Что такое молния?

Если ли польза?

Что такое молния?

Электрический ток очищает воздух от загрязнений, каждому знакомо ощущение чистоты после грозы. Другое полезное действие — стимул к накоплению азота, это естественное удобрение для растений.

Есть отдельная научная дисциплина — громовая энергетика. Специализирующиеся на ней ученые ищут способы применения громовой энергии. Она классифицируется как возобновляемый источник, поэтому необходимы способы направления ее в электрические сети. В большинстве стран электроснабжение обходится очень дорого, причем не только материально. Добывающие станции наносят огромный вред природе. Если использовать грозовую активность, то неиссякаемым источником станет сама природа. В данный момент проблема в том, что появление грозы и ее продолжительность невозможно предсказать с высокой точностью.

Последствия молнии

Молния оставляет за собой большое количество разных следов, в зависимости от места, куда ударяет разряд, а также его мощности. Рассмотрим следующие проявления молнии:

  • образование фульгуритов;
  • попадание в землю;
  • попадание в деревья, дома и прочие объекты;
  • попадание в автомобили;
  • попадание в человека.

Фульгурит – это вещество, которое образуется при попадании электрического разряда в песок или любую горную породу. По сути, определенное количество песка просто плавится и застывает под кратковременным воздействием высокой температуры.

Что такое молния?
Фульгурит

Обнаружить фульгуриты непросто. Обычно они встречаются на горных вершинах или в областях, где грозы считаются частым явлением. Попадая в залежи песка, молния образует из него трубочки произвольных форм, полые внутри. Фактически они получаются стеклянными.

Между песчаными частицами всегда есть влага и воздух. Мощный удар их быстро нагревает до высоких температур, расширяет, в результате чего и появляются эти трубочки всевозможных размеров и форм. Затем они моментально охлаждаются.

Очень редко разряды молнии попадают именно в землю, поскольку для них предпочтительнее максимально короткий и доступный путь. Но в случае попадания на поверхности остается углубление, от которого в разные стороны уходят витиеватые линии, напоминающие молнию по форме.

Что такое молния?
След от молнии на земле

Возвышаясь над другими объектами, деревья чаще всего привлекают к себе молнию. В большинстве случаев они сгорают, причем моментально. Если же в дерево попадает шаровая молния, она поджигает его изнутри. При попадании в здание молния зачастую повреждает кровельную часть и тоже может вызвать возгорание.

Что такое молния?
Молния ударила в дерево

Если разряд угодит в закрытое транспортное средство, например, автомобиль, то быстро распространится по металлическому корпусу и уйдет в земную поверхность. Считается, что авто – безопасное место, в котором можно переждать непогоду, так как молния не попадает внутрь салона. Однако последствия прямого попадания все равно серьезные.

Что такое молния?
Молния ударила в авто

Попадание разряда молнии в человека непредсказуемо. Оно сравнимо удару электрическим током, но напряжение при этом в разы выше. Чаще всего молния поражает грудную клетку или голову.

Что такое молния?
Фигуры Лихтенберга

На теле остаются особенные следы, которые напоминают молнию по форме – их называют фигурами Лихтенберга. Такой след остается в результате повреждения кровеносных сосудов. Удар молнией крайне опасен, поэтому в случае грозы следует принять все необходимые меры безопасности.

Откуда берутся молнии перед землетрясением?

Существуют молнии, которые проявляют себя во время землетрясений. До конца их природа пока неизвестна, но они тоже возникают из-за накопления заряда. Только в данном случае это происходит из-за трения слоев пород между собой.

Изначально ученые не воспринимали всерьез рассказы о том, что землетрясения сопровождаются молниями, но появление в последнее время камер заставило их задуматься над этим. В итоге они начали ставить эксперименты и пришли к выводу о трении слоев пород.

Куда более известны молнии при извержениях вулканов, которые еще называются “грязными молниями”. Они тоже возникают в результате трения между собой частиц, вылетающих из жерла.

Что такое молния?
Примерно так выглядит молния внутри вулкана.

Образование молний сопровождает и другие явления, например, пылевые бури, торнадо и некоторые другие, приводящие все к тому же накоплению заряда.

Что мы знаем о молниях?

Об обычных молниях мы знаем много, хоть и не все. О шаровых почти ничего, но учитывая частоту их появления, можно допустить, что это не так страшно, хотя работать в этом направлении надо и надо продолжать исследования.

Молнии стали неотъемлемыми спутниками нашей жизни. Они проявляются во многих сферах и заставляют себя уважать из-за разрушительной мощи, спрятанной в них.

Тем не менее, средства борьбы с ними есть и достаточно эффективные. Надо только выполнять элементарные правила безопасности (не стоять в грозу рядом с деревьями, не запускать змеев, да и вообще лучше не выходить из дома) и ставить громоотводы на дома. В этом случае все будет существенно проще и безопаснее.

История изучения

Наблюдать молнию люди могли еще с древних времен, но длительное время этому явлению не было объяснения. Изначально считалось, что вспышки в небе – результат деятельности богов. Еще древнегреческие философы подметили, что молния поражает высокие объекты.

Значимый вклад в изучение молнии сделали мореплаватели. В открытом море электрические разряды оказались еще мощнее. Связь между молнией и электричеством была выдвинута в 17-18 веках, в период развития физики.

Что такое молния?
Молния в море

Наиболее подробно такую гипотезу описал в своих исследованиях Бенджамин Франклин. В 1750 он представил научный труд, в котором был описан известный нынче эксперимент по определению электрической природы молнии.

Суть опыта состояла в запуске воздушного змея во время грозы. При этом к змею крепился стержень из меди, а к тросу – металлический ключ. Цель эксперимента – доказать электрическую природу молнии.

Популярные статьи  Уличные светодиодные прожекторы

Что такое молния?
Опыт Бенджамина Франклина, иллюстрация

Для подтверждения гипотезы молния должна ударить в змея, пройти по тросу и оставить след на ключе. Опыт Франклин провел в июне, позаботившись о громоотводе. Стоит сказать, что он прошел успешно и подтвердил все догадки физика.

В 20-м веке ученые открыли необычные виды молнии (спрайты, джеты, эльфы), которые возникают в верхних слоях атмосферы. В настоящее время исследования молнии проводятся при помощи спутников.

Где чаще бывают грозы

Места, где больше всего гроз на земле, находятся на экваторе. Такие природные явления взаимосвязаны с климатом в экваториальном поясе. Здесь жарко и влажно.

По этой причине очень редко наблюдается гроза на Северном и Южном полюсах.

Экватор известен как самое статичное место на планете. Здесь совершаются одни из самых зрелищных световых шоу.

Демократическая Республика Конго в Центральной Африке считается грозовой столицей. В горной деревне Кифука в ДР Конго ежегодно замечено в среднем 158 вспышек на 247 акров (квадратный километр).

Высокий уровень гроз наблюдается в Венесуэле, Индии.

Исследования НАСА показали, что на востоке Индии, в долине Брахмапутры замечено самое большое количество грозовых дней в месяц. Это период ежегодного муссона – апрель, май.

Что такое молния

Что такое молния?

Молния — это яркая вспышка света, или электричества в атмосфере.

Протоны, накапливающиеся в облаке привлекают вокруг себя другие, с противоположным зарядом. Это означает, что положительно заряженные частицы на земле внизу притягивают отрицательно заряженные на дне тучи. Отрицательные заряды из неё притягиваются к любым положительным, расположенным поблизости, например, горам, деревьям, людям.

Заряд, исходящий от этих точек земли, в конечном итоге встретит отрицательные протоны в облаке. Это приведет к молниевым ударам.

Это подобно статическому разряду. Электрическая волна, возникающая между тучей и землей.

Что делать, встретив шаровую молнию

Что бы ни было причиной возникновения удивительного плазменного шара, нужно учитывать, что столкновение с ней чрезвычайно опасно, поскольку если переполненный электричеством шар дотронется до живого существа, вполне может убить, а если взорвётся – разнести всё вокруг.

Нужно неторопливо, спокойно свернуть с пути движения шара, пытаясь держаться как можно дальше от него, но ни в коем случае не поворачиваться спиной. Если шаровая молния оказалась в помещении, нужно подойти к окну и открыть форточку: вслед за движением воздуха молния, скорее всего, вылетит наружу.

Что такое молния?

Также категорически нельзя ничего бросать в плазменный шар: это вполне может привести ко взрыву, и тогда травмы, ожоги, а в некоторых случаях даже остановка сердца неотвратимы. Если так получилось, что человек не сумел уйти с траектории движения шара, и тот задел его, вызвав потерю сознания, потерпевшего нужно перенести в проветриваемую комнату, тепло закутать, сделать искусственное дыхание и, естественно, сразу же позвонить в скорую помощь.

Откуда берутся молнии перед землетрясением?

Существуют молнии, которые проявляют себя во время землетрясений. До конца их природа пока неизвестна, но они тоже возникают из-за накопления заряда. Только в данном случае это происходит из-за трения слоев пород между собой.

Изначально ученые не воспринимали всерьез рассказы о том, что землетрясения сопровождаются молниями, но появление в последнее время камер заставило их задуматься над этим. В итоге они начали ставить эксперименты и пришли к выводу о трении слоев пород.

Куда более известны молнии при извержениях вулканов, которые еще называются “грязными молниями”. Они тоже возникают в результате трения между собой частиц, вылетающих из жерла.

Что такое молния?

Примерно так выглядит молния внутри вулкана.

Образование молний сопровождает и другие явления, например, пылевые бури, торнадо и некоторые другие, приводящие все к тому же накоплению заряда.

Опасно ли попадание молнии в машину, самолет, дом

Тут тоже сложно дать однозначный ответ, но если с техникой все нормально, а на здании стоит громоотвод, то это скорее безопасно. Есть даже статистика, согласно которой в самолеты молния попадает в среднем каждые семь-десять тысяч часов налета. Это достаточно часто.

Молния попадает в самолет не так красочно, но по понятным причинам реальных фото нет.

В случае с автомобилями попадание тоже безопасно. Дело в том, что кузов представляет из себя по сути клетку Фарадея. Заряд проходит через него и не причиняет вреда человеку внутри. Правда, может повредиться электрическая аппаратура. В самолетах все более надежно. Фюзеляж имеет дополнительные элементы защиты, которые проводят ток через него дальше в землю. Попадание молнии в самолет даже не является внештатной ситуацией. Просто проводится проверка систем и, если все нормально, самолет продолжает движение.

Так выглядит клетка Фарадея. Человек в безопасности.

Громоотвод в домах представляет собой вынесенный выше крыши элемент, который соединен с землей и надежно изолирован от конструкции дома. Так как молния идет по кратчайшему пути к земле, она попадает в этот элемент и безопасно разряжается, не причиняя вреда другим объектам. Для примера можно сказать, что в знаменитую Эмпайр-стейт-билдинг молния бьет около 25 раз в год. Громоотвод решает.

Так выглядит громоотвод на крыше дома.

Обычно нет смысла ставить громоотводы на каждый дом — достаточно одного на относительно большую площадь. Естественно он должен быть на самом высоком строении или специальной вышке.

Почему молния имеет такую форму?

Мы знаем, что молния старается ударить в объект по кратчайшему расстоянию. Но почему же она такая изогнутая? Это же совсем не кратчайшее расстояние, при котором она была бы прямая, как геометрический луч.

Дело в том, что при формировании разряда электроны разгоняются до околосветовых скоростей, но периодически встречают на пути препятствия в виде молекул воздуха. При каждой такой “встрече” они меняют направление своего движения и мы получаем ступенчатую структуру молнии, к которой мы привыкли, и которая схематическим рисуется, как логотип автомобилей Opel.

Популярные статьи  Как сэкономить на электрическом отоплении?

Что такое молния?

Молния на логотипе этой компании впервые появилась на грузовике Opel Blitz (в переводе с немецкого Blitz — молния)

Как защищают самолеты от молнии?

Весь корпус самолета защищен специальной оболочкой, внутри которой содержится экранирующая сетка из металла. Таким образом, при ударе молнией оболочка проводит ток, но предотвращает проникновение электрического разряда внутрь самолета. Находящиеся внутри люди и оборудование остаются в безопасности.

Что такое молния?
Разрядники на крыле самолета

Также все техническое оснащение самолета оборудовано дополнительной защитой от электрических разрядов. Попадание молнии приходится на нос самолета, разряд продвигается к крыльям и хвосту. Пассажиры и экипаж могут во время удара услышать громкий звук, но так происходит не всегда.

Интересный факт: перед тем, как самолет сдается в эксплуатацию, он проходит тщательную проверку. Один из ее этапов – симуляция попадания молнии.

Почему сначала молния, потом гром?

В небе появление искры и взрыв воздуха происходят одновременно. Но на земле мы слышим раскаты грома лишь через какое-то время после вспышки.

Это происходит из-за того, что звук в атмосфере распространяется медленнее светового потока.

Существует легкий способ рассчитать, где находится молния во время грозы. Для этого нужно посчитать, через сколько секунд после удара возникает звук грома. Известно, что скорость звука в атмосфере составляет 300 м/с. Если количество секунд между разрядом и громом разделить на 3, получится расстояние в километрах.

Почему сверкает молния, а грома нет

Это так называемые «тихие грозы». Происходят они тогда, когда удар молнии случается на высоте более 20 км. Звук грома просто не доходит до поверхности земли. Молнии без грома могут длиться в течение нескольких часов.

Как происходит удар молнии?

Мы уже определились, что молния — это мощнейший электрический разряд, возникающий при накоплении заряда внутри облаков и появлении большой разницы электрических потенциалов объектов. В итоге молния может возникать между соседними облаками, между облаком и землей, и даже внутри одного облака, что тоже случается очень часто. В любом случае облако должно быть наэлектризовано. Но как оно электризуется?

Что такое молния?

Это можно назвать молнией в миниатюре. Процессы похожи.

Этот процесс знаком нам с детства. Достаточно вспомнить как электризуется расческа, воздушный шарик или многие другие вещи при трении. Подобный процесс происходит и в облаках на большой высоте и в существенно больших масштабах.

Дело в том, что облака представляют собой огромный водяной шар, пусть и не совсем шаровидной формы. Его высота может достигать нескольких километров, но в разном агрегатном состоянии вода в нем есть на всех высотах. До трех-четырех тысяч метров это капли, а выше — уже кристаллики льда.

Эти кристаллики имеют разный размер и постоянно перемешиваются. Более мелкие летят вверх из-за восходящих потоков воздуха от теплой земли. Поднимаясь, они постоянно сталкиваются с более крупными кристалликами. В итоге, все облако начинает электризоваться подобно предметам в приведенных выше примерах. Положительно заряженные частицы оказываются сверху, а отрицательно заряженные — снизу.

Что такое молния?

Примерно так выглядит разница потенциалов при формировании молнии.

Когда разность потенциалов получается очень высокой, происходит разряд. Если внутри облака для формирования разряда недостаточно условий, то разрядка происходит в землю. При этом она сопровождается яркой вспышкой с выделением тепла. Из-за выделения огромного количества энергии воздух вокруг молнии моментально нагревается до нескольких десятков тысяч градусов и взрывообразно расширяется в небольшом объеме. Эта взрывная волна и называется громом, расходясь на расстояние до 20 км от самой молнии.

При этом молнии состоят из нескольких разрядов, которые идут непрерывно друг за другом, но по одиночке длятся тысячные и миллионные доли секунды.

Как возникают синонимы?

В русском языке огромное количество слов. Чтобы перечислить хоть небольшую часть, потребуется немало времени. И даже тогда не удастся вспомнить их все.

Что такое молния?

Ведь в каждом языке есть слова, обозначающие действия, предметы, объекты и т. д., которые уже не используются в речи, так как необходимость в них отпала. Причины могут быть разные. Возможно, их заменили другие синонимичные слова или же их значение устарело, то есть того, что они обозначали больше не используется в обиходе. Такие слова называются архаизмами.

Примером такой категории слов является старорусское слово «челобитье». Оно означает низкий поклон кому-либо, осуществленный таким образом, чтобы лоб коснулся самой земли. И просьбу, представленную на бумаге. Раньше это слово очень часто можно было услышать в разговоре представителей разных слоев общества. Да и увидеть, как совершается челобитие, также не составляло особого труда. Поэтому значение слова прекрасно знали, как взрослые, так и дети. А теперь далеко не каждый человек ответит вам, что такое челобитье.

Однако у этого слова есть синонимы: просьба, прошение, поклон. Они гораздо проще для понимания и произношения, а потому со временем вытеснили из русской лексики слово «челобитье».

Что же такое – молния?

Что такое молния? Это удивительное и очень загадочное явление природы. Она почти всегда бывает во время грозы. Кого-то изумляет, кого-то пугает. Пишут о молнии поэты, изучают это явление ученые. Но многое осталось неразгаданным.

Одно известно точно – это гигантская искра. Словно взорвался миллиард электрических лампочек! Длина ее огромна – несколько сотен километров! И от нас она очень далеко. Вот почему сначала мы видим ее, а только потом – слышим. Гром – это «голос» молнии. Ведь свет долетает до нас быстрей, чем звук.

А еще молнии бывают на других планетах. Например, на Марсе или Венере. Обычная молния длится всего долю секунды. Состоит она при этом из нескольких разрядов. Появляется молния иногда совсем неожиданно.

Шаровая молния.

Представляет собой сгусток плазмы электростатического происхождения в ограниченном объеме пространства. Физическая картина явления до сих пор изучается. По наблюдениям шаровая молния имеет форму шара в диаметре в основном 10-20 см. Цвет молнии может меняться от белого до ярко желтого и красного, Время жизни шаровых молний составляет от несколько секунд до минуты. Шаровая молния в Республике Беларусь встречается значительно реже линейной молнии, вместе с этим имеются сведения о последствиях, причиненных от шаровой молнии. Стоит отметить, что защита, применяемая от линейных молний, не дает должного эффекта при шаровой молнии.

Популярные статьи  Примеры выбора плавких предохранителей и автоматических выключателей

Какие бывают молнии?

Прежде, чем подробно рассказать о типах молний, надо сказать, какими они вообще бывают. Четыре основных типа были приведены парой строк выше, а именно: линейная, зигзагообразная, шаровая и сухая.

Линейной молнией называют короткий резкий разряд, который вспыхивает моментально, озаряет собой небо и пропадет. Иногда даже самой молнии не видно, так как она проходит очень быстро и часто даже бьет не в землю, а между облаками.

Зигзагообразной принято называть чуть более долгие молнии, которые имеют кривую траекторию и дают хоть несколько долей секунды, чтобы себя рассмотреть. Иногда можно заметить даже небольшую пульсацию света в них.

Шаровая молния — это крайне редкое явление. Если с обычной молнией мы встречаемся по несколько раз в год, а жители некоторых регионов — несколько раз в неделю, то шанс увидеть шаровую молнию не превышает один к десяти тысячам. Именно поэтому явление считают очень мистический, и если вы ее видели, вам очень повезло. Надо бежать за лотерейным билетом.

С сухой молнией все просто. Так обычно называют молнию, которая происходит без дождя. Не самое часто явление, но периодически все равно случается. И уж точно чаще, чем шаровая.

Как образуется молния?

  1. Молния появляется при электризации грозовых туч, при которой внутри облака возникает сильное электрическое поле.
  2. Грозовая туча является облаком водяного пара с размерами в десятки километров. Его верхняя часть может располагаться на высоте 6-7 км, в тот момент как нижняя – в 500 м от земли. На высоте 4 км всегда наблюдается отрицательная температура, а поэтому капли пара там становятся льдинками. Многим интересно было бы узнать температуру молнии, но это определить непросто. Хаотично передвигаясь, капли постоянно трутся друг о друга, за счет чего многие из них получают электрический заряд: крупные – отрицательный, мелкие – положительный.
  3. При воздействии тяготения крупные льдинки способны опуститься в нижние слои тучи, скопившись там, а мелкие готовы остаться наверху. Такими темпами суммарная величина зарядов увеличивается, для того чтобы возникающее между ними поле приобретало гигантское напряжение. Когда разнозаряженные частицы тучи сближаются, отдельные заряды электроны движутся к земле и приближаются друг к другу. Так и возникает плазменный канал разряда, который распространятся по участкам тучи со скоростью в сотые доли секунды.

Что такое молния?

Теория Капицы

Одна из ключевых теорий в подтверждение существования шаровых молний была выдвинута физиком Петром Леонидовичем Капицей. Он предполагал, что явление образуется вследствие газового разряда между облаками и землей. Тогда шаровая молния оказывается «нанизана» на линии электромагнитной волны и двигается вдоль проводящих поверхностей. Другими словами, шаровая молния возникает в результате коротковолновых электромагнитных колебаний в пространстве между облаком и землей. Однако природу появления этих колебаний академик объяснить не смог.

Фото NOAA, unsplash

«Не существует единого мнения о том, что представляет собой шаровая молния, ее состав и процессы, происходящие внутри. Мне близка теория Капицы. Когда идет гроза, бьют молнии — разряд между облаком и землей. На облаке накапливается один заряд, на земле — другой. Между ними есть напряженность электрического поля, и когда эта напряженность достигает определенной величины, происходит пробой и появляется молния. В это время в том пути, по которому проходит молния, могут образоваться разные состояния атмосферы. Может получится так, что в одном месте, где проходит молния, образуются разряды разных полярностей — молекулы разбиваются на атомы, атомы образуют ионы. Какое-то количество этих ионов образуют такую конфигурацию, что она сама себя поддерживает. То есть не разваливается в стороны и не разряжается, а просто поддерживает себя. Это сгусток разряженных частиц с каким-то количеством энергии, когда два противоположных заряда соединяются, энергия между ними выделяется в виде кванта света, поэтому молния и светится. А поскольку этот сгусток энергии плазмы находится в таком шарообразном состоянии, то этот светящийся шарик движется в пространстве, пока в нем не кончится вся энергия», — объясняет эксперт.

Что такое молния?

Молния – это электрический разряд огромного размера, который всегда сопровождает вспышка и громовые раскаты. При этом вспышка молнии практически никогда не бывает одна, за ней всегда следует еще два или три десятка искр.

Узнав о молнии, стоит понимать, что такие разряды практически всегда появляются в кучево-дождевых облаках, а иногда – в слоисто-дождевых тучах огромного размера. Верхняя граница при этом часто достигает 7 километров над поверхностью Земли, в тот момент как нижняя часть способна прикоснуться к земле, находясь не выше 500 метров. Молния может возникать как в одной туче, так и между расположенными рядом с ней наэлектризованными облаками, а также между участком земли и облаком.

Что такое молния?

Физическая природа молнии

  1. Разряд молнии способен выделять от 109 до 1010 джоулей энергии. Это большое количество электричества в огромной мере расходуется на создание ударной волны и световой вспышки, которая и зовется громом.
  2. Еще одним интересным моментом является то, что такое природное явление как молния способна расплавить песок с образованием полого цилиндра. Подобный эффект удастся достигнуть из-за высокой температуры внутри молнии, которая приравнивается к 2000 градусам. Время удара о землю при этом различается, но оно не может быть более секунды.
  3. Если говорить о мощности, то амплитуда импульса молнии достигает сотни киловатт.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: