Lightning așa cum apare și cât de periculos

Furtuni apar pe planeta noastră din ce în ce 40.000 de ori pe zi - aproximativ 100 de fulgere fiecare secundă. Ce este fulger, și dacă să o salveze de paratrăznet.

Desigur, una dintre cele mai periculoase tipuri de curent - trăsnet, care se aplică și la numărul celor mai remarcabile fenomene de puternic electrice,, nu în întregime previzibil, nu sunt bine înțelese și misterios - pe scurt, un adevărat cocktail.

În medie, Pământul are loc anual aproximativ 16 milioane de furtuni cu fulgere (mai mult de 43000 în fiecare zi și aproximativ 1800 oră), care produce în fiecare secundă în jur de 100 fulgere, sau mai mult de 8 milioane de fermoarelor pe zi. Acest lucru este pe o scară globală.

Lightning - o consecință a norilor de furtuna de încărcare. De obicei, partea superioară a norului devine încărcat pozitiv, iar partea de jos - în negativ.

De ce este așa, oamenii de știință nu au fost încă pe deplin înțeles. Credeti sau nu, dar în fizica atmosferei este încă o mulțime de întrebări să se răspundă.

Între timp, în scopul de a simplifica discuția, să simplifice situația oarecum prin imaginarea unui nor de încărcat negativ la cealaltă parte, care este mai aproape de sol. Datorită inducerea terenului, situată cel mai aproape de nor, este încărcat pozitiv, și între ea și norul unui câmp electric.

Dintr-un punct de vedere fizic fulger destul de complex, dar, în esență, bliț său (o defalcare electrică) are loc atunci când potențialul electric între nor și sol ajunge la zeci de milioane de volți.

Cu toate că de multe ori ne gândim la greva fulger ca „tragere“ cu norii la pământ, de fapt, mișcarea este cu norul de pe sol și de la sol la nor.

Rezistența curentului electric în timpul intensitatea medie fulger este de aproximativ 50000 amperi (deși poate fi la fel de mare ca și câteva sute de mii amperi), iar grosimea maxima ajunge la aproximativ un trilion (1012) wați, dar durează doar câteva zeci de microsecunde.

Cu toate acestea, energia totală eliberată în momentul unei lovituri de trăsnet, este rareori mai mult de câteva sute de milioane de jouli, echivalent cu energia consumată în trecut bec luna stovattnoy. Deci, ideea de colectare a energiei fulger total nepractic și nerezonabile.

Cei mai mulți dintre noi știu că pentru a determina cât de departe fulger poate fi un timp care se scurge între momentul în care putem vedea și auzi descărcarea tunete.

Motivul pentru care acest lucru se explică, de asemenea, ne permite de a obține o idee despre forțele puternice implicate în acest proces. Și ea, de altfel, nu are nimic de-a face cu explicația dată mi-a auzit de la elevul său: fulger creează un fel de zonă de presiune scăzută, care direcționează aerul și se ciocnește acolo cu aerul venind din partea cealaltă, rezultând în tunete. De fapt, totul este aproape exact opusul.

energia de evacuare încălzește aerul la aproximativ 20 tysyach ° C, adică la o temperatură mai mare de trei ori temperatura de suprafață a soarelui. Apoi, acest superrazogrety aer creează un puternic val de presiune, se confruntă cu aerul rece din jurul ei, creând valuri de sunet care se propagă în aer.

Pe măsură ce undele sonore din aer sunt deplasate la o viteză de aproximativ un kilometru și jumătate în cinci secunde, numărând secundele, puteți destul de seama cu ușurință cât de departe de tine a fost lovit de fulger.

Faptul că atât de mult fulger incalzeste aerul, explica un alt fenomen, cu care este posibil să fi întâlnit în timpul unei furtuni. Ai observat vreodata cat de proaspete, un miros special în picioare de aer după furtună, furtuna părea să-l curat?

Desigur, într-un oraș mare este dificil să se simtă, pentru că acolo aerul este aproape întotdeauna saturat cu gazele de eșapament provenite de la autovehicule. Dar chiar dacă se întâmplă să auzi acest gust minunat, este posibil să nu fie conștienți de faptul că acesta este mirosul de ozon, molecula de oxigen format din trei atomi de oxigen.

După cum știți, moleculele de oxigen normale - fara nici un miros - format din doi atomi de oxigen, iar noi le înregistrează ca O2. Dar, strălucire uimitoare din fulgerul se desparte moleculele - nu toate, dar un număr suficient pentru a avea un anumit efect.

Rezultante atomi de oxigen singur sine sunt instabile, deci atașate la moleculele normale O2 creează agent O3 - ozon.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că ozonul miroase bine doar în cantități mici; în concentrații mari, mirosul nu este atât de atractiv. Se poate simți, de exemplu, sub cabluri de înaltă tensiune.

Dacă auzi un sunet colibri emană din fire, aceasta înseamnă, de obicei, că există o scânteie se produce, numită coroană, ca urmare a care sunt molecule de ozon. Atunci când nu există nici un vânt puternic, ca regulă, puteți simți un miros destul de neplacuta.

„Fulger lovește aeronava o medie de mai mult de o dată pe an, dar din cauza efectului de piele, acestea vor supraviețui în condiții de siguranță loviturile“

Acum, înapoi la ideea că un om de efectele unei lovituri de trăsnet poate salva pune pe pantofii de funcționare cu tălpi de cauciuc.

aer cald Lightning 50-100 de mii Amperi capabil la o temperatură mai mare de trei ori mai mare decât temperatura suprafeței solare, aproape sigur te arde în jos, face convulsie de cel mai puternic șoc electric sau pur și simplu sufla toată apa imediat transformându-se în corpul tau este într-un abur supraîncălzit.

În afară de asta, ceea ce încălțate. Aceasta este ceea ce se întâmplă cu un copac care a fost lovit de fulger - suc în ea explodează și lacrimi pe întreaga sa cortexul. O sută de milioane jouli de energie - echivalentul a aproape trei kilograme de dinamită - nu va livră de stafide.

Ce zici, trebuie să rămână în interiorul mașinii în condiții de siguranță vă protejează de la fulgere, datorită anvelopei de cauciuc? Mașina vă poate proteja de fapt, în această situație (dar nici o garanție!), Dar dintr-un motiv cu totul diferit.

Faptul că un curent electric curge prin straturile de suprafață ale conductorului (acest fenomen este numit efectul de piele), și stând în mașină, ești într-o cutie de metal, și metal, după cum știm deja, un bun conductor. Puteți atinge chiar și în interiorul conductei și panoul nu a primit nici leziuni.

Cu toate acestea, vă îndemn să nu faci asta, pentru că este extrem de periculos, la fel ca în cele mai multe masini moderne folosesc componente din fibră de sticlă, și în materialul de efectul de piele este absent.

Fericirea noastră în tine, cu situația aeronavei este complet diferit. trăsnete sunt o medie de mai mult de o dată pe an, dar, datorită tot același efect de piele au experienta aceste atacuri cu succes.

Probabil așa că Franklin stabilit pentru a testa ipoteza ca norii de furtună a crea un incendiu electric. El a motivat, după cum urmează: în cazul în care fermoar este într-adevăr o sursă de energie electrică, de îndată ce șarpele a firului devine umed de la ploaie, acesta va fi un bun ghid (deși oamenii de știință nu a folosit cuvântul) de energie electrică, și va trece în jos la cheie, legat de capătul său.

Ei spun, de asemenea, că costul Franklin pentru a aduce mâna pe cheia, așa cum apar imediat scânteie luminoase. Deci, la fel ca în cazul lui Newton, care în amurgul vieții sale ar fi afirmat că crearea legii atracției universale a fost inspirat de mere, care a căzut la pământ din copac, nici o dovadă contemporane că Franklin vreodată într-adevăr a petrecut acest experiment, nu .

Există doar un raport într-o scrisoare trimisă la ele în Royal Society din Anglia, și un alt document scris întocmit cincisprezece ani mai târziu, un prieten de-al Franklin Dzhozefom Pristli (de altfel, descoperitorul de oxigen).

În acest caz, problema a fost - pentru a devia fulgerul în pământ, care a stabilit omul de știință în partea de sus a turnului o tijă de fier lung. Câțiva ani mai târziu, francezul Thomas-Fransua Dalibar, care sa întâlnit cu Franklin și ideile sale traduse în franceză, efectuat experimentul într-o versiune ușor diferită și a asistat la un fenomen cu adevărat incredibil. Dalibard set tija de fier este mai mare de 10 de metri în lungime și îndreptând-o spre cer, și-a văzut nici un avion la sol scântei.

Ulterior, profesorul Georg Wilhelm Richman, un om de știință remarcabil, care sa născut în Estonia și a locuit în București, București Membru al Academiei de Științe pentru mai mulți ani a studiat fenomenele electrice, în mod evident inspirate de experimentul Dalibard, de asemenea, a decis să încerce să-l dețină.

În timp ce vizionați echipamente Richman, fulgere, trecut în jos arborele și lanț a sărit două picioare de om de știință cap a lovit curent și a împins întreaga cameră; artistul a primit, de asemenea, un șoc electric puternic și a pierdut cunoștința.

Franklin a inventat o astfel de Gizmo, dar creația lui a fost întemeiată; astazi este cunoscut ca un paratrăsnet. Dispozitivul este excelent lovituri de trăsnet la pământ, dar nu pentru motivele pentru care sunt destinate să Franklin.

Se crede că paratrăsnetul va provoca un nor de încărcat între o clădire și descărcare continuă, menținând astfel diferența de potențial la un nivel scăzut, și, prin urmare, reducerea riscului de trăsnet.

Omul de știință a fost atât de sigur că avea dreptate, că sfătuit regele George al II-lea pentru a instala paratrăsnete pe acoperișul palatului regal și în depozitele de muniție.

Oponenții Franklin a susținut că paratrăznete va atrage numai descărcarea de gestiune fulger, și că efectul reducerii diferenței de potențial electric între clădire și furtună nori, este destul de nesemnificativ. Dar regele, așa cum povestea merge, de încredere și a stabilit Franklin paratrăznete.

La scurt timp după acest fulger a lovit direct într-una din depozitele de muniție, dar prejudiciul a fost minimă. Aceasta este, sarcina tija, dar destul de diferite motive.

criticii Franklin au fost absolut dreapta: într-adevăr paratrăznete atrag paratrăsnet și descărcarea într-adevăr nimic în comparație cu taxa thundercloud imens. Dar paratrăsnetului oferă încă efectul dorit - pentru că atunci când tija este suficient de gros pentru a face față cu 10-100 mii Amperi, curentul va rămâne responsabil de bar și merge în pământ. Se pare, Franklin nu a fost doar un om de știință genial - el este, de asemenea, mare noroc!

Nu este uimitor că, prin înțelegerea naturii trosnetul liniștită, care sună, atunci când vom elimina pulover din poliester în timpul iernii, putem înțelege, de asemenea, esența unei furtuni teribile cu fulgere, luminând cerul de noapte, și să înțeleagă originea unuia dintre sunetele cele mai notorii și înfricoșătoare în natură?

Într-un sens, noi toți - versiunea modernă a Benjamin Franklin, încercând să dau seama și de a înțelege acest fenomen teribil, care este încă dincolo de înțelegerea noastră.

La sfârșitul anilor 1980, oamenii de știință au fotografiat pentru prima dată, diferite forme de fulger, de mare strălucind în nori. Un soi este numit sprites roșu și este alcătuit din descărcări electrice roșiatică-portocalie care apar la 50-90 de kilometri deasupra solului.

Și apoi există jeturi albastre - acestea sunt mult mai mult, uneori până la 70 de kilometri, și există în atmosfera superioară. Dar noi știm despre ele doar un pic mai mult de douăzeci de ani, și încă știm foarte puțin despre cauzele acestui fenomen natural uimitor.

Chiar și în ciuda faptului că oamenii au studiat energie electrică deja în detaliu, furtuni sunt încă învăluită în mister - și, de fapt, ele se întâmplă pe planeta noastră aproximativ 45 de mii de ori pe zi.

Citiți, de asemenea, pe special.theoryandpractice.ru