Mis on välgunähtus. Välk on nagu looduse ime. Vikerkaar kui füüsiline nähtus

Pilved sirutasid tiivad ja sulgesid meie eest päikese ...

Miks me mõnikord kuuleme äikest ja näeme välku, kui sajab? Kust need puhangud tulevad? Nüüd räägime sellest üksikasjalikult.

Mis on välk?

Mis on välk? See on hämmastav ja väga salapärane loodusnähtus. Peaaegu alati juhtub see äikesetormi ajal. Mõned inimesed on üllatunud, mõned inimesed hirmul. Luuletajad kirjutavad välgust, teadlased uurivad seda nähtust. Kuid palju on veel lahendamata.

Üks on kindlalt teada – see on hiiglaslik säde. Nagu plahvatas miljard lambipirni! Selle pikkus on tohutu - mitusada kilomeetrit! Ja see on meist väga kaugel. Seetõttu me kõigepealt näeme seda ja alles siis kuuleme. Äike on välgu "hääl". Lõppude lõpuks jõuab valgus meieni kiiremini kui heli.

Ja välku on ka teistel planeetidel. Näiteks Marsil või Veenusel. Tavaline välk kestab vaid sekundi murdosa. See koosneb mitmest kategooriast. Välk ilmub mõnikord üsna ootamatult.

Kuidas välk tekib?

Välk sünnib tavaliselt äikesepilves, kõrgel maapinnast. Äikesepilved tekivad siis, kui õhk hakkab väga kuumaks minema. Seetõttu on pärast kuumalainet hämmastavad äikesetormid. Miljardid laetud osakesed kogunevad sõna otseses mõttes kohta, kust need pärinevad. Ja kui neid on väga-väga palju, löövad nad põlema. Sealt tuleb välk – äikesepilvest. Ta võib vastu maad lüüa. Maa tõmbab teda. Kuid see võib pilves endas puruneda. Kõik sõltub sellest, mis tüüpi välk see on.

Mis on välgunooled?

Välke on erinevat tüüpi. Ja sa pead sellest teadma. See pole ainult "lint" taevas. Kõik need "paelad" erinevad üksteisest.

Välk on alati löök, see on alati tühjenemine millegi vahel. Neid on üle kümne! Nimetame praegu vaid kõige elementaarsemad, lisades neile pildid välgust:

  • Äikesepilve ja maa vahel. Need on just need "paelad", millega oleme harjunud.

Kõrge puu ja pilve vahel. Sama "lint", kuid löök on suunatud teises suunas.

Lint välk - kui mitte üks "lint", vaid mitu paralleelselt.

  • Pilve ja pilve vahel või lihtsalt ühes pilves “mängida”. Seda tüüpi välku on sageli näha äikese ajal. Peate lihtsalt olema ettevaatlik.

  • On ka horisontaalseid välke, mis maapinda üldse ei puuduta. Neile on omistatud kolossaalne tugevus ja neid peetakse kõige ohtlikumaks

  • Keravälgust on kuulnud kõik! Vähesed inimesed on neid näinud. Veel vähem on neid, kes neid näha tahaksid. Ja on inimesi, kes ei usu oma olemasolusse. Kuid tulekerad on olemas! Sellise välgu pildistamine on keeruline. See plahvatab kiiresti, ehkki võib "kõndida", kuid parem on, kui tema kõrval olev inimene ei liiguks - see on ohtlik. Seega – mitte siin kaamerani.

  • Väga ilusa nimega välgutüüp - "Püha Elmo tuled". Aga see pole päris välk. See on kuma, mis ilmneb äikese lõpus terava otsaga hoonetel, laternatel, laevamastidel. Samuti säde, ainult mitte summutatud ja mitte ohtlik. Püha Elmo tuled on väga ilusad.

  • Vulkaaniline välk tekib siis, kui vulkaan purskab. Vulkaanil endal on juba laeng. Tõenäoliselt põhjustab see välku.

  • Sprite välk on midagi, mida te Maalt ei näe. Need kerkivad pilvede kohale ja seni on neid uurinud vähesed. Need välgunooled näevad välja nagu millimallikad.

  • Täpilist välku peaaegu ei uurita. Seda näeb äärmiselt harva. Visuaalselt näeb see tõesti välja nagu punktiirjoon – justkui välgulint sulaks.

Need on erinevat tüüpi välgud. Nende jaoks kehtib ainult üks seadus – elektrilahendus.

Järeldus.

Isegi iidsetel aegadel peeti välku nii jumalate märgiks kui ka raevuks. Ta oli mõistatus enne ja jääb selleks ka nüüd. Pole tähtis, kuidas nad selle kõige väiksemateks aatomiteks ja molekulideks lagundavad! Ja see on alati hämmastavalt ilus!

Välk – gaasilahendus looduslikes tingimustes

Sissejuhatus3

1. Ajaloolised vaated välgule 4

2. Välk 6

Välgu tüübid9

Lineaarse välgu füüsika9

Keravälgu mõistatus …………………………………………………13

3. 26. koht

Heitmete tüübid26

sädelahendus2 6

4. Piksekaitse 33

Järeldus3 7

Kasutusalade loeteluovannoykirjandust39

Sissejuhatus

Minu essee teema valik ei tulene mitte ainult isiklikust huvist, vaid ka asjakohasusest. Välgu olemus on tulvil palju saladusi. Seda haruldast nähtust kirjeldades on teadlased sunnitud toetuma ainult pealtnägijate ütlustele. Need napid lood ja peotäis fotosid – see on kõik, mis teadusel on. Nagu üks teadlane väitis, ei tea me välgust rohkem kui vanad egiptlased teadsid tähtede olemusest.

Välk pakub suurt huvi mitte ainult looduse omapärase nähtusena. See võimaldab jälgida elektrilahendust gaasilises keskkonnas mitmesaja miljoni voldi pingel ja mitme kilomeetri kaugusel elektroodide vahel. Selle essee eesmärk on vaadelda välgu põhjuseid, uurida erinevat tüüpi elektrilaenguid. Abstraktselt käsitletakse ka piksekaitse küsimust. Inimesed on juba ammu mõistnud pikselöögist tulenevat kahju ja leidnud selle eest kaitse.

Välk on teadlastele pikka aega huvi pakkunud, kuid meie ajal teame nende olemusest vaid veidi rohkem kui 250 aastat tagasi, kuigi suutsime neid tuvastada isegi teistel planeetidel.

2. Ajaloolised vaated välgule

Algselt tajusid inimesed välku ja äikest kui jumalate tahte väljendust ja eelkõige Jumala viha ilmingut. Samal ajal on uudishimulik inimmõistus pikka aega püüdnud mõista välgu ja äikese olemust, mõista nende loomulikke põhjuseid. Iidsetel aegadel mõtles Aristoteles sellele. Lucretius mõtles välgu olemuse üle. Tema katsed seletada äikest selle tagajärjena, et "pilved põrkuvad seal tuulte pealetungil" tunduvad väga naiivsed.

Paljude sajandite jooksul, sealhulgas keskajal, usuti, et välk on tuline aur, mis on lõksus pilvede veeauru. Laienedes murrab see neist läbi kõige nõrgemas kohas ja tormab kiiresti alla maapinnale.

1752. aastal tõestas Benjamin Franklin (joonis 1) eksperimentaalselt, et välk on tugev elektrilahendus. Teadlane viis läbi kuulsa katse tuulelohega, mis lasti õhku äikesetormi lähenedes.

Katse: Ussi risti külge kinnitati teravaotsaline traat, nööri otsa seoti võti ja siidist lint, millest ta käega kinni hoidis. Niipea kui äikesepilv oli lohe kohal, hakkas teravaotsaline traat sealt elektrilaengut välja tõmbama ja lohe koos pukseerimisköiega elektriseeriti. Pärast seda, kui vihm on lohe ja nööri märjaks teinud, muutes need elektrilaengut juhtivaks, saab jälgida, kuidas elektrilaeng sõrme lähenedes "tühjeneb".

Samaaegselt Frankliniga, M.V. Lomonosov ja G.V. Varakas mees.

Tänu nende uurimistööle 18. sajandi keskel tõestati välgu elektriline olemus. Sellest ajast peale on saanud selgeks, et välk on võimas elektrilahendus, mis tekib siis, kui pilved on piisavalt elektriseerunud.

Välk

Välk on Maa elektrivälja igavene laadimise allikas. 20. sajandi alguses mõõdeti Maa elektrivälja atmosfäärisondidega. Selle tugevus pinnal osutus umbes 100 V/m, mis vastab planeedi kogulaengule umbes 400 000 C juures. Maa atmosfääris toimivad laengukandjatena ioonid, mille kontsentratsioon tõuseb kõrgusega ja saavutab maksimumi 50 km kõrgusel, kus kosmilise kiirguse toimel tekkis elektrit juhtiv kiht – ionosfäär. Seetõttu on Maa elektriväli umbes 400 kV rakendatud pingega sfäärilise kondensaatori väli. Selle pinge toimel liigub ülemistest kihtidest alumistesse vool 2-4 kA, mille tihedus on 1-12 A/m2 ja vabaneb energiat kuni 1,5 GW. Ja see elektriväli kaoks, kui välku poleks! Seetõttu on hea ilmaga elektrikondensaator - Maa - tühjenenud ja äikese ajal laetakse.

Välk on suurte elektrilaengute loomulik lahendus madalamates atmosfäärikihtides. Üks esimesi, kes selle kehtestas, oli Ameerika riigimees ja teadlane B. Franklin. 1752. aastal katsetas ta tuulelohega, mille juhtme külge kinnitati metallvõti, ja sai võtmelt sädemeid äikese ajal. Sellest ajast peale on välku kui huvitavat loodusnähtust intensiivselt uuritud ning ka otseste pikselöögi või indutseeritud pingete põhjustatud tõsiste kahjustuste tõttu elektriliinidele, majadele ja muudele ehitistele.

Kuidas välgunool käivitada? Väga raske on uurida, mis ja millal arusaamatus kohas toimuma hakkab. Nimelt nii on välgu olemust uurivad teadlased töötanud pikki aastaid. Arvatakse, et taevatormi juhib prohvet Eelija ja meile ei anta tema plaane teada. Teadlased on aga pikka aega püüdnud asendada prohvet Eelijat, luues äikesepilve ja maa vahele juhtiva kanali. Selleks lasi B. Franklin äikese ajal vette tuulelohe, mis lõppes traadi ja metallvõtmekimbuga. Seda tehes põhjustas ta nõrgad lahendused, mis voolasid mööda traati alla, ning tõestas esimesena, et välk on pilvedest maapinnale voolav negatiivne elektrilahendus. Franklini katsed olid äärmiselt ohtlikud ja üks neist, kes püüdis neid korrata, vene akadeemik G. V. Richman, suri 1753. aastal välgutabamuse tagajärjel.

1990. aastatel õppisid teadlased välku välja kutsuma ilma oma elu ohtu seadmata. Üks viis välku tekitamiseks on lasta maast väike rakett otse äikesepilve. Kogu trajektoori ulatuses ioniseerib rakett õhku ja loob seeläbi juhtiva kanali pilve ja maapinna vahele. Ja kui pilve põhja negatiivne laeng on piisavalt suur, siis toimub piki loodud kanalit välklahendus, mille kõik parameetrid salvestavad raketi stardiplatvormi lähedal asuvad seadmed. Pikselahenduseks veelgi paremate tingimuste loomiseks kinnitatakse raketi külge metalltraat, mis ühendab selle maapinnaga.

Pilv on tehas elektrilaengute tootmiseks. Kehadele võib aga tekkida erinevat “laetud” tolmu, isegi kui need on valmistatud samast materjalist – piisab, kui pinna mikrostruktuur on erinev. Näiteks kui sile keha hõõrub vastu karedat, elektristuvad mõlemad.

Äikesepilv on tohutul hulgal auru, millest osa on kondenseerunud pisikesteks tilkadeks või jäätükkideks. Äikesepilve tipp võib olla 6-7 km kõrgusel ja põhi ripub maapinna kohal 0,5-1 km kõrgusel. 3-4 km kõrgusel koosnevad pilved erineva suurusega jäätükkidest, kuna seal on temperatuur alati alla nulli. Need jäätükid on pidevas liikumises, mis on põhjustatud sooja õhu tõusvatest vooludest maa kuumutatud pinnalt. Väikesi jäätükke on kergem kui suuri tõusvate õhuvooludega ära kanda. Seetõttu põrkuvad pilve ülemisse ossa liikuvad "nõrgad" väikesed jäätükid kogu aeg suurte vastu. Iga sellise kokkupõrke korral toimub elektrifitseerimine, mille käigus suured jäätükid laetakse negatiivselt, väikesed aga positiivselt. Aja jooksul on positiivselt laetud väikesed jäätükid pilve ülaosas ja negatiivse laenguga suured jäätükid põhjas. Teisisõnu, äikese ülemine osa on positiivselt laetud, alumine aga negatiivselt laetud. Kõik on valmis välklahenduseks, mille käigus toimub õhu purunemine ja äikesepilve põhjast voolab negatiivne laeng Maale.

Välk on "tere" kosmosest ja röntgenikiirguse allikas. Pilv ise ei ole aga võimeline ennast elektrifitseerima, et tekitada tühjendust selle alumise osa ja maa vahel. Elektrivälja tugevus äikesepilves ei ületa kunagi 400 kV/m ja elektriline purunemine õhus toimub tugevuse üle 2500 kV/m. Seetõttu on välgu tekkeks peale elektrivälja vaja midagi muud. 1992. aastal vene teadlane A. Gurevitš Füüsika Instituudist. P. N. Lebedev Venemaa Teaduste Akadeemiast (FIAN) oletas, et kosmilised kiired, suure energiaga osakesed, mis langevad Maale valguselähedase kiirusega, võivad olla omamoodi välgu sütitajad. Tuhanded sellised osakesed pommitavad iga sekund maakera atmosfääri iga ruutmeetrit.

Gurevitši teooria kohaselt ioniseerib kosmilise kiirguse osake, põrkudes õhumolekuliga, selle, mille tulemusena moodustub tohutul hulgal suure energiaga elektrone. Pilve ja maa vahelises elektriväljas kiirenevad elektronid peaaegu valguse kiiruseni, ioniseerides nende liikumistee ja põhjustades seeläbi elektronide laviini, mis liiguvad koos nendega maapinnale. Selle elektronide laviini tekitatud ioniseeritud kanalit kasutab välk tühjenemiseks.

Hiljutised uuringud on näidanud, et välk on üsna võimas röntgenikiirguse allikas, mille intensiivsus võib ulatuda kuni 250 000 elektronvoltini, mis on umbes kaks korda suurem kui rindkere röntgenikiirte puhul.

Välgu tüübid

a) Suurem osa välkudest toimub pilvede ja maapinna vahel, kuid on ka välke, mis tekivad pilvede vahel. Kõiki neid välke nimetatakse lineaarseteks. Üksiku lineaarse välgu pikkust saab mõõta kilomeetrites.

b) Teine välgutüüp on lintvälk (joonis 2). Sel juhul on järgmine pilt, nagu oleks mitu peaaegu identset lineaarset välku üksteise suhtes nihkunud.

c) Täheldati, et mõnel juhul laguneb välklamp mitmekümne meetri pikkusteks helendavateks osadeks. Seda nähtust nimetatakse helmesvälkuks. Malani (1961) järgi seletatakse seda tüüpi välku pikemaajalise lahenduse põhjal, misjärel paistab kuma eredam kohas, kus kanal vaatleja suunas paindub, jälgides seda otsaga poole. ise. Ja Youman (1962) arvas, et seda nähtust tuleks käsitleda "ping-efekti" näitena, mis seisneb tühjenduskolonni raadiuse perioodilises muutumises mitme mikrosekundi pikkuse perioodiga.

d) Keravälk, mis on kõige salapärasem loodusnähtus.

Lineaarse välgu füüsika

Lineaarne välk on üksteisele kiiresti järgnevate impulsside jada. Iga impulss on pilve ja maapinna vahelise õhupilu purunemine, mis toimub sädelahendusena. Vaatame kõigepealt esimest impulssi. Selle arengus on kaks etappi: esiteks moodustub pilve ja maapinna vahele tühjenduskanal ning seejärel läbib moodustunud kanali kiiresti põhivooluimpulss.

Esimene etapp on tühjenduskanali moodustamine. Kõik algab sellest, et pilve alumises osas tekib väga kõrge intensiivsusega elektriväli - 105 ... 106 V / m.

Vabad elektronid saavad sellises väljas tohutuid kiirendusi. Need kiirendused on suunatud allapoole, kuna pilve alumine osa on negatiivselt laetud, samas kui maa pind on positiivselt laetud. Teel esimesest kokkupõrkest järgmiseni omandavad elektronid märkimisväärse kineetilise energia. Seetõttu ioniseerivad nad aatomite või molekulidega kokku põrkudes neid. Selle tulemusena sünnivad uued (sekundaarsed) elektronid, mis omakorda kiirenevad pilveväljas ja seejärel ioniseerivad kokkupõrgetes uusi aatomeid ja molekule. Tekivad terved kiirete elektronide laviinid, moodustades päris "põhjas" pilved, plasma "niidid" - striimer.

Üksteisega ühinedes tekitavad striimerid plasmakanali, mille kaudu läbib seejärel põhivooluimpulss.

See pilve "põhjast" maapinnani arenev plasmakanal on täidetud vabade elektronide ja ioonidega ning suudab seetõttu hästi elektrivoolu juhtida. Teda kutsutakse juht või täpsemalt sammujuht. Fakt on see, et kanal ei moodustu sujuvalt, vaid hüpetega - “sammudega”.

Miks juhi liikumises on pause ja pealegi suhteliselt regulaarseid, pole täpselt teada. Sammujuhtide teooriaid on mitu.

1938. aastal esitas Schonlund kaks võimalikku seletust viivitamisele, mis põhjustab juhi sammumist. Neist ühe järgi peaks toimuma elektronide liikumine mööda kanalit allapoole plii vooder (jõidumbeset). Osa elektrone püüavad aga kinni aatomid ja positiivselt laetud ioonid, nii et uute edasiliikuvate elektronide sisenemine võtab aega, enne kui tekib voolu jätkumiseks piisav potentsiaalne gradient. Teise vaatenurga kohaselt võtab positiivselt laetud ioonide kogunemine juhtkanali pea alla ja seeläbi piisava potentsiaalse gradiendi tekitamine selle üle aja. Kuid juhi pea lähedal toimuvad füüsilised protsessid on üsna arusaadavad. Pilve all on väljatugevus üsna suur – on küll<
b/m; ruumi piirkonnas otse juhi pea ees on see veelgi suurem. Juhtpea lähedal tugevas elektriväljas toimub õhuaatomite ja molekulide intensiivne ionisatsioon. See tekib esiteks aatomite ja molekulide pommitamise tõttu liidrilt kiirguvate kiirete elektronidega (nn. löökionisatsioon) ja teiseks liidri poolt kiiratava ultraviolettkiirguse footonite neeldumine aatomite ja molekulide poolt (fotoionisatsioon). Liidri teel esinevate õhuaatomite ja molekulide intensiivse ionisatsiooni tõttu plasmakanal kasvab ja liider liigub maapinna poole.>

Arvestades teepealseid peatusi, kulus liidril pilve ja maapinna vahelisel 1 km kaugusel maapinnale jõudmiseks aega 10…20 ms. Nüüd on pilv maapinnaga ühendatud plasmakanaliga, mis juhib suurepäraselt voolu. Ioniseeritud gaasi kanal justkui lühistas pilve maaga. See lõpetab algimpulsi arengu esimese etapi.

Teine etapp jookseb kiiresti ja võimsalt. Põhivool kihutab mööda juhi seatud rada. Vooluimpulss kestab umbes 0,1 ms. Praegune tugevus jõuab tellimuse väärtusteni<
V. Vabaneb märkimisväärne kogus energiat (kuni
J). Gaasi temperatuur kanalis jõuab
. Just sel hetkel sünnib erakordselt ere valgus, mida pikselahenduses vaadeldame, ja kostab äike, mille põhjustab äkiliselt kuumenenud gaasi äkiline paisumine.>

On hädavajalik, et nii plasmakanali kuma kui kuumenemine areneks maapinnalt pilve suunas, s.t. alla üles. Selle nähtuse selgitamiseks jagame tinglikult kogu kanali mitmeks osaks. Niipea kui kanal on moodustunud (juhi pea on maapinnale jõudnud), hüppavad kõigepealt alla elektronid, mis olid selle madalaimas osas; seetõttu hakkab kanali alumine osa esimesena helendama ja soojenema. Siis tormavad elektronid järgmisest (kanali kõrgemast osast) maapinnale; algab selle osa hõõgumine ja kuumenemine. Ja nii järk-järgult – alt üles – kaasatakse maapinnale liikumisesse üha rohkem elektrone; selle tulemusena levib kanali kuma ja kuumenemine ülespoole.

Pärast põhivooluimpulsi möödumist tekib paus

kestus 10 kuni 50 ms. Selle aja jooksul kanal praktiliselt kustub, selle temperatuur langeb ligikaudu<
, kanalite ionisatsiooniaste väheneb oluliselt.>

Kui järgnevate välgulöökide vahel läheb tavapärasest rohkem aega, võib ionisatsiooniaste olla nii madal, eriti kanali alumises osas, et õhu uuesti ioniseerimiseks on vaja uut pilooti. See seletab üksikuid juhtumeid astmete moodustumisest liidrite alumistes otstes, mis eelnesid mitte esimesele, vaid järgnevatele peamistele välgulöökidele.

Nagu eespool arutletud, järgib uus juht seda teed, mida algne juht oli lõõmanud. See töötab ülevalt alla ilma peatumata (1 ms). Ja jälle järgneb põhivoolu võimas impulss. Pärast järjekordset pausi kordub kõik. Selle tulemusena kiirgab mitu võimsat impulssi, mida me loomulikult tajume ühe välgulahendusena, ühe ereda sähvatusena (joonis 3).

Keravälgu müsteerium

Keravälk erineb absoluutselt tavalisest (lineaarsest) välgust, ei oma välimuse ega käitumise poolest. Tavaline välk on lühiajaline; pall elab kümneid sekundeid, minuteid. Tavalise välguga kaasneb äike; pall on peaaegu vaikne, selle käitumises on palju ettearvamatust (joon. 4).

Keravälk esitab meile palju mõistatusi, küsimusi, millele pole selget vastust. Praegu saab vaid oletada ja hüpoteese püstitada.

Ainus meetod keravälgu uurimiseks on juhuslike vaatluste süstematiseerimine ja analüüs.

Vaatluste töötlemise tulemused

Siin on kõige usaldusväärsem teave keravälgu (BL) kohta

CMM on sfääriline objekt läbimõõduga 5 ... 30 cm CMM-i kuju muutub veidi, võttes pirnikujulisi või lamedaid sfäärilisi piirjooni. Väga harva täheldati BL-i toru kujul.

CMM helendab tavaliselt oranžilt, täheldatakse violetse värvi juhtumeid. Sära heledus ja olemus on sarnased punakuuma söe kumaga, mõnikord võrreldakse helendav intensiivsust nõrga elektripirniga. Homogeense kiirguse taustal tekivad ja liiguvad eredamalt helendavad piirkonnad (pimestamine).

BL-i eluiga on mõnest sekundist kümne minutini. CMM-i olemasolu lõpeb selle kadumisega, millega mõnikord kaasneb plahvatus või ere sähvatus, mis võib põhjustada tulekahju.

CMM-i täheldatakse tavaliselt vihmaga äikesetormi ajal, kuid on anekdootlikke tõendeid CMM-i vaatlemise kohta vihmata äikese ajal. CMM-i on täheldatud veekogude kohal rannikust või objektidest märkimisväärsel kaugusel.

CMM hõljub õhus ja liigub koos õhuvooludega, kuid samal ajal võib see teha "veidraid" aktiivseid liigutusi, mis selgelt ei kattu õhu liikumisega.

Ümbritsevate objektidega kokkupõrkel põrkab BL maha nagu halvasti täispuhutud õhupall või lõpetab selle olemasolu.

Terasesemetega kokkupuutel CMM hävib ja täheldatakse mitu sekundit kestvat eredat sähvatust, millega kaasnevad lendavad metallikeevitust meenutavad helendavad killud. Terasesemed on järgneval kontrollimisel veidi sulanud.

CMM siseneb ruumidesse mõnikord suletud akende kaudu. Enamik tunnistajaid kirjeldab tungimise protsessi läbi väikese augu valamise, väga väike osa tunnistajatest väidab, et CMM tungib läbi terve aknaklaasi, samas praktiliselt ei muuda oma kuju.

CMM-i lühiajaline puudutamine inimese nahal registreeritakse väikesed põletused. Välgu või plahvatusega lõppenud kontaktidel registreeriti rasked põletused ja isegi surm.

Vaatlusperioodi jooksul olulisi muutusi BL suuruses ja sära ereduses ei täheldata.

On tõendeid CMM-i tekkimise protsessi jälgimise kohta pistikupesadest või töötavatest elektriseadmetest. Sel juhul ilmub esmalt helendav punkt, mis mõne sekundi jooksul suureneb umbes 10 cm-ni.Kõigil sellistel juhtudel eksisteerib BL mitu sekundit ja hävib iseloomuliku hüppega, ilma et see kahjustaks oluliselt olemasolevaid objekte ja ümbrus.

Intracloud välk sisaldab tavaliselt ainult juhtetappe; nende pikkus on 1–150 km. Pilvesiseste välkude osakaal suureneb ekvaatori poole liikudes, muutudes 50%-lt parasvöötme laiuskraadidel 90%-ni ekvatoriaalvööndis. Välgu läbimisega kaasnevad muutused elektri- ja magnetväljades ning raadioemissioonis – atmosfääris (cm. ATMOSFERI). Maapealse objekti välgutabamuse tõenäosus suureneb selle kõrguse kasvades ja pinnase elektrijuhtivuse suurenemisega pinnal või teatud sügavusel (piksevarda tegevus põhineb neil teguritel). Kui pilves on elektriväli, mis on piisav tühjenemise säilitamiseks, kuid mitte piisav selle tekkimiseks, võib pikse initsiaatori rolli mängida pikk metallkaabel või lennuk – eriti kui see on tugevalt elektriliselt laetud. Nii "provotseeritakse" vahel välku nimbostratus ja võimsates rünkpilvedes.
Eritüüp välk - keravälk (cm. FIREBALL), suure erienergiaga helendav sferoid, mis tekib sageli pärast lineaarset välgulööki.


entsüklopeediline sõnaraamat. 2009 .

Vaadake, mis on "VÄLK (fenomen)" teistes sõnaraamatutes:

    Välk: välk on atmosfääri nähtus. Keravälk on atmosfäärinähtus. Tõmblukk on teatud tüüpi kinnitus, mis on ette nähtud kahe materjali (tavaliselt riide) ühendamiseks või eraldamiseks. Välkkaubandusvõrk, populaarne ... ... Vikipeedia

    Suure elektrilaengu kogunemise loomulik tühjenemine atmosfääri alumistes kihtides. Üks esimesi, kes selle kehtestas, oli Ameerika riigimees ja teadlane B. Franklin. 1752. aastal katsetas ta tuulelohega, mille juhtme külge ta oli kinnitatud ... ... Geograafiline entsüklopeedia

    Loodusnähtus elektrilahenduste kujul pilvede ja maa vahel. M. on kindlustuses üks riskitegureid. Äriterminite sõnastik. Akademik.ru. 2001... Äriterminite sõnastik

    Suure elektrilaengu kogunemise loomulik tühjenemine atmosfääri alumistes kihtides. Üks esimesi, kes selle kehtestas, oli Ameerika riigimees ja teadlane B. Franklin. 1752. aastal katsetas ta tuulelohega, mille juhtme külge ta oli kinnitatud ... ... Collier Encyclopedia

    Sellel terminil on ka teisi tähendusi, vt Välk (tähendused). Välk Välk on hiiglaslik elektriline sädelahendus atmosfääris, mis võib tavaliselt tekkida ... Wikipedia

    See on elektrilahenduse nimi kahe pilve vahel või sama pilve osade vahel või pilve ja maa vahel. M.-i on kolme tüüpi: lineaarne, ebamäärane või tasane ja sfääriline. 1) Lineaarne M. näeb pimestavalt särav välja ... ... Entsüklopeediline sõnaraamat F.A. Brockhaus ja I.A. Efron

    välk- ▲ loodusnähtus elektrilahendused gaasides, (olema) atmosfääris välgu hiiglaslik atmosfääri sädelahendus (pilvede vahel või pilvede ja maapinna vahel), mis avaldub ereda valgussähvatusena ja millega kaasneb äike. ... .. . Vene keele ideograafiline sõnaraamat

    Füüsiline nähtus, mis on kõigile hästi tuntud, eriti idas ja mida sageli mainitakse St. Pühakiri kas sümbolina kohtuotsusest ja Jumala vihast jumalatute üle (Ps 10:6) või kui erakordse valgustava valguse kujutis (Mt 28:3) või kui sarnasus ... ... piibel. Vana ja Uus Testament. Sinodaalne tõlge. Piibli entsüklopeedia arch. Nicephorus.

    välk- VÄLK, ja, g Optiline nähtus, mis on ere sähvatus taevas, mille põhjustab võimas atmosfäärielektri sädelahendus pilvede või pilvede ja maa vahel. Öösel lõi välk äikese ajal üksikusse vanasse männi, ... ... Vene nimisõnade seletav sõnastik

    Loodusteaduslik ja metafooriline mõiste, mida kasutatakse sageli universumi mehhanismide ja Logose käsitöö kirjelduste raames ning seostatakse ka valguse ja valgustatusega. Enamikus religioonides ja müütides on jumalus inimeste silmade eest varjatud ja ... ... Filosoofia ajalugu: entsüklopeedia

Välk kui loodusnähtus

Välk on hiiglaslik elektriline sädelahendus pilvede vahel või pilvede ja maapinna vahel, mitme kilomeetri pikkune, läbimõõt kümneid sentimeetreid ja sekundikümnendikke pikk. Välguga kaasneb äike. Lisaks lineaarsele välgule täheldatakse aeg-ajalt keravälku.

Välgu olemus ja põhjused

Äikesetorm on keeruline atmosfääriprotsess ja selle tekkimine on tingitud rünkpilvede tekkest. Tugev pilvisus on atmosfääri olulise ebastabiilsuse tagajärg. Äikesetormidele on iseloomulik tugev tuul, sageli tugev vihm (lumi), kohati rahe. Enne äikest (tund-kaks enne äikest) hakkab atmosfäärirõhk kiiresti langema, kuni tuul järsult tõuseb, ja hakkab seejärel tõusma.

Äikesetormid võib jagada kohalikeks, frontaalseteks, öideks, mägedes. Kõige sagedamini puutub inimene kokku kohalike või termiliste äikesetormidega. Need äikesetormid esinevad ainult kuuma ilmaga ja kõrge õhuniiskusega. Reeglina esinevad need suvel keskpäeval või pärastlõunal (12-16 tundi). Sooja õhu tõusvas voolus olev veeaur kondenseerub kõrgusel, samal ajal eraldub palju soojust ja tõusvad õhuvoolud kuumenevad. Tõusev õhk on ümbritsevast õhust soojem ja paisub, kuni muutub rünksajupilveks. Suured tormipilved on pidevalt täidetud jääkristallide ja veepiiskadega. Nende purustamise ja hõõrdumise tulemusena omavahel ja vastu õhku tekivad positiivsed ja negatiivsed laengud, mille mõjul tekib tugev elektrostaatiline väli (elektrostaatilise välja tugevus võib ulatuda 100 000 V / m). Ja potentsiaalne erinevus pilve üksikute osade, pilvede või pilve ja maa vahel ulatub tohutute väärtusteni. Elektriõhu kriitilise pinge saavutamisel toimub laviinilaadne õhuionisatsioon – välgu sädelahendus.

Frontaalne äikesetorm tekib siis, kui külma õhu massid sisenevad piirkonda, kus valitseb soe ilm. Külm õhk tõrjub sooja õhu välja, viimane aga tõuseb 5-7 km kõrgusele. Soojad õhukihid tungivad mitmesuunaliste keeriste sees, tekib tuisk, õhukihtide vahel tugev hõõrdumine, mis aitab kaasa elektrilaengute kuhjumisele. Frontaalse äikesetormi pikkus võib ulatuda 100 km-ni. Erinevalt kohalikest äikest läheb pärast frontaalseid äikest tavaliselt külmemaks. Öine äikesetorm on seotud maa öise jahtumisega ja tõusva õhu pöörisvoolude tekkega. Äikesetorm mägedes on seletatav päikesekiirguse erinevusega, millele mägede lõuna- ja põhjanõlvad on avatud. Öine ja mägede äikesetorm ei ole tugev ja lühike.

Äikese aktiivsus meie planeedi erinevates piirkondades on erinev. Maailma äikesekeskused: Java saar - 220, Ekvatoriaal-Aafrika - 150, Lõuna-Mehhiko - 142, Panama - 132, Kesk-Brasiilia - 106 äikesepäeva aastas. Venemaa: Murmansk - 5, Arhangelsk - 10, Peterburi - 15, Moskva - 20 äikesepäeva aastas.

Tüübi järgi jagunevad välgud lineaarseks, pärliks ​​ja kuuliks. Pärl- ja keravälk on üsna haruldane.

Pikselahendus areneb mõne tuhandiku sekundiga; nii suurte voolude korral soojeneb õhk välgukanali tsoonis peaaegu koheselt temperatuurini 30 000-33 000 ° C. Selle tulemusena tõuseb rõhk järsult, õhk paisub - tekib lööklaine, millega kaasneb heli impulss - äike. Tulenevalt asjaolust, et kõrgel teravatipulistel objektidel on pilve staatilise elektrilaengu tekitatud elektrivälja tugevus eriti suur, tekib kuma; selle tulemusena algab õhu ionisatsioon, tekib hõõguv eraldumine ja ilmuvad punakad helenduskeeled, mis mõnikord lühenevad ja jälle pikenevad. Ärge püüdke neid tulekahjusid kustutada, kuna põlemist pole. Suure elektrivälja tugevuse korral võib tekkida helendavate filamentide kiir - koroonalahendus, millega kaasneb kahin. Äikesepilvede puudumisel võib aeg-ajalt tekkida ka sirgjooneline välk. Pole juhus, et tekkis ütlus - "äike selgest taevast".

Munitsipaalharidusasutus

Gümnaasium "Salahhovi labor"

Loovtöö füüsikas

teemal: Elektrilised nähtused looduses: välk

Lugu

Välgu elektriline olemus selgus Ameerika füüsiku B. Franklini uurimistöös, mille põhjal viidi läbi katse äikesepilvest elektri saamiseks. Franklini kogemus välgu elektrilise olemuse selgitamisel on laialt tuntud. 1750. aastal avaldas ta teose, milles kirjeldas katset, kus kasutati äikesetormi lastud tuulelohe. Franklini kogemust kirjeldas Joseph Priestley töö.

Välgu füüsikalised omadused

Välgu keskmine pikkus on 2,5 km, osa heidetest ulatub atmosfääris kuni 20 km kaugusele.

välgu teke

Kõige sagedamini esineb välku rünkpilvedes, siis nimetatakse neid rünksajupilvedeks; mõnikord tekib välk nimbuspilvedes, samuti vulkaanipursete, tornaadode ja tolmutormide ajal.

Tavaliselt vaadeldakse lineaarseid välkusid, mis kuuluvad nn elektroodideta lahenduste hulka, kuna need algavad (ja lõpevad) laetud osakeste klastrites. See määrab ära mõned nende seni seletamatud omadused, mis eristavad välku elektroodidevahelistest lahendustest. Niisiis, välk ei ole lühem kui paarsada meetrit; need tekivad elektroodidevahelise lahenduse ajal väljadest palju nõrgemates elektriväljades; Välgu poolt kantavad laengud kogunevad tuhandete sekundite jooksul miljarditest väikestest hästi isoleeritud osakestest, mis asuvad mitme km³ suuruses mahus. Enim on uuritud välgu arengu protsessi äikesepilvedes, samas kui välk võib läbida pilvedes endis - pilvesisene välk ja võib lüüa maapinda - maavälk. Välgu tekkimiseks on vajalik, et pilve suhteliselt väikeses (kuid mitte vähem kui mõnes kriitilises) mahus tekiks elektriväli, mille tugevus on piisav elektrilahenduse käivitamiseks (~ 1 MV / m) ja olulises osas pilvest on väli, mille keskmine tugevus on piisav alanud heite säilitamiseks (~ 0,1-0,2 MV / m). Välgu ajal muudetakse pilve elektrienergia soojuseks ja valguseks.

maa välk

Maapinna välgu arendamise protsess koosneb mitmest etapist. Esimeses etapis, tsoonis, kus elektriväli saavutab kriitilise väärtuse, algab löökionisatsioon, mis on algselt loodud vabade elektronide poolt, mida õhus on alati väikeses koguses ja mis elektrivälja toimel omandavad. märkimisväärsed kiirused maapinna suunas ja põrkudes õhku moodustavate molekulidega ioniseerivad need. Moodsamate ideede kohaselt käivitavad tühjenemise suure energiaga kosmilised kiired, mis käivitavad protsessi, mida nimetatakse jooksvaks lagunemiseks. Seega tekivad elektronlaviinid, mis muutuvad elektrilahenduste filamentideks - striimideks, mis on hästi juhtivad kanalid, mis ühinedes tekitavad ereda, kõrge juhtivusega termiliselt ioniseeritud kanali - astmelise välgujuhi.

Liidri liikumine maapinnale toimub mitmekümnemeetriste sammudega kiirusega ~ 50 000 kilomeetrit sekundis, misjärel tema liikumine peatub mitmekümneks mikrosekundiks ja kuma nõrgeneb oluliselt; siis järgmisel etapil liigub liider jälle mitukümmend meetrit edasi. Samal ajal katab särav kuma kõik läbitud sammud; siis järgneb jälle peatus ja sära nõrgenemine. Need protsessid korduvad, kui liider liigub maapinnale keskmise kiirusega 200 000 meetrit sekundis.

Kui liider liigub maa poole, suureneb selle otsas väljatugevus ja selle toimel paiskub Maa pinnal väljaulatuvate objektide vahelt välja vastusevooder, mis ühendab liidriga. Seda välgu omadust kasutatakse piksevarda loomiseks.

Viimases etapis järgneb liider-ioniseeritud kanalile vastupidine (alt üles) või peamine välklahendus, mida iseloomustavad voolud kümnetest kuni sadade tuhandete ampriteni, heledus, mis ületab oluliselt liidri heledust, ja suur edenemiskiirus, ulatudes alguses ~ 100 000 kilomeetrini sekundis ja lõpuks vähenedes ~ 10 000 kilomeetrini sekundis. Kanali temperatuur põhiväljalaske ajal võib ületada 25 000 °C. Välgukanali pikkus võib olla 1–10 km, läbimõõt on mitu sentimeetrit. Pärast vooluimpulsi läbimist nõrgeneb kanali ionisatsioon ja selle sära. Lõppfaasis võib välguvool kesta sajandikuid ja isegi kümnendikke sekundit, ulatudes sadade ja tuhandete ampriteni. Sellist välku nimetatakse pikaajaliseks, need põhjustavad enamasti tulekahjusid.

Peaheide heidab sageli välja ainult osa pilvest. Suurtel kõrgustel asuvad laengud võivad tekitada uue (noolekujulise) liidri, mis liigub pidevalt kiirusega tuhandeid kilomeetreid sekundis. Selle sära heledus on lähedane astmelise liidri heledusele. Kui pühitud juht jõuab maapinnale, järgneb teine ​​põhilöök, mis on sarnane esimesega. Välk sisaldab tavaliselt mitut korduvat heidet, kuid nende arv võib ulatuda mitmekümneni. Mitme välgu kestus võib ületada 1 sekundi. Mitme välgu kanali nihkumine tuule toimel tekitab nn lintvälgu - helendava triibu.

Intracloud välk

Intracloud välk sisaldab tavaliselt ainult juhtetappe; nende pikkus varieerub 1-150 km. Pilvesiseste välkude osakaal suureneb koos nihkumisega ekvaatorile, muutudes 0,5-lt parasvöötme laiuskraadidel 0,9-le ekvaatorialal. Välgu läbimisega kaasnevad muutused elektri- ja magnetväljas ning raadiokiirguses, nn atmosfääris. Maapealse objekti välgutabamuse tõenäosus suureneb selle kõrguse kasvades ja pinnase elektrijuhtivuse suurenemisega pinnal või teatud sügavusel (piksevarda tegevus põhineb neil teguritel). Kui pilves on elektriväli, mis on piisav tühjenemise säilitamiseks, kuid mitte piisav selle tekkimiseks, võib pikse initsiaatori rolli mängida pikk metallkaabel või lennuk – eriti kui see on tugevalt elektriliselt laetud. Nii "provotseeritakse" vahel välku nimbostratus ja võimsates rünkpilvedes.

"Igas sekundis lööb maapinda umbes 50 välku ja keskmiselt iga ruutkilomeetri kohta kuus korda aastas."

Kõige võimsamad välgud põhjustavad fulguriitide sündi.

inimesed ja välk

Välk on tõsine oht inimese elule. Inimese või looma lüüasaamine välguga toimub sageli avatud ruumides. elektrivool kulgeb lühimat teed mööda "äikesepilv-maa". Välk tabab sageli raudteel asuvaid puid ja trafopaigaldisi, põhjustades nende süttimise. Tavalisest joonvälgust hoone sees on võimatu lüüa, kuid on arvamus, et nn keravälk võib tungida läbi pragude ja avatud akende. Tavaline välk on ohtlik kõrghoonete katustel paiknevatele tele- ja raadioantennidele, aga ka võrguseadmetele.

Ohvrite kehas täheldatakse samu patoloogilisi muutusi, mis elektrilöögi korral. Kannatanu kaotab teadvuse, kukub, võivad tekkida krambid, hingamine ja südametegevus sageli lakkavad. Kehal võib tavaliselt leida "voolujälgi", elektri sisenemise ja väljumise kohti. Surmaga lõppeva tulemuse korral on põhiliste elutähtsate funktsioonide seiskumise põhjuseks hingamise ja südametegevuse äkiline seiskumine välgu otsesest mõjust pikliku medulla hingamis- ja vasomotoorsetele keskustele. Tihti jäävad nahale nn välgumärgid, puutaolised heleroosad või punased triibud, mis kaovad sõrmedega vajutamisel (püsivad 1-2 päeva pärast surma). Need on tingitud kapillaaride laienemisest kehaga välkkontakti piirkonnas.

Välgulöögi korral peaks esmaabi andma kiiresti. Rasketel juhtudel (hingamise seiskumine ja südamepekslemine) on vajalik elustamine, seda peaks andma meditsiinitöötajaid ootamata kõik õnnetuse tunnistajad. Elustamine on efektiivne ainult esimestel minutitel pärast pikselöögi, alustati 10 - 15 minuti pärast, reeglina see enam ei ole efektiivne. Kõigil juhtudel on vajalik erakorraline haiglaravi.

välgu ohvrid

1. Mütoloogias ja kirjanduses:

1. Asclepius, Aesculapius - Apolloni poeg - arstide ja meditsiinikunsti jumal, mitte ainult ei ravinud, vaid ka elustas surnuid. Häiritud maailmakorra taastamiseks lõi Zeus teda välguga.

2. Phaethon – päikesejumal Heliose poeg – võttis kunagi ette oma isa päikesevankrit juhtima, kuid ei suutnud tuld hingavaid hobuseid ohjeldada ja hävitas Maa kohutavas leegis peaaegu. Raevunud Zeus läbistas Phaethoni välguga.

2. Ajaloolised arvud:

1. Vene akadeemik G. V. Richman – 1753. aastal suri pikselöögist.

2. 4. juulil 2009 suri pikselöögis Ukraina rahvasaadik, endine Rivne oblasti kuberner V. Chervoniy.

· Roy Sullivan jäi ellu pärast seda, kui teda tabas seitse korda välk.

· Ameerika major Summerford suri pärast pikka haigust (kolmanda välgutabamuse tagajärg). Neljas välk hävitas täielikult tema ausamba kalmistul.

· Andide indiaanlaste seas peetakse välgulööki vajalikuks šamaani initsiatsiooni kõrgeima taseme saavutamiseks.

Puud ja välk

Pikse tabanud papli tüvi

Kõrged puud on sagedane välgu sihtmärk. Pikaealisi reliktpuid võib kergesti leida mitme välguarmiga. Arvatakse, et üksinda seisvasse puud saab välk suurema tõenäosusega, kuigi mõnel metsasel alal võib piksearme näha pea igal puul. Kuivad puud süttivad välgu tabamisel. Kõige sagedamini on välgulöögid suunatud tammele, harvemini pöögile, mis ilmselt oleneb nendes leiduvate rasvõlide erinevast kogusest, millel on suur elektrikindlus.

Välk liigub puutüves mööda väikseima elektritakistusega teed, eraldudes suurel hulgal soojust, muutes vee auruks, mis lõhestab puu tüve või rebib sellelt sagedamini kooreosasid, näidates teed. välgust. Järgnevatel aastaaegadel taastavad puud tavaliselt kahjustatud koe ja võivad sulgeda kogu haava, jättes alles vaid vertikaalse armi. Kui kahjustus on liiga tõsine, tapavad tuul ja kahjurid lõpuks puu. Puud on looduslikud piksevardad ja pakuvad lähedalasuvate hoonete piksekaitset. Hoone lähedusse istutatud kõrged puud püüavad välku kinni ning juurestiku suur biomass aitab pikselöögi maandada.

Välgu tabanud puudest valmistatakse muusikariistu, omistades neile ainulaadseid omadusi.

Kas teil on küsimusi?

Teatage kirjaveast

Tekst saata meie toimetusele: