Referāts: Elektriskās parādības dabā: zibens. Zibens kā dabas brīnums Vai zibens ir fiziska parādība

Zibens ir viena no tām dabas parādībām, kas cilvēcei jau sen ir iedvesa bailes. Lielākie prāti, piemēram, Aristotelis vai Lukrēcijs, centās izprast tā būtību. Viņi uzskatīja, ka tā ir bumba, kas sastāv no uguns un ir iespiesta mākoņu ūdens tvaikos, un, palielinoties izmēram, tā izlaužas tiem cauri un ar ātru dzirksteli nokrīt zemē.

Zibens jēdziens un tā izcelsme

Visbiežāk veidojas zibens, kas ir diezgan liels. Augšējā daļa var atrasties 7 kilometru augstumā, bet apakšējā - tikai 500 metrus virs zemes. Ņemot vērā atmosfēras gaisa temperatūru, varam secināt, ka 3-4 km līmenī ūdens sasalst un pārvēršas par ledus gabaliem, kas, savstarpēji saduroties, elektrizējas. Tie, kuriem ir vislielākais izmērs, saņem negatīvu lādiņu, bet mazākais - pozitīvu. Pamatojoties uz to svaru, tie ir vienmērīgi sadalīti mākonī pa slāņiem. Tuvojoties viens otram, tie veido plazmas kanālu, no kura tiek iegūta elektriskā dzirkstele, ko sauc par zibeni. Savu šķelto formu tas ieguvis tādēļ, ka ceļā uz zemi bieži vien ir dažādas gaisa daļiņas, kas veido barjeras. Un, lai tās apietu, ir jāmaina trajektorija.

Zibens fiziskais apraksts

Zibens izlāde atbrīvo no 109 līdz 1010 džouliem enerģijas. Tik kolosāls elektroenerģijas daudzums pārsvarā tiek tērēts gaismas zibspuldzes radīšanai, ko citādi sauc par pērkonu. Taču pat ar nelielu zibens daļu pietiek, lai paveiktu neiedomājamas lietas, piemēram, tā izlāde var nogalināt cilvēku vai sagraut ēku. Vēl viens interesants fakts liecina, ka šī dabas parādība spēj izkausēt smiltis, veidojot dobus cilindrus. Šis efekts tiek panākts augstās temperatūras dēļ zibens iekšpusē, tā var sasniegt 2000 grādus. Arī trieciena laiks ar zemi ir atšķirīgs, tas nevar būt vairāk par sekundi. Runājot par jaudu, impulsa amplitūda var sasniegt simtiem kilovatu. Apvienojot visus šos faktorus, tiek iegūta visspēcīgākā dabiskā strāvas izlāde, kas nes nāvi visam, kam tas pieskaras. Visi esošie zibens veidi ir ļoti bīstami, un tikšanās ar tiem cilvēkam ir ārkārtīgi nevēlama.

Pērkona veidošanās

Visu veidu zibens nav iedomājami bez pērkona, kas nerada tādas pašas briesmas, bet dažos gadījumos var izraisīt tīkla darbības traucējumus un citas tehniskas problēmas. Tas rodas tāpēc, ka siltais gaisa vilnis, ko zibens sakarsē līdz temperatūrai, kas ir karstāka par sauli, saduras ar aukstu. Skaņa, kas rodas no tā, ir tikai vilnis, ko izraisa gaisa vibrācijas. Vairumā gadījumu apjoms palielinās līdz ruļļa beigām. Tas ir saistīts ar skaņas atstarošanu no mākoņiem.

Kas ir zibens

Izrādās, tie visi ir atšķirīgi.

1. Līniju zibens - visizplatītākā šķirne. Elektriskā miza izskatās kā aizaudzis koks, kas apgriezts otrādi. No galvenā kanāla atiet vairāki plānāki un īsāki "procesi". Šādas izlādes garums var sasniegt 20 kilometrus, un strāvas stiprums ir 20 000 ampēru. Kustības ātrums ir 150 kilometri sekundē. Zibens kanālu aizpildošās plazmas temperatūra sasniedz 10 000 grādu.

2. Intracloud zibens - šāda veida rašanos pavada elektriskā un magnētiskā lauka maiņa, tiek izstaroti arī radioviļņi. Šāds rullis, visticamāk, ir atrodams tuvāk ekvatoram. Mērenā platuma grādos tas parādās ārkārtīgi reti. Ja mākonī ir zibens, tad arī kāds svešķermenis, kas pārkāpj apvalka integritāti, piemēram, elektrificēts lidaparāts vai metāla kabelis, var pamudināt to izkļūt. Garums var svārstīties no 1 līdz 150 kilometriem.

3. Zemes zibens – šis tips iziet vairākus posmus. Uz pirmā no tiem sākas triecienjonizācija, ko sākumā rada brīvie elektroni, tie vienmēr atrodas gaisā. Elektriskā lauka iedarbībā elementārdaļiņas iegūst lielu ātrumu un virzās uz zemi, saduroties ar molekulām, kas veido gaisu. Tādējādi ir elektronu lavīnas, ko citādi sauc par straumētājiem. Tie ir kanāli, kas, saplūstot viens ar otru, rada spilgtu, termiski izolētu zibeni. Tas sasniedz zemi nelielu kāpņu veidā, jo tā ceļā ir šķēršļi, un, lai tos apietu, tas maina virzienu. Kustības ātrums ir aptuveni 50 000 kilometru sekundē.

Pēc tam, kad zibens ir pagājis savu ceļu, tas beidz savu kustību uz vairākiem desmitiem mikrosekunžu, kamēr gaisma vājinās. Pēc tam sākas nākamais posms: noietā ceļa atkārtošana. Jaunākā izlāde pēc spilgtuma pārspēj visus iepriekšējos, strāvas stiprums tajā var sasniegt simtiem tūkstošu ampēru. Temperatūra kanāla iekšpusē svārstās ap 25 000 grādiem. Šis zibens veids ir visilgākais, tāpēc sekas var būt postošas.

Pērļu zibens

Atbildot uz jautājumu, kas ir zibens, nevar aizmirst tik retu dabas parādību. Visbiežāk izlāde iziet pēc lineārās un pilnībā atkārto savu trajektoriju. Tikai tagad tas izskatās pēc bumbiņām, kas atrodas attālumā viena no otras un atgādina krelles no dārga materiāla. Šādu zibeni pavada visskaļākās un ripojošās skaņas.

Ugunsbumba

Dabas parādība, kad zibens iegūst bumbiņas formu. Šajā gadījumā tā lidojuma trajektorija kļūst neparedzama, kas padara to vēl bīstamāku cilvēkiem. Vairumā gadījumu šāds elektriskais kamols rodas kopā ar citām sugām, taču ir fiksēts tā parādīšanās fakts pat saulainā laikā.

Kā tas veidojas Tieši šo jautājumu visbiežāk uzdod cilvēki, kuri ir saskārušies ar šo parādību. Kā visi zina, dažas lietas ir lieliski elektrības vadītāji, un tieši tajās, uzkrājot savu lādiņu, sāk parādīties bumbiņa. Tas var parādīties arī no galvenā zibens. Aculiecinieki stāsta, ka tas vienkārši parādās no nekurienes.

Zibens diametrs svārstās no dažiem centimetriem līdz metram. Runājot par krāsu, ir vairākas iespējas: no baltas un dzeltenas līdz spilgti zaļai melnu elektrisko bumbiņu atrast ir ārkārtīgi reti. Pēc straujas nolaišanās tas pārvietojas horizontāli, apmēram metru no zemes virsmas. Šāds zibens var pēkšņi mainīt savu trajektoriju un tikpat pēkšņi pazust, izdalot milzīgu enerģiju, kuras dēļ notiek dažādu objektu kušana vai pat iznīcināšana. Viņa dzīvo no desmit sekundēm līdz vairākām stundām.

zibens spraits

Pavisam nesen, 1989. gadā, zinātnieki atklāja citu zibens veidu, ko sauca sprite. Atklājums noticis pavisam nejauši, jo parādība ir ārkārtīgi reta un ilgst tikai sekundes desmitdaļas. Tās atšķiras no citām ar augstumu, kādā tās parādās - aptuveni 50-130 kilometri, savukārt citas pasugas nepārvar 15 kilometru līniju. Arī zibens spraitam ir milzīgs diametrs, kas sasniedz 100 km. Tie parādās vertikāli un mirgo kopās. To krāsa mainās atkarībā no gaisa sastāva: tuvāk zemei, kur ir vairāk skābekļa, tie ir zaļi, dzelteni vai balti, bet slāpekļa ietekmē vairāk nekā 70 km augstumā tie iegūst spilgtu sarkans nokrāsa.

Uzvedība pērkona negaisa laikā

Visu veidu zibens rada ārkārtējus draudus veselībai un pat cilvēku dzīvībai. Lai izvairītos no elektriskās strāvas trieciena, atklātās vietās jāievēro šādi noteikumi:

1. Šajā situācijā augstākie objekti ietilpst riska grupā, tāpēc jāizvairās no atklātām teritorijām. Lai kļūtu zemāks, vislabāk ir apsēsties un nolikt galvu un krūtis uz ceļiem, sakāves gadījumā šī poza aizsargās visus dzīvībai svarīgos orgānus. Nekādā gadījumā nevajadzētu gulēt plakaniski, lai nepalielinātu iespējamā trieciena laukumu.
2. Tāpat neslēpties zem augstiem kokiem un neaizsargātas konstrukcijas vai metāla priekšmeti (piemēram, piknika šķūnis) būs nevēlama pajumte.
3. Pērkona negaisa laikā nekavējoties jākāpj ārā no ūdens, jo tas ir labs vadītājs. Nokļūstot tajā, zibens izlāde var viegli izplatīties uz cilvēku.
4. Nekādā gadījumā nelietojiet mobilo tālruni.
5. Lai sniegtu pirmo palīdzību cietušajam, vislabāk ir veikt sirds un plaušu reanimāciju un nekavējoties izsaukt glābšanas dienestu.

Uzvedības noteikumi mājā

Arī iekštelpās pastāv traumu risks.

1. Ja ārā sākas pērkona negaiss, pirmais, kas jādara, ir aizvērt visus logus un durvis.
2. Visām elektroierīcēm jābūt izslēgtām.
3. Izvairieties no vadu tālruņiem un citiem kabeļiem, jo ​​tie ir lieliski elektrības vadītāji. Metāla caurulēm ir tāds pats efekts, tāpēc jums nevajadzētu atrasties santehnikas tuvumā.
4. Zinot, kā veidojas lodveida zibens un cik neparedzama ir tā trajektorija, ja tas tomēr nokļūst telpā, tas nekavējoties jāatstāj un jāaizver visi logi un durvis. Ja šīs darbības nav iespējamas, labāk stāvēt uz vietas.

Daba joprojām ir ārpus cilvēka kontroles un rada daudzas briesmas. Visu veidu zibens būtībā ir visspēcīgākās elektriskās izlādes, kas ir vairākas reizes jaudīgākas par visiem cilvēka mākslīgi radītajiem strāvas avotiem.

Interesantākie no tiem ir parādīti šajā rakstā.

Lineārs zibens (mākonis-zeme)

Kā dabūt tādu zibeni? Jā, ļoti vienkārši – vajag tikai pāris simtus kubikkilometru gaisa, zibens veidošanās pietiekamu augstumu un jaudīgu siltumdzinēju – nu, piemēram, Zemi. Vai esat gatavs? Tagad paņemiet gaisu un secīgi sāciet to sildīt. Kad tas sāk celties, ar katru kāpuma metru sakarsētais gaiss atdziest, pamazām kļūstot arvien vēsāks. Ūdens kondensējas arvien lielākos pilienos, veidojot negaisa mākoņus.

Vai atceries tos tumšos mākoņus virs apvāršņa, kurus ieraugot putni apklust un koki beidz šalkot? Tātad šie ir negaisa mākoņi, kas rada zibeņus un pērkonu.

Zinātnieki uzskata, ka zibens veidojas elektronu sadalījuma rezultātā mākonī, parasti pozitīvi uzlādēti no mākoņa augšdaļas un negatīvi no. Rezultātā tiek iegūts ļoti jaudīgs kondensators, kas ik pa laikam var izlādēties pēkšņas parastā gaisa pārvēršanās plazmā rezultātā (tas ir saistīts ar arvien spēcīgāku atmosfēras slāņu jonizāciju, kas atrodas tuvu negaisa mākoņiem).

Plazma veido savdabīgus kanālus, kas, savienoti ar zemi, kalpo kā lielisks elektrības vadītājs. Pa šiem kanāliem nepārtraukti tiek izvadīti mākoņi, un mēs redzam šo atmosfēras parādību ārējās izpausmes zibens formā.

Starp citu, gaisa temperatūra vietā, kur iet lādiņš (zibens), sasniedz 30 000 grādu, un zibens izplatīšanās ātrums ir 200 000 kilometru stundā. Kopumā ar dažām zibens skrūvēm pietika, lai vairākus mēnešus darbinātu mazu pilsētu.

Zibens zeme-mākonis

Un ir tādi zibeņi. Tie veidojas, uzkrājoties elektrostatiskajam lādiņam virs zemes garākā objekta, kas padara to ļoti "pievilcīgu" zibenim.

Šāds zibens veidojas, “izlaužoties cauri” gaisa spraugai starp uzlādēta objekta augšdaļu un negaisa mākoņa apakšu.Jo augstāks objekts, jo lielāka iespēja, ka tajā iespērs zibens. Tāpēc viņi saka patiesību - jums nevajadzētu slēpties no lietus zem augstiem kokiem.

zibens mākonis-mākonis

Jā, atsevišķi mākoņi var “apmainīties” ar zibeni, trāpot viens otram ar elektriskiem lādiņiem. Tas ir vienkārši - tā kā mākoņa augšējā daļa ir pozitīvi, bet apakšējā daļa ir negatīvi, tuvumā esošie negaisa mākoņi var apšaut viens otru ar elektriskiem lādiņiem.

Diezgan bieži zibens izlaužas cauri vienam mākoņam, un daudz retāk zibens pārceļas no viena mākoņa uz otru.

Horizontālais rāvējslēdzējs

Šis zibens netrāpa zemē, tas izplatās horizontāli pa debesīm. Dažreiz šāds zibens var izplatīties pa skaidrām debesīm, nākot no viena negaisa mākoņa. Šāds zibens ir ļoti spēcīgs un ļoti bīstams.

Lentes rāvējslēdzējs

Šis zibens izskatās kā vairākas zibens skrūves, kas darbojas paralēli viena otrai. To veidošanā nav nekāda noslēpuma – ja pūš stiprs vējš, tas var paplašināt plazmas kanālus, par ko rakstījām iepriekš, un rezultātā veidojas tāds diferencēts zibens.

Pērlītēm (punktots rāvējslēdzējs)

Šis ir ļoti, ļoti rets zibens, tāds eksistē, jā, bet kā tas veidojas, tas joprojām ir kāds minējums. Zinātnieki liek domāt, ka punktētais zibens veidojas dažu zibens celiņa posmu straujas atdzišanas rezultātā, kas parasto zibeni pārvērš punktotā zibenē. Kā redzat, šis skaidrojums nepārprotami ir jāuzlabo un jāpapildina.

sprite zibens

Līdz šim esam runājuši tikai par to, kas notiek zem mākoņiem jeb to līmenī. Bet izrādās, ka daži zibens veidi ir augstāki par mākoņiem. Tie ir zināmi kopš reaktīvo lidmašīnu parādīšanās, taču šīs zibens bultiņas tika fotografētas un filmētas tikai 1994. gadā.

Lielākā daļa no visiem, viņi izskatās kā medūzas, vai ne? Šāda zibens veidošanās augstums ir aptuveni 100 kilometri. Pagaidām nav īsti skaidrs, kas tie ir.Šeit ir fotogrāfijas un pat video ar unikālu sprite zibeni. Ļoti skaists.

Lodveida zibens

Daži cilvēki apgalvo, ka lodveida zibens neeksistē. Citi vietnē YouTube ievieto video ar ugunsbumbām un pierāda, ka tas viss ir īsts. Kopumā zinātnieki vēl nav stingri pārliecināti par lodveida zibens esamību, un slavenākais pierādījums to realitātei ir kāda japāņu studenta uzņemtā fotogrāfija.

Svētā Elmo ugunis

Tas principā nav zibens, bet vienkārši svelmes izlādes parādība dažādu asu priekšmetu galā. Svētā Elmo ugunsgrēki bija zināmi senatnē, tagad tie ir detalizēti aprakstīti un iemūžināti filmā.

Vulkāniskais zibens

Tās ir ļoti skaistas zibens skrūves, kas parādās vulkāna izvirduma laikā. Visticamāk, ka uzlādētais gāzes-putekļu kupols, kas vienlaikus iekļūst vairākos atmosfēras slāņos, rada traucējumus, jo tas pats nes diezgan ievērojamu lādiņu. Tas viss izskatās ļoti skaisti, bet rāpojoši.Zinātnieki vēl precīzi nezina, kāpēc veidojas šāds zibens, un vienlaikus ir vairākas teorijas, no kurām viena ir izklāstīta iepriekš.

Šeit ir daži interesanti fakti par zibeni, kas netiek bieži publicēti:

* Tipisks zibens ilgst apmēram ceturtdaļu sekundes un sastāv no 3-4 izlādes.
* Vidējais pērkona negaiss pārvietojas ar ātrumu 40 km stundā.
* Šobrīd pasaulē ir 1800 pērkona negaisu.
* ASV Empire State Building zibens iespērs vidēji 23 reizes gadā.
* Zibens lidmašīnās iespēr vidēji reizi 5-10 tūkstošos lidojuma stundu.
* Varbūtība, ka mūs nogalinās zibens, ir 1 pret 2 000 000. Katram no mums ir vienāda iespēja nomirt, izkrītot no gultas.
* Varbūtība redzēt lodveida zibeni vismaz reizi mūžā ir 1 pret 10 000.
* Cilvēki, kurus iespēra zibens, tika uzskatīti par Dieva iezīmētiem. Un, ja viņi nomira, viņi it kā nonāca debesīs. Senatnē nāves vietā tika apglabāti zibens upuri.

Ko darīt, kad tuvojas zibens?

Mājās

* Aizveriet visus logus un durvis.
* Atvienojiet visas elektriskās ierīces. Nepieskarieties tiem, tostarp tālruņiem, pērkona negaisa laikā.
* Turiet tālāk no vannām, jaucējkrāniem un izlietnēm, jo ​​metāla caurules var vadīt elektrību.
* Ja istabā ir ielidojis lodveida zibens, mēģiniet ātri tikt ārā un aizvērt durvis otrā pusē. Ja nevari, tad vismaz sastingst vietā.

Uz ielas

* Mēģiniet ieiet mājā vai automašīnā. Nepieskarieties automašīnas metāla daļām. Automašīnu nedrīkst novietot zem koka: pēkšņi tajā iespērs zibens un koks uzkritīs tieši tev virsū.
* Ja nav pajumtes, dodieties uz klaju laukumu un, pieliecoties, piekūpieties pie zemes. Bet jūs nevarat vienkārši apgulties!
* Mežā labāk paslēpties zem zemiem krūmiem. NEKAD nestāviet zem brīvi stāvoša koka.
* Izvairieties no torņiem, žogiem, augstiem kokiem, telefona un elektrības vadiem, autobusu pieturām.
* Turies tālāk no velosipēdiem, bārbekjū, citiem metāla priekšmetiem.
* Turiet tālāk no ezera, upes vai citām ūdenstilpnēm.
* Noņemiet no sevis visu metālu.
* Nestāvi pūlī.
* Ja atrodaties atklātā vietā un pēkšņi jūtat, ka mati ceļas stāvus vai dzirdat dīvainu troksni, kas nāk no priekšmetiem (tas nozīmē, ka tūlīt spers zibens!), noliecieties uz priekšu, novietojot rokas uz ceļiem (bet ne uz zeme). Kājām jābūt kopā, papēžiem piespiesti viens pret otru (ja kājas nesaskaras, izdalījumi iet caur ķermeni).
* Ja pērkona negaiss jūs ieķēris laivā un vairs nav laika izpeldēt uz krastu, noliecieties līdz laivas dibenam, salieciet kājas un aizsedziet galvu un ausis.

Senie cilvēki ne vienmēr uzskatīja pērkona negaisu un zibens, kā arī to pavadošo pērkona ritējumu par dievu dusmu izpausmi. Piemēram, hellēņiem pērkons un zibens bija augstākās varas simboli, savukārt etruski tos uzskatīja par zīmēm: ja no austrumiem bija redzams zibens uzliesmojums, tas nozīmēja, ka viss būs kārtībā, un, ja tas dzirkstīja rietumos vai. ziemeļrietumos, otrādi.

Etrusku ideju pieņēma romieši, kuri bija pārliecināti, ka zibens spēriens no labās puses ir pietiekams iemesls, lai atliktu visus plānus uz dienu. Japāņiem bija interesanta debesu dzirksteļu interpretācija. Divas vajras (zibens bultiņas) tika uzskatītas par līdzjūtības dieva Aizen-meo simboliem: viena dzirkstele bija uz dievības galvas, otru viņš turēja rokās, apspiežot ar to visas cilvēces negatīvās vēlmes.

Zibens ir milzīga elektriskā izlāde, ko vienmēr pavada zibspuldze un pērkona dārdi (atmosfērā skaidri redzams spīdošs izlādes kanāls, kas atgādina koku). Tajā pašā laikā zibens uzliesmojums gandrīz nekad nav viens, tam parasti seko divi, trīs un bieži vien sasniedz vairākus desmitus dzirksteļu.

Šīs izplūdes gandrīz vienmēr veidojas gubu mākoņos, dažreiz lielos slāņu mākoņos: augšējā robeža bieži sasniedz septiņus kilometrus virs planētas virsmas, savukārt apakšējā daļa var gandrīz pieskarties zemei, nepaliekot augstāk par piecsimt metriem. Zibens var veidoties gan vienā mākonī, gan starp blakus esošajiem elektrificētajiem mākoņiem, kā arī starp mākoni un zemi.

Pērkona mākonis sastāv no liela daudzuma tvaika, kas kondensēts ledus gabaliņu veidā (augstumā, kas pārsniedz trīs kilometrus, gandrīz vienmēr ir ledus kristāli, jo temperatūra šeit nepaaugstinās virs nulles). Pirms mākonis kļūst par pērkona negaisu, ledus kristāli sāk aktīvi kustēties tā iekšienē, savukārt siltā gaisa straumes, kas paceļas no sakarsušās virsmas, palīdz tiem pārvietoties.

Gaisa masas nes uz augšu mazākus ledus gabaliņus, kas kustības laikā pastāvīgi saduras ar lielākiem kristāliem. Rezultātā mazāki kristāli ir pozitīvi uzlādēti, lielāki – negatīvi.

Pēc tam, kad augšpusē ir sakrājušies mazi ledus kristāli, bet apakšā - lielie, mākoņa augšdaļa ir pozitīvi uzlādēta, bet apakšdaļa ir negatīvi uzlādēta. Tādējādi elektriskā lauka stiprums mākonī sasniedz ārkārtīgi augstu līmeni: miljons voltu uz metru.

Šiem pretēji lādētajiem reģioniem saduroties savā starpā, saskares punktos joni un elektroni veido kanālu, pa kuru visi lādētie elementi steidzas lejup un veidojas elektriskā izlāde - zibens. Šajā laikā tiek atbrīvota tik spēcīga enerģija, ka tās spēka pietiktu, lai 90 dienas darbinātu 100 vatu spuldzi.

Kanāls uzkarst līdz gandrīz 30 000 grādiem pēc Celsija, kas ir piecas reizes augstāka par Saules temperatūru, radot spilgtu gaismu (zibspuldze parasti ilgst tikai trīs ceturtdaļas sekundes). Pēc kanāla izveidošanās negaisa mākonis sāk izlādēties: pirmajai izlādei seko divas, trīs, četras vai vairāk dzirksteles.

Zibens spēriens atgādina sprādzienu un izraisa triecienviļņa veidošanos, kas ir ārkārtīgi bīstams jebkurai dzīvai būtnei, kas atrodas kanāla tuvumā. Spēcīgākās elektriskās izlādes triecienvilnis dažu metru attālumā no sevis ir diezgan spējīgs nolauzt kokus, savainot vai satricināt pat bez tieša elektriskās strāvas trieciena:

• Attālumā līdz 0,5 m līdz kanālam zibens var iznīcināt vājas konstrukcijas un savainot cilvēku;
• Attālumā līdz 5 metriem ēkas paliek neskartas, taču var izsist logus un apdullināt cilvēku;
• Lielos attālumos triecienvilnis nerada negatīvas sekas un pārvēršas skaņas vilnī, ko sauc par pērkona skaņu.

Pērkons ripo

Dažas sekundes pēc zibens spēriena fiksēta krasa spiediena pieauguma dēļ gar kanālu atmosfēra sasilst līdz 30 tūkstošiem grādu pēc Celsija. Tā rezultātā rodas sprādzienbīstamas gaisa vibrācijas un pērkons. Pērkons un zibens ir cieši saistīti viens ar otru: izlādes garums nereti ir aptuveni astoņi kilometri, tāpēc skaņa no dažādām tā vietām sasniedz dažādos laikos, veidojot pērkona skaņas.

Interesanti, ka, izmērot laiku, kas pagājis starp pērkonu un zibeni, var noskaidrot, cik tālu no novērotāja atrodas pērkona negaisa epicentrs.

Lai to izdarītu, laiks starp zibeni un pērkonu jāreizina ar skaņas ātrumu, kas ir no 300 līdz 360 m / s (piemēram, ja laika intervāls ir divas sekundes, pērkona negaisa epicentrs ir nedaudz vairāk vairāk nekā 600 metru attālumā no novērotāja, un, ja trīs - kilometru attālumā). Tas palīdzēs noteikt, vai vētra attālinās vai tuvojas.

Apbrīnojama uguns bumba

Viena no vismazāk pētītajām un līdz ar to arī noslēpumainākajām dabas parādībām ir lodveida zibens - gaismas plazmas lode, kas kustas pa gaisu. Tas ir noslēpumaini, jo lodveida zibens veidošanās princips joprojām nav zināms: neskatoties uz to, ka ir daudz hipotēžu, kas izskaidro šīs apbrīnojamās dabas parādības rašanās iemeslus, pret katru no tām bija iebildumi. Zinātniekiem nav izdevies eksperimentāli panākt lodveida zibens veidošanos.

Sfēriskais zibens spēj pastāvēt ilgu laiku un pārvietoties pa neparedzamu trajektoriju. Piemēram, tas ir diezgan spējīgs vairākas sekundes karāties gaisā un pēc tam steigties uz sāniem.

Atšķirībā no vienkāršas izlādes, vienmēr ir viena plazmas bumba: līdz vienlaikus tika reģistrēti divi vai vairāki uguns zibeņi. Lodveida zibens izmērs svārstās no 10 līdz 20 cm.. Lodveida zibenim raksturīgi balti, oranži vai zili toņi, lai gan bieži sastopamas arī citas krāsas, līdz pat melnai.

Zinātnieki vēl nav noteikuši lodveida zibens temperatūras rādītājus: neskatoties uz to, ka saskaņā ar viņu aprēķiniem tai vajadzētu svārstīties no simts līdz tūkstoš grādiem pēc Celsija, cilvēki, kuri bija tuvu šai parādībai, nejuta siltumu, ko rada lodveida zibens. .

Galvenās grūtības šīs parādības izpētē ir tādas, ka zinātniekiem reti izdodas salabot tās izskatu, un aculiecinieku liecības nereti liek apšaubīt faktu, ka viņu novērotā parādība tiešām bija lodveida zibens. Pirmkārt, liecības atšķiras attiecībā uz apstākļiem, kādos tās parādījās: būtībā tās redzētas pērkona negaisa laikā.

Ir arī pazīmes, ka lodveida zibens var parādīties arī jaukā dienā: nolaisties no mākoņiem, parādīties gaisā vai parādīties kāda objekta (koka vai staba) dēļ.

Vēl viena raksturīga lodveida zibens īpašība ir tā iekļūšana slēgtās telpās, tas ir redzēts pat kabīnēs (ugunsbumba var iekļūt logos, nolaisties pa ventilācijas kanāliem un pat izlidot no rozetēm vai televizora). Vairākkārt tika dokumentētas arī situācijas, kad plazmas bumbiņa tika fiksēta vienā vietā un tur pastāvīgi parādījās.

Bieži vien lodveida zibens parādīšanās nesagādā nepatikšanas (tas klusi pārvietojas gaisa plūsmās un aizlido vai pēc kāda laika pazūd). Taču bēdīgās sekas tika pamanītas arī tad, kad tas eksplodēja, acumirklī iztvaicējot blakus esošo šķidrumu, kūstot stiklu un metālu.

Iespējamie apdraudējumi

Tā kā lodveida zibens parādīšanās vienmēr ir negaidīta, ieraugot šo unikālo parādību savā tuvumā, galvenais ir nekrist panikā, nekustēties asi un nekur neskriet: uguns zibens ir ļoti jutīgs pret gaisa vibrācijām. Ir nepieciešams mierīgi atstāt bumbiņas trajektoriju un mēģināt turēties pēc iespējas tālāk no tās. Ja cilvēks atrodas iekštelpās, lēnām jāiet līdz loga atvērumam un jāatver logs: ir daudz stāstu, kad no dzīvokļa pametusi bīstama bumba.

Plazmas bumbiņā neko nevar iemest: tā ir diezgan spējīga uzsprāgt, un tas ir pilns ne tikai ar apdegumiem vai samaņas zudumu, bet arī ar sirdsdarbības apstāšanos. Ja gadījies, ka elektriskā bumba cilvēku aizķēra, jāpārvieto uz vēdināmu telpu, jāietīt siltāk, jāveic sirds masāža, mākslīgā elpināšana un nekavējoties jāsauc ārsts.

Ko darīt pērkona negaisā

Kad sākas pērkona negaiss un redzat, ka tuvojas zibens, jums ir jāmeklē patvērums un jāpaslēpjas no laikapstākļiem: zibens spēriens bieži vien ir letāls, un, ja cilvēki izdzīvo, viņi bieži paliek invalīdi.

Ja tuvumā nav nevienas ēkas, un cilvēks tajā laikā atrodas uz lauka, viņam jārēķinās, ka no pērkona negaisa labāk paslēpties alā. Bet ieteicams izvairīties no augstiem kokiem: zibens parasti vēršas pret lielāko augu, un, ja koki ir vienāda augstuma, tas iekrīt tajā, kas labāk vada elektrību.

Lai pasargātu savrupu ēku vai būvi no zibens, pie tām parasti uzstāda augstu mastu, virs kura nostiprināts smails metāla stienis, droši savienots ar resnu vadu, otrā galā dziļi ierakts metāla priekšmets. zeme. Darbības shēma ir vienkārša: stienis no negaisa mākoņa vienmēr tiek uzlādēts ar lādiņu, kas ir pretējs mākonim, kas, plūstot pa vadu pa zemi, neitralizē mākoņa lādiņu. Šo ierīci sauc par zibensnovedēju, un tā ir uzstādīta uz visām pilsētu un citu cilvēku apmetņu ēkām.

Katru sekundi, apmēram 700 zibens, un katru gadu apm 3000 cilvēki iet bojā zibens spērienos. Zibens fiziskā būtība nav pilnībā izskaidrota, un lielākajai daļai cilvēku ir tikai aptuvens priekšstats par to, kas tas ir. Dažas izlādes saduras mākoņos, vai tamlīdzīgi. Šodien mēs vērsāmies pie mūsu fizikas autoriem, lai uzzinātu vairāk par zibens būtību. Kā parādās zibens, kur iesper zibens un kāpēc pērkons dārd. Pēc raksta izlasīšanas jūs uzzināsit atbildi uz šiem un daudziem citiem jautājumiem.

Kas ir zibens

Zibens- dzirksteles elektriskā izlāde atmosfērā.

elektriskā izlāde- tas ir strāvas plūsmas process vidē, kas saistīts ar ievērojamu tā elektriskās vadītspējas palielināšanos salīdzinājumā ar parasto stāvokli. Gāzē ir dažādi elektriskās izlādes veidi: dzirkstele, loka, gruzdošs.

Dzirksteļaizlāde notiek atmosfēras spiedienā, un to pavada raksturīga dzirksteles plaisa. Dzirksteles izlāde ir izzūdošu un viens otru aizstājošu pavedienveida dzirksteļu kanālu kopums. Tiek saukti arī dzirksteles kanāli straumes. Dzirksteļu kanāli ir piepildīti ar jonizētu gāzi, t.i., plazmu. Zibens ir milzīga dzirkstele, un pērkons ir ļoti skaļš sprakšķis. Bet ne viss ir tik vienkārši.

Zibens fiziskā būtība

Kā tiek izskaidrota zibens izcelsme? Sistēma mākonis-zeme vai mākonis-mākonis ir sava veida kondensators. Gaiss spēlē dielektriķa lomu starp mākoņiem. Mākoņa apakšējā daļā ir negatīvs lādiņš. Ar pietiekamu potenciālu starpību starp mākoni un zemi, rodas apstākļi, kādos dabā notiek zibens.

Pakāpenisks vadītājs

Pirms galvenā zibens uzliesmojuma var novērot nelielu plankumu, kas pārvietojas no mākoņa uz zemi. Tas ir tā sauktais soļu vadītājs. Elektroni potenciālu starpības ietekmē sāk virzīties uz zemi. Kustības laikā tie saduras ar gaisa molekulām, jonizējot tās. No mākoņa uz zemi tiek likts jonizēts kanāls. Pateicoties brīvo elektronu gaisa jonizācijai, līdera trajektorijas zonā ievērojami palielinās elektriskā vadītspēja. Līderis it kā paver ceļu galvenajai izlādei, pārejot no viena elektroda (mākonis) uz otru (zemi). Jonizācija notiek nevienmērīgi, tāpēc vadītājs var sazaroties.

Aizdegšanās

Brīdī, kad vadītājs tuvojas zemei, spriedze viņa galā pieaug. No zemes vai no priekšmetiem, kas izvirzīti virs virsmas (koki, ēku jumti), līdera virzienā tiek izmests atbildes straume (kanāls). Šo zibens īpašību izmanto, lai aizsargātos pret tiem, uzstādot zibensnovedēju. Kāpēc zibens iesper cilvēkā vai kokā? Patiesībā viņai ir vienalga, kur sist. Galu galā zibens meklē īsāko ceļu starp zemi un debesīm. Tāpēc pērkona negaisa laikā atrasties līdzenumā vai uz ūdens virsmas ir bīstami.

Kad vadītājs sasniedz zemi, pa ielikto kanālu sāk plūst strāva. Tieši šajā brīdī tiek novērots galvenais zibens uzliesmojums, ko papildina straujš strāvas stipruma un enerģijas izdalīšanās pieaugums. Šeit ir jautājums, no kurienes nāk zibens? Interesanti, ka līderis izplatās no mākoņa uz zemi, bet apgrieztā spilgtā zibspuldze, ko esam pieraduši redzēt, izplatās no zemes uz mākoni. Pareizāk ir teikt, ka zibens neiet no debesīm uz zemi, bet notiek starp tām.

Kāpēc iesper zibens?

Pērkons ir triecienviļņa rezultāts, ko rada jonizētu kanālu strauja izplešanās. Kāpēc mēs vispirms redzam zibeni un pēc tam dzirdam pērkonu? Tas viss ir saistīts ar skaņas (340,29 m/s) un gaismas (299 792 458 m/s) ātruma atšķirību. Saskaitot sekundes starp pērkonu un zibeni un reizinot tās ar skaņas ātrumu, varat uzzināt, kādā attālumā no jums iespēris zibens.

Nepieciešams darbs atmosfēras fizikā? Mūsu lasītājiem tagad ir 10% atlaide jebkāda veida darbs

Zibens veidi un fakti par zibeni

Zibens starp debesīm un zemi nav visizplatītākais zibens. Visbiežāk zibens notiek starp mākoņiem un nerada draudus. Papildus sauszemes un mākoņu iekšienē esošajiem zibeņiem ir arī zibeņi, kas veidojas atmosfēras augšējos slāņos. Kādi ir zibens veidi dabā?

• Mākoņa iekšējais zibens;
• Lodveida zibens;
• "Elfi";
• Strūklas;
• Sprites.

Pēdējos trīs zibens veidus nevar novērot bez īpašiem instrumentiem, jo ​​tie veidojas 40 kilometru augstumā un augstāk.

Šeit ir fakti par zibeni:

• Garākā reģistrētā zibens garums uz Zemes bija 321 km. Šis zibens tika redzēts Oklahomā, 2007. gads.
• Ilgākais zibens ilga 7,74 sekundes un tika ierakstīts Alpos.
• Zibens veidojas ne tikai uz Zeme. Precīzi zināt par zibens iedegšanu Venera, Jupiters, Saturns un Urāns. Saturna zibens ir miljoniem reižu spēcīgāks par Zemes.
• Strāva zibens var sasniegt simtiem tūkstošu ampēru, un spriegums var sasniegt miljardus voltu.
• Zibens kanāla temperatūra var sasniegt 30000 grādi pēc Celsija ir 6 reizes pārsniedz saules virsmas temperatūru.

Ugunsbumba

Lodveida zibens ir atsevišķs zibens veids, kura būtība joprojām ir noslēpums. Šāds zibens ir gaismas objekts, kas kustas gaisā lodītes formā. Saskaņā ar ierobežotajiem pierādījumiem, lodveida zibens var pārvietoties pa neparedzamu trajektoriju, sadalīties mazākās zibens skrūvēs, eksplodēt vai vienkārši negaidīti pazust. Ir daudz hipotēžu par lodveida zibens izcelsmi, taču nevienu nevar atzīt par uzticamu. Fakts ir tāds, ka neviens nezina, kā parādās lodveida zibens. Dažas hipotēzes samazina šīs parādības novērošanu līdz halucinācijām. Laboratorijā lodveida zibens nekad nav novērots. Zinātnieki var būt apmierināti ar aculiecinieku stāstiem.

Nobeigumā aicinām noskatīties video un atgādināt: ja kursa darbs vai kontrole saulainā dienā uzkrita uz galvas kā zibens, nekrītiet izmisumā. Studentu apkalpošanas speciālisti palīdz studentiem kopš 2000. gada. Meklējiet kvalificētu palīdzību jebkurā laikā. 24 stundas dienā, 7 dienas nedēļā mēs esam gatavi jums palīdzēt.

Lodveida zibens ir unikāla dabas parādība: rašanās raksturs; fizikālās īpašības; raksturīgs

Līdz šim vienīgā un galvenā problēma šīs parādības izpētē ir nespēja atjaunot šādu zibeni zinātniskajās laboratorijās.

Tāpēc lielākā daļa pieņēmumu par sfēriskā elektriskā ķekara fizisko būtību atmosfērā paliek teorētiski.

Pirmais, kas ierosināja lodveida zibens būtību, bija krievu fiziķis Pjotrs Leonidovičs Kapica. Saskaņā ar viņa mācībām šāda veida zibens notiek izlādes laikā starp negaisa mākoņiem un zemi uz elektromagnētiskās ass, pa kuru tas dreifē.

Papildus Kapitsai vairāki fiziķi izvirzīja teorijas par izlādes skaņas un rāmja struktūru vai par lodveida zibens jonu izcelsmi.

Daudzi skeptiķi ir iebilduši, ka tā ir tikai vizuāla ilūzija vai īslaicīgas halucinācijas, un šāda dabas parādība neeksistē. Pašlaik modernās iekārtas un aparāti vēl nav fiksējuši radioviļņus, kas nepieciešami zibens radīšanai.

Kā veidojas lodveida zibens

Veidojas, kā likums, spēcīga pērkona negaisa laikā, tomēr ne reizi vien manīts saulainā laikā. Lodveida zibens notiek pēkšņi un vienā gadījumā. Tas var parādīties no mākoņiem, kokiem vai citiem objektiem un ēkām. Lodveida zibens viegli pārvar šķēršļus savā ceļā, tostarp iekrītot ierobežotās telpās. Ir aprakstīti gadījumi, kad šāda veida zibens izcēlās no televizora, lidmašīnas kabīnes, rozetēm, telpās... Tajā pašā laikā tas var apiet savā ceļā esošus objektus, izejot tiem cauri.

Atkārtoti vienās un tajās pašās vietās fiksēta elektriskā recekļa rašanās. Zibens kustības vai migrācijas process notiek galvenokārt horizontāli un aptuveni metra augstumā virs zemes. Ir arī skaņas pavadījums krakšķēšanas, sprakšķēšanas un čīkstēšanas veidā, kas rada traucējumus radio.

Saskaņā ar šīs parādības aculiecinieku aprakstiem izšķir divus zibens veidus:

Raksturlielumi

Šāda zibens izcelsme joprojām nav zināma. Ir versijas, ka elektriskā izlāde notiek vai nu uz zibens virsmas, vai arī izplūst no kopējā apjoma.

Zinātniekiem vēl nav zināms fiziskais un ķīmiskais sastāvs, pateicoties kuram šāda dabas parādība var viegli pārvarēt durvju ailas, logus, nelielas plaisas un atkal iegūt sākotnējo izmēru un formu. Šajā sakarā tika izvirzīti hipotētiski pieņēmumi par gāzes uzbūvi, taču šādai gāzei saskaņā ar fizikas likumiem būtu jālido gaisā iekšējā siltuma ietekmē.

• Lodveida zibens izmērs parasti ir 10 - 20 centimetri.
• Mirdzuma krāsa, kā likums, var būt zila, balta vai oranža. Tomēr šīs parādības liecinieki ziņo, ka pastāvīga krāsa netika novērota un tā vienmēr mainījās.
• Lodveida zibens forma vairumā gadījumu ir sfēriska.
• Tika lēsts, ka pastāvēšanas ilgums nepārsniedz 30 sekundes.
• Temperatūra līdz galam nav izpētīta, taču, pēc ekspertu domām, tā ir līdz 1000 grādiem pēc Celsija.

Nezinot šīs dabas parādības izcelsmes būtību, ir grūti izdarīt pieņēmumus par to, kā kustas lodveida zibens. Saskaņā ar vienu teoriju šīs elektriskās izlādes formas kustība var notikt vēja spēka, elektromagnētisko svārstību darbības vai pievilkšanas spēka dēļ.

Kāpēc lodveida zibens ir bīstams

Neskatoties uz daudzajām dažādām hipotēzēm par šīs dabas parādības rašanās būtību un īpašībām, jāņem vērā, ka mijiedarbība ar lodveida zibeni ir ārkārtīgi bīstama, jo bumba, kas piepildīta ar lielu izlādi, var ne tikai savainot, bet arī nogalināt. Sprādziens var izraisīt traģiskas sekas.

• Pirmais noteikums, kas jāievēro, tiekoties ar ugunsbumbu, ir nekrist panikā, neskriet, neveikt ātras un pēkšņas kustības.
• Ir nepieciešams lēnām atstāt bumbiņas trajektoriju, vienlaikus saglabājot attālumu no tās un nepagriežot muguru.
• Kad slēgtā telpā parādās lodveida zibens, vispirms ir jāmēģina uzmanīgi atvērt logu, lai radītu caurvēju.
• Papildus iepriekšminētajiem noteikumiem ir stingri aizliegts plazmas bumbiņā mest jebkādus priekšmetus, jo tas var izraisīt nāvējošu sprādzienu.

Tā Luganskas apgabalā golfa bumbiņas lieluma zibens nogalināja autovadītāju, bet Pjatigorskā vīrietis, mēģinot notriekt gaismas bumbiņu, guva smagus roku apdegumus. Burjatijā caur jumtu nolaidās zibens un uzsprāga mājā. Sprādziens bijis tik spēcīgs, ka izsisti logi un durvis, bojātas sienas, ievainoti saimniecības īpašnieki, kas guvuši čaulas triecienu.

Video: 10 fakti par lodveida zibeni

Šis video piedāvā jūsu uzmanībai faktus par noslēpumaināko un pārsteidzošāko dabas parādību.