозових хмар).

Плазма утворює своєрідні канали, які під час з'єднання з землею, і служать відмінним провідником для електрики. Хмари постійно розряджаються по цих каналах, і бачимо зовнішні прояви даних атмосферних явищ у вигляді блискавок.

До речі, температура повітря в місці проходження заряду (блискавки) досягає 30 тисяч градусів, а швидкість поширення блискавки - 200 тисяч кілометрів на годину. У загальному і цілому, декількох блискавок цілком вистачило для електропостачання невеликого міста на кілька місяців.

Блискавка земля-хмара

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

Такі блискавки утворюються в результаті "пробивання" повітряного прошарку між вершиною зарядженого об'єкта і нижньою частиною грозовий тучі.Чем вище об'єкт, тим більша ймовірність того, що блискавка в нього вдарить. Отже 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, поруч стоять грозові хмари можуть прострілювати електричними зарядами один одного.

Досить частим явищем є блискавка пробиває одна хмара, і набагато більш рідкісним явищем є блискавка, яка виходить від одного хмари до іншого.

горизонтальна блискавка

Ця блискавка не б'є в землю, вона поширюється в горизонтальній площині по небу. Іноді така блискавка може поширюватися по чистому небу, виходячи від однієї грозової хмари. Такі блискавки дуже потужні і дуже небезпечні.

стрічкова блискавка

Ця блискавка виглядає як кілька блискавок, що йдуть паралельно один одному. В освіті їх немає ніякої загадки - якщо дме сильний вітер, може розширювати канали з плазми, про які ми писали вище, і в результаті утворюється ось така ось 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 охолодження деяких ділянок треку блискавки, що і перетворює звичайну блискавку в пунктирну. Як бачимо, таке пояснення явно потребує доопрацювання і доповнення.

спрайтові блискавки

До сих пір ми говорили тільки про те, що трапляється нижче хмар, або на їх рівні. Але виявляється, що деякі види блискавок бувають і вище хмар. Про них було відомо з часу появи реактивної авіації, але ось сфотографовані і зняті на відео ці блискавки були тільки в 1994 році.

Найбільше вони схожі на медуз, правда? Висота освіти таких блискавок - близько 100 кілометрів. Поки що не дуже зрозуміло, що вони з себе представляют.Вот фото і навіть відео унікальних спрайтові блискавок. Дуже красиво.

кульові блискавки

Деякі люди стверджують, що шарових блискавок не буває. Інші розміщують відео кульових блискавок на YouTube і доводять, що все це - реальність. Загалом, вчені поки твердо не впевнені в існуванні кульових блискавок, а найбільш відомим доказом їх реальності є фото, зроблене японським студентом.

Вогні Святого Ельма

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

вулканічні блискавки

Це дуже гарні блискавки, які з'являються при виверженні вулкана. Ймовірно, газо-пилової заряджений купол, що пробиває відразу кілька шарів атмосфери, викликає обурення, оскільки сам несе досить значний заряд. Виглядає все це дуже красиво, але жутковато.Учение поки не знають точно, чому такі блискавки утворюються, і існує відразу кілька теорій, одна з яких і викладена вище.

ось кілька цікавих фактів про блискавки, які не так нерідко публікуються:

* Типова блискавка триває близько чверті секунди і складається з 3-4 розрядів.
* Середня гроза подорожує зі швидкістю 40 км на годину.
* Прямо зараз в світі гримлять 1800 гроз.
* В американський Емпайр-Стейт-білдінг блискавка вдаряє в середньому 23 рази на рік.
* В 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 ж шанси у кожного з нас померти від падіння з ліжка.
* Можливість побачити кульову блискавку хоча б раз в житті становить 1 до 10 000.
* Люди, в яких влучила блискавка, рахувалися зазначеними богом. А якщо вони гинули, то нібито потрапляли прямо на небеса. У давнину жертв блискавки ховали на місці загибелі.

Що слід робити при наближенні блискавки?

В будинку

* Закрийте всі вікна і двері.
* Вимкніть з розеток всі електроприлади. Не торкайтеся до них, в тому числі до телефонів, під час грози.
* Не підходьте до ванн, кранів і раковин, оскільки металеві труби можуть проводити електрику.
* Якщо в кімнату залетіла кульова блискавка, постарайтеся вийти швидше і закрийте двері з іншого боку. Якщо не вдається - хоча б завмріть на місці.

На вулиці

* Постарайтеся зайти в будинок або в машину. У машині не торкайтеся металевих частин. Автомобіль не повинен бути припаркований під деревом: раптом блискавка ударить в нього і дерево впаде прямо на вас.
* Якщо укриття немає, вийдіть на відкритий простір і, зігнувшись, притисніть до землі. Але просто лягати не можна!
* У лісі краще сховатися під низькими кущами. НІКОЛИ не стійте під окремо стоять деревом.
* 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 з себе все металеве.
* Чи не стійте в натовпі.
* Якщо ви перебуваєте у відкритому місці і раптом відчуваєте, що волосся встали дибки, або чуєте дивний галас, що виходить від предмети (це означає, блискавка ось-ось вдарить!), Нагніться 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 в човні і до берега припливти Ви вже не встигаєте, пригніться на дно човна, з'єднайте ноги і накрийте голову та вуха.

Блискавка як природне явище

Блискавка - це гігантський електричний іскровий розряд між хмарами або між хмарами і земної поверхнею довжиною кілька кілометрів, діаметром десятки сантиметрів і тривалістю десяті долі секунди. Блискавка супроводжується громом. Крім лінійної блискавки, зрідка спостерігається кульова блискавка.

Природа і причини виникнення блискавки

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

Грози можна розділити на місцеві, фронтальні, нічні, в горах. Найбільш часто людина стикається з місцевими або тепловими грозами. Ці грози виникають тільки в жарку пору при великій вологості атмосферного повітря. Як правило, виникають влітку в полуденне або послеполуденное час (12-16 годин). Водяна пара в висхідному потоці теплого повітря на висоті конденсується, при цьому виділяється багато тепла і висхідні потоки повітря підігріваються. У порівнянні з навколишнім висхідний повітря тепліше він збільшується в об'ємі, поки не перетвориться на грозову хмару. У великих за розміром грозових хмарах постійно витають кристалики льоду і крапельки води. В результаті їх дроблення і тертя між собою і об 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 або хмарою і землею досягає величезних величин. При досягненні критичної напруженості електричного повітря виникає лавиноподібний іонізація повітря - іскровий розряд блискавки.

Фронтальна гроза виникає, коли маси холодного повітря проникають в район, де переважає тепла погода. Холодне повітря витісняє теплий, при цьому останній 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 досягати 100 км. На відміну від місцевих гроз після фронтальних зазвичай холоднішає. Нічна гроза пов'язана з охолодженням землі вночі і утворенням вихрових струмів висхідного повітря. Гроза в горах пояснюється різницею в сонячної радіації, яку наражаються південні і північні схили гір. Нічні і гірські грози несильні і нетривалі.

Грозова активність в різних району нашої планети різна. Світові осередки гроз: острів Ява - 220, Екваторіальна Африка -150, Південна Мексика - 142, Панама - 132, Центральна Бразилія - \u200b\u200b106 грозових днів на рік. Росія: Мурманськ - 5, Архангельськ - 10, Санкт-Петербург - 15, Москва - 20 грозових днів на рік.

По виду блискавки діляться на лінійні, перлинні і кульові. Перлинні і кульові блискавки досить рідкісне явище.

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

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

1. Історичні погляди на блискавки ............................................ ... 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. Захист від блискавки ............................................... .................................. 33

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

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

Вибір теми мого реферату обумовлений не тільки особистим інтересом, але і актуальністю. Природа блискавки таїть чимало загадок. При описі цього рідкісного феномена вчені змушені покладатися лише на розрізнені свідчення очевидців. Ці скупі розповіді, так жменька фотографій - ось все, чим володіє наука. Як заявив один з учених, ми знаємо про блискавки не більше, ніж древні єгиптяни знали про природу зірок.

Блискавка представляє великий інтерес не тільки як своєрідне явище природи. Вона дає можливість спостерігати електричний розряд в газовому середовищі при напрузі в декілька сотень мільйонів вольт і відстані між електродами в кілька кілометрів. Метою даного реферату є розгляд причин виникнення блискавки, вивчення різних видів електричних зарядів. Також в рефераті розглянуто питання блискавкозахисту. Люди давним-давно зрозуміли, якої шкоди може принести удар блискавки, і придумали від неї захист.

Блискавки здавна цікавлять вчених, але і в 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 блискавки

Блискавка та грім спочатку сприймалися людьми як вираження волі богів і, зокрема, що прояв божого гніву. Разом з тим допитливий людський розум з давніх часів намагався збагнути природу блискавок і грому, зрозуміти їх природні причини. У стародавні століття над цим розмірковував Аристотель. Над природою блискавок замислювався Лукрецій. Вельми наївно представляються його спроби пояснити грім як наслідок того, що "хмари збивають там під натиском вітрів".

Багато століть, включаючи і середні століття, вважалося, що блискавка - це вогненний пар, затиснутий в водяних парах хмар. Зростаючи, він прориває їх в найбільш слабкому місці і швидко спрямовується в низ, до поверхні землі.

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

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

Одночасно з Франкліном дослідженням електричної природи блискавки займалися М.В. Ломоносов і Г.В. Рихман.

Завдяки їхнім дослідженням в середині 18 століття була доведена електрична природа блискавки. З цього часу стало ясно, що блискавка являє собою потужний електричний розряд, що виникає при досить сильною 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 виявилася рівною приблизно 100 В / м, що відповідає сумарному заряду планети близько 400 000 Кл. Переносником зарядів в атмосфері Землі служать 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 у 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 хорошу погоду електричний конденсатор - Земля - \u200b\u200bрозряджається, а при грозі заряджається.

Блискавка - природний розряд великих скупчень електричного заряду в нижніх шарах атмосфери. Одним з перших це встановив американський державний діяч і вчений Б. Франклін. У 1752 році він провів досвід з паперовим змієм, до шнуру якого був прикріплений металевий ключ, і отримав від ключа іскри під час грози. З тих пір блискавка інтенсивно вивчалася як цікаве явище природи, а також з-за серйозних пошкоджень ліній електропередачі, будинків та інших будівель, що викликаються прямим ударом блискавки або наведеним нею напругою.

Як викликати розряд блискавки? Вивчати те, що станеться незрозуміло де і коли, дуже складно. А 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. Однак вчені давно намагалися замінити Іллю-пророка, створюючи провідний канал між грозовою хмарою і землею. Б. Франклін для цього під час грози запускав повітряний змій, що закінчується дротом і зв'язкою металевих ключів. Цим він викликав слабкі розряди, що стікають вниз по дроті, і першим довів, що блискавка - це негативний електричний розряд, що стікає з хмар на землю. Досліди Франкліна були надзвичайно небезпечними, і один з тих, хто їх намагався повторити, - російський академік Г. В. Ріхман - в 1753 році загинув від удару блискавки.

У 1990-х роках дослідники навчилися викликати блискавки, не піддаючи небезпеці своє життя. Один із способів викликати блискавку - запустити з землі невелику ракету прямо в грозову хмару. Уздовж всієї траєкторії ракета іонізує повітря і створює таким чином проводить 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 зі стартовим майданчиком ракети. Щоб створити ще кращі умови для розряду блискавки, до ракети приєднують металевий дріт, що з'єднує її з землею.

Хмара - фабрика з виробництва електричних зарядів. Проте на тілах може виявитися різна "заряджена" пил, навіть якщо вони зроблені з одного того ж матеріалу, - досить, щоб мікроструктура поверхні відрізнялася. Наприклад, при терті гладкого тіла про шорсткувате обидва будуть електрізовиваться.

Грозову хмару - це величезна кількість пара, частина якого конденсувалося у вигляді дрібних крапельок або крижинок. Верх грозової хмари може перебувати 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, так як температура там завжди нижче нуля. Ці крижинки знаходяться у постійному русі, викликаному висхідними потоками теплого повітря від нагрітої поверхні землі. Дрібні крижинки легше, ніж великі, захоплюються висхідними потоками повітря. Тому "спритні" дрібні крижинки, рухаючись в верхню частину хмари, весь час стикаються з великими. При кожному такому зіткненні відбувається електризація, при якій великі крижинки заряджаються негативно, а дрібні - позитивно. Згодом позитивно заряджені дрібні крижинки виявляються у верхній частині хмари, а негативно заряджені великі - внизу. Іншими словами, верхівка грози заряджена позитивно, а низ - негативно. Все готово для розряду блискавки, при якому відбувається пробій повітря і негативний заряд з нижньої частини грозової хмари перетікає на Землю.

Блискавка - «привіт» з космосу і джерело рентгенівського випромінювання. Однак саме хмара не в змозі так наелектризована себе, щоб викликати розряд між своєю нижньою частиною і землею. Напруженість електричного поля в грозовому хмарі ніколи не перевищує 400 кВ / м, а електричний пробій в повітрі відбувається при напруженості більше 2500 кв / м. Тому для виникнення блискавки потрібно щось ще крім електричного поля. В 1992 російський учений А. Гуревич з Фізичного інституту ім. П. Н. Лебедєва РАН (ФІАН) припустив, що своєрідним запалюванням для блискавки може бути космічні промені - частинки високих енергій, що обрушуються на Землю з космосу зі швидкістю, близькою. Тисячі таких частинок кожну секунду бомбардують кожен квадратний метр земної атмосфери.

Відповідно до теорії Гуревича, частка космічного випромінювання, стикаючись з молекулою повітря, іонізує її, в результаті чого утворюється велика кількість електронів, що володіють високою енергією. Потрапивши в електричне поле між хмарою і землею, електрони прискорюються до близькосвітлових 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.

Недавні дослідження показали, що блискавка досить потужним джерелом рентгенівського випромінювання, інтенсивність якого може складати до 250 000 МеВ, що приблизно в два рази перевищує ту, яку використовують при рентгені грудної клітини.

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

б) Ще одним видом блискавок є стрічкова блискавка (рис. 2). При цьому наступна картина, як якщо б виникли кілька майже однакових лінійних блискавок, зсунутих відносно один одного.

в) Було відмічено, що в деяких випадках спалах блискавок розпадається на окремі свячень ділянки довжиною в кілька десятків метрів. Це явище отримало назву четочная блискавки. Згідно Маланки (1961) такий вид блискавок пояснюється на основі затяжного розряду, після свічення якого здавалося б більш яскравим в тому місці, де канал згинається в напрямку спостерігача, який спостерігає його кінцем до себе. А Юманіте (1962) вважав, що це явище варто розглядати як приклад "пінг-ефекту", який полягає в періодичному зміні радіуса розрядної стовпа з періодом в декілька мікросекунд.

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

Лінійна блискавка являє собою кілька імпульсів, швидко наступних один за одним. Кожен імпульс - це пробою повітряного проміжку між хмарою і землею, що відбувається 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 утворився каналу швидко проходить імпульс основного струму.

Перша стадія - утворення каналу розряду. Все починається з того, що у нижній частині хмари формується електричний поле дуже великий напруженості - 105 ... 106 В / м.

Вільні електрони отримують в такому полі величезні прискорення. Ці прискорення спрямовані вниз, оскільки нижня частина хмари заряджена негативно, а поверхня землі позитивно. На шляху від першого зіткнення до іншого, електрони набувають значну кінетичну енергію. Тому, стикаючись з атомами або молекулами, вони іонізують їх. В результаті народжуються нові (вторинні) електрони, які, в свою чергу, прискорюються в поле хмари і потім в зіткненнях ионизуют нові атоми і молекули. Виникають цілі лавини швидких електронів, що утворюють у самого «дна» хмари, плазмові «нитки» - стример.

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

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

Чому в русі лідера наступають паузи і притому щодо регулярні - точно невідомо. Існує кілька теорій східчастих лідерів.

З урахуванням зупинок по шляху лідеру, щоб досягти землі, треба було 10 ... 20 мс при відстані 1 км між хмарою і земною поверхнею. Тепер хмару з'єднує з землею плазмовий канал, прекрасно проводить струм. Канал іонізованого газу як би замкнув хмару з землею накоротко. На цьому перша стадія розвитку початкового імпульсу закінчується.

друга стадія протікає швидко і потужно. За прокладеному лідером шляху спрямовується основний струм. Імпульс струму триває приблизно 0,1мс. Сила струму досягає значень порядку А. Виділяється 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, викликаний раптовим розширенням раптово нагрітого газу.

Істотно, що і світіння, і розігрів плазмового каналу розвиваються в напрямку від землі до хмари, тобто знизу вгору. Для пояснення цього явища розіб'ємо умовно весь канал на кілька частин. Як тільки канал утворився (головка лідера досягла землі), вниз зіскакують насамперед електрони, які перебували в самій нижній його частині; тому нижня частина каналу першою починає світитися і розігріватися. Потім до землі спрямовуються електрони з наступною (більш високо знаходиться частині каналу); починаються світіння і розігрів цій частині. І так поступово - від низу до верху - в рух до землі включаються всі нові і нові електрони; в результаті світіння і розігрів каналу поширюються в напрямку знизу вгору.

Після того, як пройшов імпульс основного струму, настає пауза

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

Як говорилося вище, новий лідер йде по шляху, який був проторен початковим лідером. Він без зупинки (1мс) пробігає весь шлях зверху до низу. І знову слід потужний імпульс основного струму. Після чергової паузи все повторюється. В результаті висвічуються кілька потужних імпульсів, які ми природно, сприймаємо як єдиний розряд блискавки, як єдину яскравий спалах (мал. 3).

Загадка кульової блискавки

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

Кульова блискавка задає нам безліч загадок, запитань, на які немає чіткої відповіді. В даний час можна лише припускати, робити гіпотези.

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

Наведемо найбільш достовірні відомості про кульової блискавки (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 в формі тора.

2. ШМ світиться зазвичай помаранчевим кольором, відзначені випадки фіолетового забарвлення. Яскравість і характер свічення схожі зі світінням розпечених деревного вугілля, іноді інтенсивність світіння порівнюється зі слабкою електричною лампочкою. На тлі однорідного випромінювання виникають і переміщаються більш яскраво світяться області (відблиски).

3. Час існування ШМ від декількох секунд до десяти хвилин. Існування ШМ закінчується її зникненням, що супроводжується іноді вибухом або яскравим спалахом, здатної викликати пожежа.

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

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

При зіткненні з навколишніми предметами ШМ відскакує як слабо накачаний повітряну кульку або закінчує своє існування.

6. При зіткненні зі сталевими предметами відбувається руйнування ШМ, при цьому спостерігається яскрава, що триває кілька секунд, спалах, супроводжувана розлітаються світяться фрагментами, що нагадують зварювання металів. Сталеві предмети при подальшому огляді виявляються злегка оплавленими.

7. ШМ іноді проникає в приміщення через закриті вікна. Більшість свідків описує процес проникнення як переливання через невеликий отвір дуже мала частина свідків стверджує, що ШМ проникає через неушкоджений віконне скло, при цьому практично не змінюючи своєї форми.

8. При короткому дотику ШМ до шкіри людини фіксуються незначні опіки. При контактах, що закінчилися спалахом або вибухом, зафіксовані сильні опіки, і навіть летальний результат.

10. Існують свідоцтва про спостереження процесу виникнення ШМ з електричних розеток або діючих електроприладів. При цьому спочатку виникає крапка, що світиться, яка протягом кількох секунд збільшується до розміру близько 10 см. В усіх подібних випадках ШМ існує кілька секунд і руйнується з характерним 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 трохи далі йде твердження, що ШМ це плазма. Спеціально для авторів, яким важко заглянути в довідники та енциклопедії, привожу наступну добірку.

"Плазма по ряду ознак дуже подібна до газом. Вона і розріджена, і текуча. В цілому плазма нейтральна, так як вона містить однакову кількість негативно і позитивно заряджених частинок."

"Плазма - нормальна форма існування речовини при температурі близько 10 000 градусів і вище. До 100 тис. Град. Це холодна плазма, а вище - гаряча".

Утримання плазми в заданому відкритому обсязі є складним технічним завданням.

"Експерименти на дослідних термоядерних установках йдуть в різних країнах, Але домогтися потрібної температури і часу утримання плазми поки не вдалося. "Мова йде про час, що не перевищує 1 с.

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

Сформуємо основні висновки, які можна зробити з аналізу спостережень.

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

Недарма кульова блискавка прагне опуститься вниз, різницю між силою тяжіння та виштовхує (архимедовой) силою компенсують конвекційні повітряні потоки, а також сила, з якою діють на блискавку атмосферний електричне поле.

Температура кульової блискавки (не рахуючи моменту "вибуху") лише щодо ненабагато перевищує температуру навколишнього повітря, досягаючи, мабуть, всього декількох сотень градусів (імовірно 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 кульова блискавка з зарядженими провідниками призводить до появи короткочасних імпульсів електричного струму, досить значних по силі і виявляються іноді на порівняно великій відстані від місця контакту. Це викликає перегорання запобіжників, спрацювання реле, виведення з ладу електроприладів та інші аналогічні явища.

Електричні заряду стікають із значною площею через речовина кульової блискавки і розсіюються в атмосфері.

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

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

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

Речовина кульової блискавки утворює відокремлену фазу в повітрі, що володіє значною поверхневою енергією. На існування поверхневого натягу вказують стабільність кордону кульової блискавки, в тому числі при переміщенні її в навколишньому повітрі (іноді при сильному вітрі), стійкість сферичної форми і відновлення її після деформацій, що виникають від взаємодії з оточуючими тілами. Необхідно відзначити, що сферична форма блискавки відновлюється і після великих деформацій, що супроводжуються розпадом кульової блискавки на частини.

Крім того, на поверхні кульової блискавки нерідко спостерігаються поверхневі хвилі. При досить великій амплітуді ці хвилі приводять до викидання крапель речовини з поверхні, аналогічних бризок рідини.

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

Кульова блискавка може нести електричний заряд, який з'являється, наприклад, при поляризації в електричному полі (особливо якщо заряди різних знаків за-різному стікають з її поверхні). Рух кульової блискавки в умовах байдужого рівноваги, при якому сила тяжіння врівноважена архимедовой силою, визначається як електричними полями, так і рухом повітря.

Спостерігається кореляція часу життя і розміру блискавки.

Довгоживучі блискавки виявляються в основному великих розмірів (за даними вони складають 80% серед блискавок діаметром більше 30 см і тільки 20% серед блискавок діаметром менше 10 см). Навпаки, короткоживучі блискавки 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 короткочасної емісії цього заряду в повітря.

Зникає кульова блискавка в результаті вибуху, розвитку нестійкостей або через поступове витрачання запасу її енергії і речовини (тихе згасання). Природа вибуху кульової блискавки не цілком зрозуміла.

Велика частина блискавок - близько 60% - випускає видиме світло, що відноситься до червоного кінця спектра (червоний, помаранчевий або жовтий). Близько 15% випромінює світло в короткохвильової частини спектра (блакитний, рідше - синій, фіолетовий, зелений). Нарешті, приблизно в 25% випадків блискавка має білий колір.

Вихідна потужність світла - порядку декількох ват. Оскільки температура блискавки невелика, її видиме випромінювання має нерівноважну природу. Можливо, блискавка випромінює також деяку кількість ультрафіолетового випромінювання, поглинанням якого в повітрі можна пояснити блакитний ореол навколо неї.

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

Крім інфрачервоного і видимого випромінювань кульова блискавка може випромінювати досить сильне неравновесное радіовипромінювання.

Всі 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 передана енергія зосереджує в обсязі кульової блискавки, викликаючи його світіння. До іншої групи відносяться гіпотези, згідно з якими кульова блискавка стає самостійно існуючим об'єктом. Цей об'єкт складається з якогось речовини, всередині якого відбуваються процеси, що призводять до виділення енергії.

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

Пошук рішення привів Капицю 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 кульова блискавка безперервно підводиться енергія, і ми змушені шукати джерело поза об'ємом кульової блискавки ". Академік теоретично показав, що гарна блискавка являє собою високотемпературну плазму, існуючу досить тривалий час за рахунок резонансного поглинання або інтенсивного надходження енергії у вигляді радиоволнового 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 привабливі сторони даної гіпотези, вона все ж видається неспроможною: не пояснює характеру переміщення кульової блискавки, залежно її поведінки від повітряних потоків; в рамках даної гіпотези важко пояснити добре спостережувану чітку поверхню блискавки; вибух такої кульової блискавки не повинен супроводжуватися виділенням енергії і нагадує гучний хлопок.

Кілька років тому в одній з лабораторій НДІ механіки МГУ під керівництвом А.М. Хазена була створена ще одна теорія вогненної кулі.

Відповідно до неї, в грозу під дією різниці потенціалів починається спрямований дрейф електронів з хмар до землі. Попутно електрони, зрозуміло, стикаються з молекулами газів, з яких складається повітря, причому всупереч здоровому глузду - тим рідше, чим вище швидкість електрона. В результаті окремі атоми, які досягли якоїсь критичної швидкості, скочуються вниз, ніби з гірки. Такий "ефект гірки" перебудовує військо заряджених частинок. Вони починають скочуватися не безладно натовпом, а шеренгами, подібно до того, як накочуються хвилі морського прибою. Тільки "прибій" цей володіє колосальною швидкістю - 1000 км / с! Енергії таких хвиль, як показують розрахунки Хазена, цілком достатньо, щоб, наздоганяючи плазмова куля, підживлювати його своїм електростатичним полем і деякий час підтримувати в ньому електромагнітні коливання. Теорія Хазена відповіла на деякі питання: чому кульова блискавка часто рухається над землею, ніби копіюючи рельєф місцевості? Пояснення таке: з одного боку, що світиться сфера, володіючи більш високою температурою по відношенню до навколишньому середовищу, Прагне виплисти наверх під дією сили Архімеда; з іншого боку, під дією електростатичних сил куля притягається до вологої провідної поверхні грунту. На якийсь висоті обидві сили врівноважують один одного і куля немов котиться по невидимим рейках.

Іноді, правда, кульова блискавка робить і різкі скачки. Їх причиною може послужити або сильний порив вітру, або зміна в напрямку руху електронної лавини.

Знайшлося пояснення і ще одним фактом: кульова блискавка прагне потрапити всередину будівель. Будь-яке будову, особливо кам'яне, піднімає в даному місці рівень грунтових вод, а значить, зростає електропровідність грунту, що і привертає плазмова куля.

І нарешті, чому кульова блискавка по-різному закінчує своє існування, іноді тихо, а частіше - вибухом? Тут теж винен електронний дрейф. Якщо до кульового "судині" підводиться занадто багато енергії, він, врешті-решт, лопається від перегріву або, потрапивши в область підвищеної електропровідності розряджається, подібно звичайному лінійної блискавки. Якщо ж електронний дрейф з яких-небудь причин загасає, кульова блискавка тихо згасає, розсіюючи свій заряд в 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, що по волноводу, буде поширюватися електромагнітна хвиля. Причому провідник треба взяти досить довгий, щоб антена електростатично не впливала на вільний кінець. Підключимо цей провідник до імпульсного генератора високої напруги і, включивши генератор, подамо на нього коротку імпульс напруги, достатній для того, щоб на вільному кінці міг виникнути коронний розряд. імпульс треба сформувати так, щоб біля його заднього фронту напруга на провіднику не падало до нуля, а зберігалося на якомусь рівні, недостатньому для створення корони, тобто постійно світиться заряду на провіднику. Якщо міняти амплітуду і час імпульсу постійної напруги, варіювати частоту т амплітуду поля СВЧ, то в кінці решт на вільному кінці дроту навіть після вимкнення я змінного поля повинен залишитися і, можливо, відокремитися від провідника світиться плазмовий згусток ".

Необхідність великої кількості енергії заважає реалізувати даний експеримент.

І все ж більшість вчених віддають перевагу гіпотезам другої групи.

Одна з них передбачає хімічну природу кульової блискавки. Першим її запропонував Домінік Араго. А в середині 70-г років її детально розробляв Б.М.Смірнов. Передбачається, що кульова блискавка складається зі звичайного повітря (що має температуру приблизно на 100? Вище температури навколишнього атмосфери), невеликої домішки озону і оксидів азоту і. Принципово важливу роль тут відіграє озон, що утворюється при розряді звичайної блискавки; його концентрація близько 3%.

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

У пошуках відповіді була розроблена нова фізична теорія. Відповідно до цієї гіпотези кульова блискавка складається з позитивних і негативних іонів. Іони утворюються за рахунок енергії розряду звичайної лінійної блискавки. Витрачена на їх освіту енергія і визначає запас енергії кульової блискавки. Вона вивільняється при рекомбінації іонів. Завдяки електростатичним (кулоновским) силам, чинним між іонами, обсяг, заповнений іонами, буде мати поверхневий натяг, що і визначає стійку кульову форму блискавки.

Стаханов, як і багато інших фізики, виходив з того, що блискавка складається з речовини, що знаходиться в 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 не тільки як частинки газу - при зіткненнях, але і на відстані за допомогою електричних сил.

Разноименно заряджені частинки притягуються. Тому в плазмі молекули прагнуть повернути собі втрачений заряд шляхом рекомбінації з відірваними електронами. Та й після рекомбінації плазма перетвориться на звичайний газ. Підтримувати життя плазми можна тільки до тих пір, поки рекомбінації щось заважає, - як правило, дуже висока температура.

Якщо кульова блискавка - це плазмова куля, то вона повинна бути гарячою. Так міркували прихильники плазмових моделей до Стаханова. А він зауважив, що існує й інша можливість. Іони, тобто молекули, що втратили або захопили зайвий електрон, можуть притягнути до себе звичайні нейтральні молекули води і оточити себе міцною "водяний" оболонкою, замикаючої зайві електрони всередині і не давав їм возз'єднаються зі своїми господарями. Таке можливо тому, що молекула води має двома полюсами: від'ємний і позитивний, за один з яких "хапається" іон в залежності від свого заряду, щоб притягнути молекулу до себе. Таким чином, надвисокі температури більше не потрібні, плазма може залишатися і "холодної", що не гаряче 200-300 градусів. Іон, оточений водяною оболонкою, називається кластером, тому гіпотеза професора Стаханова отримала ім'я кластерної.

Найважливішим гідністю кластерної гіпотези стало те, що вона продовжує не просто жити в науці, а й збагачуватися новим змістом. Група дослідників з Інституту загальної фізики РАН, в яку входить професор Сергій Яковленко, недавно отримала вражаючі нові результати.

З'ясувалося, що сама по собі водяний оболонка не може вийти настільки щільною, щоб перешкодити іонів рекомбинировать. Але рекомбінація призводить до зростання ентропії кульової блискавки, тобто заходи її безладу. Дійсно, в плазмі позитивно і негативно заряджені молекули відрізняються один від одного, по-особливому взаємодіють, а після рекомбінації вони перемішуються і стають невиразними. До цих пір вважалося, що в наданій самій собі системі безлад мимовільно зростає, тобто в разі кульової блискавки рекомбінація відбудеться сама собою, якщо їй якось не перешкодити. З результатів комп'ютерного моделювання і теоретичних викладок, проведених в інституті загальної фізики, слід зовсім інший висновок: безлад вноситься в систему ззовні, наприклад, при хаотичних зіткненнях молекул на кордоні кульової блискавки і повітря, в якому вона рухається. Поки безлад не «накопичиться", рекомбінації не буде, навіть не дивлячись на те, що молекули прагнуть до цього. Характер їх руху всередині кульової блискавки такий, що при зближенні разноименно заряджені молекули будуть пролітати один повз одного, не встигаючи обмінятися зарядом.

Отже, згідно з кластерної гіпотезі кульова блискавка являє собою самостійно існуюче тіло (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, дана витримує порівняння з результатами декількох тисяч відомих зараз спостережень і задовільно пояснює багато з них.

У 2000 році журнал "Nature" представив роботу новозеландських хіміків Джона Абрахамсона і Джеймса Дінніса. Вони показали, що при ударі блискавки в грунт, що містить силікати і органічний вуглець, утворюється клубок волокон кремнію і карбіду кремнію. Ці волокна поволі окислюються і починають світитися - спалахує вогненна куля, розігрітий до 1200-1400 ° С. Зазвичай кульові блискавки безшумно тануть, але буває, що і вибухають. На думку Абрахамсона і Дінніса, таке трапляється, якщо початкова температура клубка надто висока. Тоді окислювальні процеси протікають прискорено, що і 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 і Г.Д. Шабанов описали схему установки, на якій їм вдавалося отримувати кульові розряди, названі ними "плазмоидами" і нагадували кульову блискавку. Досліди цілком можна було відтворити, ось тільки існували плазмоїди не більше секунди.

У лютому 2006 року прийшло повідомлення з Тель-Авівського університету. Фізики Володимир Діхтяр і Елі йерба спостерігали в лабораторії світяться газові кулі, багато в чому нагадують ті дивні блискавки. Генеруючи їх, Діхтяр і йерба розігрівали в мікрохвильовому полі потужністю 600 ват кремнієвий субстрат, поки той не випаровувався. В повітрі виникав жовтувато-червоний куля діаметром близько 3 сантиметрів, що складався з іонізованого газу (як бачите, помітно менша кульової блискавки). Він повільно плавав в повітрі, зберігаючи свою форму до тих пір, поки установку, яка створювала поле, що не відключали. Температура поверхні кулі сягала 1700 ° С. Подібно звичайної блискавки, він притягувався до металевих предметів і ковзав уздовж них, а ось проникнути крізь шибку не міг. У дослідах Діхтяр і йерба скло уривався, зіткнувшись з вогненною кулею.

Очевидно, в природі кульові блискавки породжені не 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 перевершує сотню, але ми розібрали тільки кілька. Жодна з існуючих в даний час гіпотез не є досконалою, кожна має безліч недоліків.

Тому, хоча принципові закономірності природи кульової блискавки пронято, дану проблему не можна вважати вирішеною - залишилося безліч таємниць і загадок, а також немає конкретних способів створення її в лабораторних умовах.

Цей розряд характеризується переривчастою формою (навіть при користуванні джерелами постійного струму). Він виникає в газі зазвичай при тиску порядку атмосферного. У природних природних умовах іскровий розряд спостерігається у вигляді блискавок. Зовні іскровий розряд являє собою пучок яскравих зигзагоподібних розгалужуються тонких смужок, миттєво пронизують розрядний проміжок, швидко згасаючих і постійно змінюють один одного (рис. 5). Ці смужки називають іскровими каналами. Вони починаються як від позитивних, так і негативних, а також від будь-якої точки між ними. Канали, що розвиваються від позитивного електрода, мають чіткі ниткоподібні обриси, а країни, що розвиваються від негативних - дифузні краю і більш дрібне розгалуження.

Оскільки іскровий розряд виникає при великому тиску газу, то потенціал запалювання дуже високий. (Для сухого повітря, наприклад, при тиску 1 атм. І відстані між електродами 10 мм, пробивну напругу 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 на розрядний проміжок припадає лише незначний опір. Якщо потужність джерела не надто великою, то після такого імпульсу струму розряд припиняється. Напруга між електродами починає рости до колишнього значення, і пробою газу повторюється з утворенням нового іскрового каналу.

Величина Ек збільшується зі збільшенням тиску. Ставлення критичної напруженості поле до тиску газу р для даного газу залишається приблизними в широкій області зміни тиску: Ек / рconst.

Час наростання напруги тим більше, чим більше ємність С між електродами. Тому включення конденсатора паралельно разрядному проміжку збільшує час між двома наступними іскрами, а самі іскри стають більш потужними. Через канал іскри проходить великий електричний заряд, і тому збільшується амплітуда і тривалість імпульсу струму. При великій ємності С канал іскри яскраво світиться і має вигляд широких смуг. Те ж саме відбувається при збільшенні потужності джерела струму. Тоді говорять про конденсированном искровом розряді, або про конденсованої іскрі. Максимальна сила струму в імпульсі, при искровом розряді, змінюється в широких межах, залежно від параметрів ланцюга розряду і умов в розрядному проміжку, досягаючи декількох сотень кілоампер. При подальшому збільшенні потужності джерела, іскровий розряд переходить в дугового розряд.

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

У момент існування каналу, особливо при високому тиску, спостерігається більш яскраве світіння іскрового розряду. Яскравість світіння неоднорідна по перетину каналу має максимум в його центрі.

Розглянемо механізм іскрового розряду.

В даний час загальноприйнятою вважається так звана стримерний теорія іскрового розряду, підтверджена прямими дослідами. Якісно вона пояснює основні особливості іскрового розряду, хоча в кількісному відношенні і не може вважатися завершеною. Якщо поблизу катода зародилася електронна лавина, то на її шляху проходить іонізація і збудження молекул і атомів газу. Істотно, що світлові кванти, що випускаються збудженими атомами і молекулами, поширюючись до анода зі швидкість світла, самі виробляють іонізацію газу, і дають початок першим електронним лавинам. Таким шляхом в усьому обсязі газу з'являються слабо свячень скупчення іонізованого газу, звані стримерами. У процесі свого розвитку окремі електронні лавини наздоганяють одне одного і, зливаючись разом, утворюють добре проводить місток з стримеров. З цього в наступний момент часу і спрямовується потужний потік електронів, який утворює канал іскрового розряду. Оскільки проводить місток утворюється в результаті злиття практично одночасно виникають стримеров, час його утворення багато менше часу, який потрібен окремої електронної лавині для проходження відстаней від катода до анода. Поряд з негативними стримерами, тобто стримерами, що поширюються від катода до анода, існують також позитивні стримери, які поширюються в протилежному напрямку.

Вільні електрони отримують в такому полі величезні прискорення. Ці прискорення спрямовані вниз, оскільки нижня частина хмари заряджена негативно, а поверхня землі позитивно. На шляху від першого зіткнення до іншого, електрони набувають значну кінетичну енергію. Тому, стикаючись з атомами або молекулами, вони іонізують їх. В результаті народжуються нові (вторинні) електрони, які, в свою чергу, прискорюються в поле хмари і потім в зіткненнях ионизуют нові атоми і молекули. Виникають цілі лавини швидких електронів, що утворюють у самого "дна" хмари, плазмові "нитки" - стример.

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

У 1938 році Шонланд висунув два можливих пояснення затримки, яка викликає ступінчастий характер лідера. Відповідно до одного з них, має відбуватися рух електронів вниз по каналу ведучого стримера (пілота). Однак частина електронів захоплюється атомами і позитивно зарядженими іонами, так що потрібен якийсь час для вступу нових просуваються електронів, перш ніж виникне градієнт потенціалу, достатній для того, щоб струм тривав. Відповідно до іншої точки зору, час потрібно для того, щоб позитивно заряджені іони скупчилися під головкою каналу лідера і, таким чином, створили на ній достатній градієнт потенціалу. У 1944 році Брюс запропонував інше пояснення, в основі якого лежить переростання тліючого розряду в дугового. Він розглянув "коронний розряд", аналогічний розряду вістря, існуючий навколо каналу лідера не тільки на голівці каналу, а й по всій її довжині. Він дав пояснення тому, що умови для існування дугового розряду будуть встановлюватися на деякий час після того, як канал розвинеться на певну відстань та, відтак, виникнуть ступені. Це явище 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 більше. Збільшення напруженості поля у цій галузі добре пояснює рис.4, де штриховими кривими показані перетину еквіпотенційних поверхонь, а суцільними кривими - лінії напруженості поля. У сильному електричному полі поблизу головки лідера відбувається інтенсивна іонізація атомів і молекул повітря. Вона відбувається за рахунок, по-перше, бомбардування атомів і молекул швидкими електронами, що вилітають з лідера (так звана ударна іонізація), і, по-друге, поглинання атомами і молекулами фотонів ультрафіолетового випромінювання, що випускається лідером (фотоіонізації). Внаслідок інтенсивної іонізації зустрічаються на шляху лідера атомів і молекул повітря плазмовий канал зростає, лідер рухається до поверхні землі.

Друга стадія протікає швидко і потужно. За прокладеному лідером шляху спрямовується основний струм. Імпульс струму триває приблизно 0,1мс. Сила струму досягає значень порядку А. Виділяється 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, викликаний раптовим розширенням раптово нагрітого газу.

Істотно, що і світіння, і розігрів плазмового каналу розвиваються в напрямку від землі до хмари, тобто знизу вгору. Для пояснення цього явища розіб'ємо умовно весь канал на кілька частин. Як тільки канал утворився (головка лідера досягла землі), вниз зіскакують насамперед електрони, які перебували в самій нижній його частині; тому нижня частина каналу першою починає світитися і розігріватися. Потім до землі спрямовуються електрони з наступною (більш високо знаходиться частині каналу); починаються світіння і розігрів цій частині. І так поступово - від низу до верху - в рух до землі включаються всі нові і нові електрони; в результаті світіння і розігрів каналу поширюються в напрямку знизу вгору.

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

Однак в хмарі ще зберігся великий заряд, тому новий лідер спрямовується з безлічі до землі, готуючи дорогу для нового імпульсу струму. Лідери другого і наступних ударів не є ступінчастими, а стрілоподібними. Стрілоподібні лідери аналогічними сходами ступеневої лідера. Однак оскільки іонізований канал уже існує, необхідність в пілота і ступенях відпадає. Так як іонізація в каналі стреловидного лідера "старше", ніж у ступеневої лідера, рекомбінація і дифузія у носіїв носіїв заряду відбуваються інтенсивніше, а тому і ступінь іонізації в каналі стреловидного лідера нижче. В результаті швидкість стреловидного лідера менше швидкості окремих ступенів ступеневої лідера, але більше швидкості пілота. Значення швидкості стреловидного лідера складають від до м / с.

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

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

Першою людиною, який придумав ефективний спосіб став ученийСША 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 кожен рік блискавки вбивають понад тисячу людей по всьому світу. По крайней мере, в США, де ведеться така статистика, щороку від удару блискавки страждають близько 1000 чоловік і більше ста з них гинуть. Вчені давно намагалися захистити людей від цієї "кари божої". Наприклад, винахідник першого електричного конденсатора (лейденськоїбанки) Пітер ван Мушенбрук (1692-1761) в статті про електрику, написаної для знаменитої французької Енциклопедії, захищав традиційні способи запобігання блискавки - дзвін і стрілянину з гармат, які, як він вважав, виявляються досить ефективними.

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

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

Як можна захиститися від блискавки за допомогою водяного струменя і лазера. Нещодавно був запропонований принципово новий спосіб боротьби з блискавками. Громовідвід створять з ... струменя рідини, якою будуть стріляти з землі безпосередньо в грозові хмари. Громовідводу рідина є сольовий розчин, в який додані рідкі полімери: сіль призначена для збільшення електропровідності, а полімер перешкоджає "розпаду" струменя на окремі крапельки. Діаметр струменя складе близько сантиметра, а максимальна висота - 300 метрів. Коли рідкий громовідвід допрацюють, їм оснастять спортивні та дитячі майданчики, де фонтан включиться автоматично, коли напруженість електричного поля стане досить високою, а ймовірність удару блискавки - максимальної. За струмені рідини з грозової хмари буде стікати заряд, роблячи блискавку безпечної для оточуючих. Аналогічну 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? Да, якщо ви користуєтеся компасом. У відомому романі Г. Мелвіла "Мобі Дік" описаний саме такий випадок, коли розряд блискавки, який створив сильне магнітне поле, перемагнитилось стрілку компаса. Однак капітан судна взяв швейну голку, вдарив по ній, щоб намагнітити, і поставив її замість зіпсованої стрілки компаса.

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

Що стосується літаків, то, взагалі кажучи, вони намагаються облітати райони з грозовою активністю. І все-таки в середньому раз на рік в один з літаків потрапляє блискавка. Її ток вразити пасажирів не може, він стікає по зовнішньої поверхні літака, але здатний вивести з ладу радіозв'язок, навігаційне обладнання та електроніку.

Медики вважають, що людина, яка вижила після удару блискавки (а таких людей немало), навіть не отримавши сильні опіки голови та тіла, згодом може отримати ускладнення у вигляді відхилень в серцево-судинної і невралгічною діяльності від норми. Втім, може й обійтися.

Люди давним-давно зрозуміли, якої шкоди може принести удар блискавки, і придумали від неї захист. Але знову-таки назвали її чомусь громовідводом, хоча він "відводить» не грім, а блискавку. Громовідвід - це залізний засув, який поміщають якомога вище. Блискавки адже треба спочатку прокласти собі доріжку в повітрі. Ясна річ, що чим коротше доріжка, тим простіше її зробити. А блискавка - жахлива ледащо, завжди ищет найкоротший шлях і вдаряє в найвищий (і, отже, найближча до неї) предмет. Коли блискавка "бачить" поблизу високий залізний засув, приготований для неї людьми, вона прокладає доріжку саме до нього. А громовідвід проводом з'єднаний з землею, і всю електрику блискавки, не заподіявши нікому шкоди, йде в землю. А ось раніше, давним-давно, в містах і селах від ударів блискавок бували великі пожежі.

Раббі Юда Нахшона наводить коментар Раббейну Бах'я (помер у 1340 р), який вважав, що Вавилонська вежа повинна була бути свого роду громовідводом проти блискавок, якими Всевишній мав намір спалити землю. В енциклопедії сказано, що громовідвід винайшов Бенджамін Франклін (1706-1790) в Америці. Чи не сперечаємося, він дійсно цікавився цим питанням, зумів використати накопичений досвід і дати практичне застосування своїм ідеям. Однак, як ми бачимо, ще під час складання Мішни (1500 років до цього) вже використовувалися громовідводи. Тому можна вважати, що першість, приписуване Франкліну, насправді є досить сумнівним. У далеке минуле відходять спогади про речі, які стали для нас звичними, і не завжди вдається знайти того, хто був першим, хто відкрив нам те, без чого своє життя ми вже не можемо навіть уявити.

висновок

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

На даний момент сучасний рівень науки і техніки дозволяє створити дійсно функціонально надійну і відповідну технічному рівню систему блискавкозахисту.

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

За статистикою, блискавки потрапляють в 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, викликана блискавкою, сталася 8 грудня 1963 року в штаті Меріленд, США. Тоді потрапила в літак блискавка проникла в резервний бак пального, що призвело до займання всього літака. В результаті цієї загинуло 82 людини.

Кульова блискавка - загадкове явище природи, про спостереження якого повідомляється протягом декількох століть. Великий прогрес в дослідженні цього явища було досягнуто в останні десять - п'ятнадцять років. Вивчення загадкового явища прогресує за рахунок розвитку суміжних областей фізики і хімії.

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

В ході написання реферату, була вивчена спеціальна література, завдяки якій виконана мета даного реферату: розглянуті причини виникнення блискавки, вивчені різні види електричних зарядів, розглянуті різні види захисту.

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

2.Дёмкін, С. Світла особистість з темною минулим // Чудеса і пригоди. - 2007. - № 4. - С. 44-45.

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

4.Остапенко, В. Кульова блискавка - згусток холодної плазми // Техника молодежи. - 2007. - № 884. - С. 16-19.

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

6.Тарасов, Л.В. Фізика в природі. - М .: Просвещение, 1988. - 352 с.

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

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

Що таке молния

блискавка - іскровий електричний розряд в атмосфері.

Електричний розряд - це процес протікання струму в середовищі, пов'язаний з істотним збільшенням її електропровідності щодо нормального стану. існують різні види електричних розрядів в газі: іскровий, дугового, тліючий.

Іскровий розряд відбувається при атмосферному тиску і супроводжується характерним тріском іскри. Іскровий розряд являє собою сукупність зникаючих і змінюють один одного ниткоподібних іскрових каналів. Іскрові канали також називають стримерами. 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-земля або хмара-хмара являє собою своєрідний конденсатор. Повітря грає роль діелектрика між хмарами. Нижня частина хмари має негативний заряд. При достатньої різниці потенціалів між хмарою і землею виникають умови, в яких відбувається утворення блискавки в природі.

ступінчастий лідер

Перед основним спалахом блискавки можна спостерігати невелике пляма, що рухається від хмари до землі. Це так званий ступінчастий лідер. Електрони під дією різниці потенціалів, починають рухатися до землі. Рухаючись, вони стикаються з молекулами повітря, іонізуючи їх. Від безлічі до землі прокладається як би іонізований канал. Через іонізації повітря вільними електронами електропровідність в зоні траєкторії лідера істотно зростає. Лідер як би 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 його кінці зростає. Із землі або з предметів, які виступають над поверхнею (дерева, дахи будівель) назустріч лідеру викидається у відповідь стример (канал). Це властивість блискавок використовується для захисту від них шляхом установки громовідводу. Чому блискавка б'є в людини або в дерево? Насправді їй все одно, куди бити. Адже блискавка шукає найбільш короткий шлях між землею і небом. Саме тому під час грози небезпечно перебувати на рівнині або на поверхні води.

Коли лідер досягає землі, по прокладеному каналу починає текти струм. Саме в цей момент і спостерігається основна спалах блискавки, супроводжувана різким зростанням сили струму і виділенням енергії. Тут доречне запитання, звідки йде блискавка? Цікаво, що лідер поширюється від хмари до землі, а ось зворотна яскравий спалах, яку 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, яку породжує швидким розширенням іонізованих каналів. Чому спочатку ми бачимо блискавку а потім чуємо грім?Вся справа в різниці швидкостей звуку (340,29 м / с) і світла (299 792 458 м / с). Порахувавши секунди між громом і блискавкою і помноживши їх на швидкість звуку, можна дізнатися, якою відстані від Вас вдарила блискавка.

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

Види блискавок і фактів про блискавки

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

Внутрішньохмарні блискавки;
Кульові блискавки;
«Ельфи»;
джети;
Спрайт.

Останні три види блискавок неможливо спостерігати без спеціальних приладів, так як вони утворюються на висоті від 40 кілометрів і вище.

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 і була зафіксована в Альпах.
Блискавки утворюються не тільки на землі. Точно відомо про блискавки на Венері, Юпітері, Сатурні і урані. Блискавки Сатурна в мільйони разів могутніше земних.
Сила струму в блискавки може досягати сотень тисяч Ампер, а напруга - мільярди Вольт.
Температура каналу блискавки може досягати 30000 градусів Цельсія - це в 6 раз більше температури поверхні Сонця.

Кульова блискавка

Кульова блискавка - окремий вид блискавки, природа якого лишається загадкою. Така блискавка являє собою рухомий в повітрі світився в формі кулі. По нечисленних свідченнями кульова блискавка може рухатися по непередбачуваною траєкторією, розділятися на дрібніші блискавки, може вибухнути, а може просто несподівано зникнути. Існує безліч гіпотез про походження кульової блискавки, але жодна з них не може бути визнана достовірною. Факт - ніхто не знає, як з'являється кульова блискавка. Частина гіпотез зводять спостереження цього явища до галюцинацій. Кульову блискавку ні разу не вдалося спостерігати в лабораторних умовах. Все, чим можуть задовольнятися вчені - це свідчення очевидців.

Наостанок пропонуємо Вам подивитися відео і нагадуємо: якщо курсова або контрольна звалилася на голову як блискавка в сонячний день не потрібно впадати у відчай. Фахівця студентського сервісу виручають студентів з 2000 року. Звертайтеся по кваліфіковану допомогу в будь-який час. 24 години на добу, 7 днів в тиждень ми готові допомогти вам.