Rapport: Elektriska fenomen i naturen: blixtar. Blixten som ett naturmirakel Är blixten ett fysiskt fenomen

Blixten är ett av de naturfenomen som länge har inspirerat människosläktet. De största sinnena, som Aristoteles eller Lucretius, försökte förstå dess väsen. De trodde att det var en boll som bestod av eld och inklämd i molnens vattenånga, och när den ökar i storlek bryter den igenom dem och faller till marken med en snabb gnista.

Begreppet blixt och dess ursprung

Oftast bildas blixtar i vilka är ganska stora. Den övre delen kan placeras på en höjd av 7 kilometer, och den nedre - bara 500 meter över marken. Med hänsyn till den atmosfäriska lufttemperaturen kan vi dra slutsatsen att vid en nivå av 3-4 km fryser vattnet och förvandlas till isflak, som, som kolliderar med varandra, blir elektrifierade. De som har den största storleken får en negativ laddning, och den minsta - en positiv. Baserat på deras vikt är de jämnt fördelade i molnet efter lager. När de närmar sig varandra bildar de en plasmakanal, från vilken en elektrisk gnista, kallad blixt, erhålls. Den fick sin trasiga form på grund av att det på vägen mot marken ofta finns olika luftpartiklar som bildar barriärer. Och för att komma runt dem måste du ändra banan.

Fysisk beskrivning av blixten

En blixtladdning frigör 109 till 1010 joule energi. En sådan kolossal mängd elektricitet går mest åt att skapa en ljusblixt, som annars kallas åska. Men även en liten del av blixten räcker för att göra otänkbara saker, till exempel kan dess utsläpp döda en person eller förstöra en byggnad. Ett annat intressant faktum tyder på att detta naturfenomen kan smälta sand och bilda ihåliga cylindrar. Denna effekt uppnås på grund av den höga temperaturen inuti blixten, den kan nå 2000 grader. Tiden för nedslaget med marken är också annorlunda, den kan inte vara mer än en sekund. När det gäller effekt kan pulsamplituden nå hundratals kilowatt. Genom att kombinera alla dessa faktorer erhålls den mest kraftfulla naturliga urladdningen av ström, vilket leder till död för allt som den berör. Alla befintliga typer av blixtar är mycket farliga, och mötet med dem är extremt oönskat för en person.

Åska formation

Alla typer av blixtar kan inte föreställas utan åska, som inte medför samma fara, men i vissa fall kan leda till nätverksfel och andra tekniska problem. Det uppstår på grund av det faktum att en varm luftvåg, uppvärmd av blixten till en temperatur som är varmare än solen, kolliderar med en kall. Ljudet som blir resultatet av detta är inget annat än en våg som orsakas av luftvibrationer. I de flesta fall ökar volymen mot slutet av rullen. Detta beror på reflektionen av ljud från molnen.

Vad är blixtar

Det visar sig att de alla är olika.

1. Linjeblixt - den vanligaste sorten. En elektrisk peal ser ut som ett övervuxet träd som vänts upp och ner. Flera tunnare och kortare "processer" utgår från huvudkanalen. Längden på en sådan urladdning kan nå 20 kilometer, och strömstyrkan är 20 000 ampere. Rörelsehastigheten är 150 kilometer per sekund. Temperaturen på plasman som fyller blixtkanalen når 10 000 grader.

2. Intramolnblixt - ursprunget för denna typ åtföljs av en förändring i elektriska och magnetiska fält, radiovågor sänds också ut. En sådan rulle finns med största sannolikhet närmare ekvatorn. På tempererade breddgrader förekommer det extremt sällan. Om det blir blixtar i molnet kan ett främmande föremål som bryter mot skalets integritet, såsom ett elektrifierat flygplan eller en metallkabel, också få det att ta sig ut. Längden kan variera från 1 till 150 kilometer.

3. Markblixtar - denna typ går igenom flera stadier. På den första av dem börjar stötjonisering, som skapas i början av fria elektroner, de finns alltid i luften. Under inverkan av ett elektriskt fält får elementarpartiklar höga hastigheter och går mot jorden och kolliderar med molekylerna som utgör luften. Det finns alltså elektronlaviner, annars kallade streamers. De är kanaler som smälter samman med varandra och orsakar en ljus, värmeisolerad blixt. Den når marken i form av en liten stege, eftersom det finns hinder i dess väg, och för att ta sig runt dem ändrar den riktning. Rörelsehastigheten är cirka 50 000 kilometer per sekund.

Efter att blixten har passerat sin väg avslutar den sin rörelse i flera tiotals mikrosekunder, medan ljuset försvagas. Därefter börjar nästa steg: upprepningen av vägen. Den senaste urladdningen överträffar alla tidigare i ljusstyrka, strömstyrkan i den kan nå hundratusentals ampere. Temperaturen inne i kanalen fluktuerar runt 25 000 grader. Denna typ av blixt är den längsta, så konsekvenserna kan bli förödande.

Pearl Lightning

När man svarar på frågan om vilken typ av blixt kan man inte tappa ett sådant sällsynt naturfenomen ur sikte. Oftast passerar urladdningen efter den linjära och upprepar helt sin bana. Först nu ser det ut som bollar som är på avstånd från varandra och liknar pärlor gjorda av dyrbart material. Sådana blixtar åtföljs av de högsta och rullande ljuden.

Eldkula

Ett naturligt fenomen när blixten tar formen av en boll. I det här fallet blir banan för dess flygning oförutsägbar, vilket gör den ännu farligare för människor. I de flesta fall förekommer en sådan elektrisk klump tillsammans med andra arter, men faktumet av dess utseende även i soligt väder har registrerats.

Hur det bildas Det är denna fråga som oftast ställs av människor som har stött på detta fenomen. Som alla vet är vissa saker utmärkta ledare av elektricitet, och så är det i dem, som ackumulerar sin laddning, som bollen börjar komma fram. Det kan också uppstå från huvudblixten. Ögonvittnen säger att det bara dyker upp från ingenstans.

Blixtens diameter varierar från några centimeter till en meter. När det gäller färgen finns det flera alternativ: från vitt och gult till ljust grönt, det är extremt sällsynt att hitta en svart elektrisk boll. Efter en snabb nedstigning rör sig den horisontellt, cirka en meter från jordens yta. En sådan blixt kan plötsligt ändra sin bana och lika plötsligt försvinna och frigöra enorm energi, på grund av vilken smältning eller till och med förstörelse av olika föremål inträffar. Hon lever från tio sekunder till flera timmar.

blixtsprite

Mer nyligen, 1989, upptäckte forskare en annan typ av blixt, som kallades sprite. Upptäckten skedde helt av en slump, eftersom fenomenet är extremt sällsynt och varar bara i tiondels sekund. De skiljer sig från andra genom höjden där de visas - cirka 50-130 kilometer, medan andra underarter inte övervinner 15-kilometerslinjen. Blixtspriten har också en enorm diameter, som når 100 km. De visas vertikala och blinkar i kluster. Deras färg varierar beroende på luftens sammansättning: närmare marken, där det finns mer syre, är de gröna, gula eller vita, men under påverkan av kväve, på en höjd av mer än 70 km, får de en ljus röd nyans.

Beteende under åskväder

Alla typer av blixtar medför en extraordinär fara för hälsan och till och med människors liv. För att undvika elektriska stötar bör följande regler följas i öppna områden:

1. I denna situation faller de högsta föremålen i riskgruppen, så öppna områden bör undvikas. För att bli lägre är det bäst att sitta ner och lägga huvudet och bröstet på knäna, i händelse av nederlag kommer denna hållning att skydda alla vitala organ. I inget fall bör du ligga platt för att inte öka området för möjliga träff.
2. Göm inte heller under höga träd och oskyddade strukturer eller metallföremål (till exempel ett picknickskjul) kommer att vara oönskat skydd.
3. Under ett åskväder bör du genast ta dig upp ur vattnet, eftersom det är en bra ledare. Att komma in i det kan en blixtnedladdning lätt spridas till en person.
4. Du bör under inga omständigheter använda din mobiltelefon.
5. För att ge första hjälpen till den drabbade är det bäst att utföra hjärt-lungräddning och omedelbart ringa räddningstjänsten.

Uppföranderegler i huset

Även inomhus finns risk för skador.

1. Om ett åskväder börjar utanför, är det första du ska göra att stänga alla fönster och dörrar.
2. Alla elektriska apparater måste vara avstängda.
3. Håll dig borta från trådbundna telefoner och andra kablar, de är utmärkta ledare av elektricitet. Metallrör har samma effekt, så du bör inte vara i närheten av VVS.
4. När du vet hur kulblixten bildas och hur oförutsägbar dess bana är, om den kommer in i rummet måste du omedelbart lämna den och stänga alla fönster och dörrar. Om dessa åtgärder inte är möjliga är det bättre att stå still.

Naturen är fortfarande bortom människans kontroll och bär på många faror. Alla typer av blixtar är i huvudsak de mest kraftfulla elektriska urladdningarna, som är flera gånger kraftigare än alla artificiellt skapade strömkällor.

De mest intressanta av dem presenteras i den här artikeln.

Linjär blixt (moln-mark)

Hur får man en sådan blixt? Ja, det är väldigt enkelt - allt som krävs är ett par hundra kubikkilometer luft, en höjd som är tillräcklig för bildandet av blixtar och en kraftfull värmemotor - ja, till exempel jorden. Redo? Ta nu luften och börja sekventiellt värma den. När den börjar stiga, för varje meters stigning, svalnar den uppvärmda luften och blir gradvis kallare och kallare. Vatten kondenserar till allt större droppar och bildar åskmoln.

Kommer du ihåg de mörka molnen ovanför horisonten, vid åsynen av vilka fåglarna tystnar och träden slutar prassla? Så det här är åskmolnen som ger upphov till blixtar och åska.

Forskare tror att blixtar bildas som ett resultat av distributionen av elektroner i molnet, vanligtvis positivt laddade från toppen av molnet, och negativt från. Resultatet är en mycket kraftfull kondensator som kan laddas ur då och då som ett resultat av den abrupta omvandlingen av vanlig luft till plasma (detta beror på den allt starkare joniseringen av atmosfäriska lager nära åskmoln).

Plasma bildar speciella kanaler, som, när de är anslutna till marken, fungerar som en utmärkt ledare för elektricitet. Moln släpps ständigt ut genom dessa kanaler, och vi ser de yttre manifestationerna av dessa atmosfäriska fenomen i form av blixtar.

Förresten når lufttemperaturen på den plats där laddningen (blixten) passerar 30 tusen grader, och blixtens utbredningshastighet är 200 tusen kilometer i timmen. I allmänhet räckte några blixtar för att driva en liten stad i flera månader.

Blixtande jordmoln

Och det finns sådana blixtar. De bildas som ett resultat av den ackumulerande elektrostatiska laddningen ovanpå det högsta föremålet på jorden, vilket gör det mycket "attraktivt" för blixtnedslag.

Sådan blixt bildas som ett resultat av att "bryta igenom" luftgapet mellan toppen av ett laddat föremål och botten av ett åskmoln. Ju högre föremålet är, desto mer sannolikt är det att blixten slår ner i det. Så de säger sanningen - du ska inte gömma dig för regnet under höga träd.

blixtmoln-moln

Ja, enskilda moln kan "utväxla" med blixtar, träffa varandra med elektriska laddningar. Det är enkelt - eftersom den övre delen av molnet är positivt laddad, och den nedre delen är negativt laddad, kan närliggande åskmoln skjuta varandra med elektriska laddningar.

Det är ganska vanligt att blixtar bryter igenom ett moln, och mycket ovanligare att blixtar färdas från ett moln till ett annat.

Horisontell dragkedja

Denna blixt slår inte ner i marken, den sprider sig horisontellt över himlen. Ibland kan sådana blixtar spridas över en klar himmel, från ett enda åskmoln. Sådan blixt är mycket kraftfull och mycket farlig.

Tejp dragkedja

Denna blixt ser ut som flera blixtar som löper parallellt med varandra. Det finns inget mysterium i deras bildande - om det blåser en stark vind kan det utöka plasmakanalerna, som vi skrev om ovan, och som ett resultat bildas en sådan differentierad blixt.

Pärlor (prickad dragkedja)

Det här är en väldigt, väldigt sällsynt blixt, den finns, ja, men hur den bildas är fortfarande någons gissning. Forskare föreslår att prickade blixtar bildas som ett resultat av den snabba kylningen av vissa delar av blixtspåret, vilket förvandlar vanliga blixtar till prickade blixtar. Som du kan se behöver denna förklaring helt klart förbättras och kompletteras.

sprite blixt

Hittills har vi bara pratat om vad som händer under molnen, eller på deras nivå. Men det visar sig att vissa typer av blixtar är högre än moln. De har varit kända sedan jetflygplanens tillkomst, men dessa blixtar fotograferades och filmades först 1994.

Mest av allt ser de ut som maneter, eller hur? Höjden på bildandet av sådan blixt är cirka 100 kilometer. Än så länge är det inte särskilt klart vad de är. Här är bilder och till och med videor av unika spriteblixtar. Väldigt vacker.

Boll blixt

Vissa hävdar att bollblixtar inte existerar. Andra lägger upp videor med eldklot på YouTube och bevisar att allt är sant. I allmänhet är forskare ännu inte fast övertygade om förekomsten av bollblixtar, och det mest kända beviset på deras verklighet är ett foto taget av en japansk student.

Saint Elmos bränder

Detta är i princip inte blixt, utan helt enkelt fenomenet med en glödurladdning i slutet av olika vassa föremål. Elmos bränder var kända under antiken, nu beskrivs de i detalj och fångas på film.

Vulkaniska blixtar

Det är väldigt vackra blixtar som dyker upp under ett vulkanutbrott. Det är troligt att den laddade gasdammkupolen, som penetrerar flera lager av atmosfären samtidigt, orsakar störningar, eftersom den själv bär en ganska betydande laddning. Det hela ser väldigt vackert ut, men läskigt. Forskare vet ännu inte exakt varför en sådan blixt bildas, och det finns flera teorier samtidigt, varav en beskrivs ovan.

Här är några intressanta fakta om blixtar som inte publiceras ofta:

* Typisk blixt varar ungefär en kvarts sekund och består av 3-4 urladdningar.
* Ett genomsnittligt åskväder färdas med en hastighet av 40 km i timmen.
* Det finns 1 800 åskväder i världen just nu.
* US Empire State Building träffas av blixten i genomsnitt 23 gånger om året.
* Blixten slår ner i flygplan i genomsnitt en gång var 5-10 tusen flygtimmar.
* Sannolikheten att bli dödad av blixten är 1 på 2 000 000. Var och en av oss har samma chans att dö av att falla ur sängen.
* Sannolikheten att se bollblixtar minst en gång i livet är 1 på 10 000.
* Människor som träffades av blixten ansågs vara märkta av Gud. Och om de dog, skulle de ha gått direkt till himlen. I gamla tider begravdes offer för blixten på dödsplatsen.

Vad ska du göra när blixten närmar sig?

Hemma

* Stäng alla fönster och dörrar.
* Koppla ur alla elektriska apparater. Rör inte vid dem, inklusive telefoner, under åskväder.
* Håll dig borta från badkar, kranar och handfat eftersom metallrör kan leda elektricitet.
* Om bollblixtar har flugit in i rummet, försök att ta dig ut snabbt och stänga dörren på andra sidan. Om du inte kan, frys åtminstone på plats.

På gatan

* Försök att gå in i huset eller bilen. Rör inte metalldelar i bilen. Bilen bör inte parkeras under ett träd: plötsligt slår blixten ner i den och trädet faller rakt över dig.
* Om det inte finns något skydd, gå till ett öppet område och böja dig ner och mysa mot marken. Men man kan inte bara ligga!
* I skogen är det bättre att gömma sig under låga buskar. Stå ALDRIG under ett fristående träd.
* Undvik torn, staket, höga träd, telefon- och elektriska ledningar, busshållplatser.
* Håll dig borta från cyklar, grillar, andra metallföremål.
* Håll dig borta från sjön, floden eller andra vattendrag.
* Ta bort all metall från dig själv.
* Stå inte i mängden.
* Om du befinner dig i ett öppet område och du plötsligt känner hur håret reser sig, eller hör ett konstigt ljud från föremål (det betyder att blixten är på väg att slå ner!), böj dig framåt med händerna på knäna (men inte på jord). Benen ska vara ihop, hälarna pressade mot varandra (om benen inte rör vid varandra kommer flytningen att passera genom kroppen).
* Om ett åskväder fångade dig i en båt och du inte längre har tid att simma till stranden, böj dig ner till botten av båten, slå ihop benen och täck huvudet och öronen.

Forntida människor betraktade inte alltid åskväder och blixtar, såväl som den åtföljande åskrullen, som en manifestation av gudarnas vrede. Till exempel, för hellenerna var åska och blixtar symboler för den högsta makten, medan etruskerna ansåg dem tecken: om en blixt sågs från öster, betydde det att allt skulle bli bra, och om det gnistrade i väster eller nordväst, vice versa.

Idén om etruskerna antogs av romarna, som var övertygade om att ett blixtnedslag från höger sida var tillräckligt skäl för att skjuta upp alla planer för en dag. Japanerna hade en intressant tolkning av himmelska gnistor. Två vajras (blixtar) ansågs vara symboler för Aizen-meo, medkänslans gud: en gnista var på gudomens huvud, han höll den andra i sina händer och undertryckte mänsklighetens alla negativa önskningar med den.

Blixtnedslag är en enorm elektrisk urladdning, som alltid åtföljs av en blixt och åskljud (en lysande urladdningskanal som liknar ett träd är tydligt synlig i atmosfären). Samtidigt är en blixt nästan aldrig en, den följs vanligtvis av två, tre och når ofta flera tiotals gnistor.

Dessa utsläpp bildas nästan alltid i cumulonimbusmoln, ibland i stora stratusmoln: den övre gränsen når ofta sju kilometer över planetens yta, medan den nedre delen nästan kan vidröra marken och inte stannar högre än femhundra meter. Blixtar kan bildas både i ett moln och mellan närliggande elektrifierade moln, såväl som mellan ett moln och marken.

Ett åskmoln består av en stor mängd ånga som kondenseras i form av isflak (på en höjd över tre kilometer är det nästan alltid iskristaller, eftersom temperaturen här inte stiger över noll). Innan molnet blir ett åskväder börjar iskristaller aktivt röra sig inuti det, medan strömmarna av varm luft som stiger upp från den uppvärmda ytan hjälper dem att röra sig.

Luftmassor bär mindre isbitar uppåt, som hela tiden kolliderar med större kristaller under rörelse. Som ett resultat är mindre kristaller positivt laddade, större är negativt laddade.

Efter att små iskristaller samlats på toppen och stora i botten, är toppen av molnet positivt laddad, botten negativt laddad. Således når den elektriska fältstyrkan i molnet extremt höga nivåer: en miljon volt per meter.

När dessa motsatt laddade områden kolliderar med varandra, vid kontaktpunkterna, bildar joner och elektroner en kanal genom vilken alla laddade element rusar ner och en elektrisk urladdning bildas - blixtar. Vid denna tidpunkt frigörs en så kraftfull energi att dess styrka skulle räcka för att driva en 100-watts glödlampa i 90 dagar.

Kanalen värms upp till nästan 30 000 grader Celsius, fem gånger solens temperatur, vilket ger ett starkt ljus (blixten varar vanligtvis bara tre fjärdedelar av en sekund). Efter bildandet av kanalen börjar åskmolnet urladdas: den första urladdningen följs av två, tre, fyra eller fler gnistor.

Ett blixtnedslag liknar en explosion och orsakar bildandet av en stötvåg, vilket är extremt farligt för alla levande varelser som befinner sig nära kanalen. Stötvågen från den starkaste elektriska urladdningen några meter från sig själv är ganska kapabel att bryta träd, skada eller få hjärnskakning även utan en direkt elektrisk stöt:

• På ett avstånd av upp till 0,5 m till kanalen kan blixten förstöra svaga strukturer och skada en person;
• På ett avstånd av upp till 5 meter förblir byggnaderna intakta, men kan slå ut fönster och bedöva en person;
• På långa avstånd har stötvågen inga negativa konsekvenser och förvandlas till en ljudvåg, känd som thunder peals.

Thunder rullar

Några sekunder efter att ett blixtnedslag registrerades, på grund av en kraftig ökning av trycket längs kanalen, värms atmosfären upp till 30 tusen grader Celsius. Som ett resultat av detta uppstår explosiva vibrationer i luften och åska uppstår. Åska och blixtar är nära besläktade med varandra: längden på urladdningen är ofta cirka åtta kilometer, så ljudet från olika delar av det når vid olika tidpunkter och bildar åska.

Intressant nog kan du genom att mäta tiden som har gått mellan åska och blixt ta reda på hur långt åskvädrets epicentrum är från observatören.

För att göra detta måste du multiplicera tiden mellan blixt och åska med ljudets hastighet, som är från 300 till 360 m / s (till exempel, om tidsintervallet är två sekunder, är åskväders epicentrum lite mer än 600 meter från observatören, och om tre - på avstånd kilometer). Detta kommer att hjälpa till att avgöra om stormen är på väg bort eller närmar sig.

Underbart eldklot

En av de minst studerade, och därför de mest mystiska fenomenen i naturen, är bollblixt - en lysande plasmaboll som rör sig genom luften. Det är mystiskt eftersom principen för bildandet av bollblixt fortfarande är okänd: trots att det finns ett stort antal hypoteser som förklarar orsakerna till uppkomsten av detta fantastiska naturfenomen, fanns det invändningar mot var och en av dem. Forskare har inte kunnat experimentellt uppnå bildandet av bollblixtar.

Sfärisk blixt kan existera under lång tid och röra sig längs en oförutsägbar bana. Till exempel är den ganska kapabel att hänga i luften i flera sekunder och sedan rusa åt sidan.

Till skillnad från en enkel urladdning finns det alltid en plasmaboll: tills två eller flera eldblixtar registrerades samtidigt. Storleken på bollblixtar varierar från 10 till 20 cm.Bulblixtar kännetecknas av vita, orange eller blå toner, även om andra färger ofta finns, upp till svart.

Forskare har ännu inte bestämt temperaturindikatorerna för bollblixtar: trots det faktum att den enligt deras beräkningar skulle fluktuera från hundra till tusen grader Celsius, kände människor som var nära detta fenomen inte värmen som härrörde från bollblixtar .

Den största svårigheten med att studera detta fenomen är att forskare sällan lyckas fixa dess utseende, och vittnesmål från ögonvittnen tvivlar ofta på det faktum att fenomenet de observerade verkligen var bollblixtar. Först och främst skiljer sig vittnesmålen om under vilka förhållanden den uppträdde: i princip sågs den under ett åskväder.

Det finns också indikationer på att bollblixtar också kan dyka upp en vacker dag: gå ner från molnen, dyka upp i luften eller dyka upp på grund av något föremål (träd eller stolpe).

En annan karaktäristisk egenskap hos bollblixt är dess penetration i slutna rum, den har till och med setts i cockpits (ett eldklot kan penetrera fönster, gå ner genom ventilationskanaler och till och med flyga ut ur uttag eller en TV). Det fanns också flera gånger dokumenterade situationer då plasmakulan var fixerad på ett ställe och ständigt dök upp där.

Ofta orsakar inte uppkomsten av bollblixtar problem (den rör sig tyst i luftströmmar och flyger iväg eller försvinner efter ett tag). Men de tråkiga konsekvenserna märktes också när den exploderade, vilket omedelbart förångade den närliggande vätskan, smältande glas och metall.

Möjliga faror

Eftersom uppkomsten av bollblixtar alltid är oväntat, när du ser detta unika fenomen nära dig, är det viktigaste att inte få panik, rör dig inte skarpt och spring inte någonstans: eldblixtar är mycket känsliga för luftvibrationer. Det är nödvändigt att tyst lämna bollens bana och försöka hålla sig så långt borta från den som möjligt. Om en person är i rummet måste du långsamt gå till fönsteröppningen och öppna fönstret: det finns många historier när en farlig boll lämnade lägenheten.

Ingenting kan kastas in i plasmabollen: den är ganska kapabel att explodera, och detta är fyllt inte bara med brännskador eller medvetslöshet, utan med hjärtstillestånd. Om det hände att den elektriska bollen fångade en person, måste du överföra honom till ett ventilerat rum, slå in honom varmare, göra en hjärtmassage, konstgjord andning och omedelbart ringa en läkare.

Vad man ska göra i ett åskväder

När ett åskväder börjar och du ser blixten närma sig måste du hitta skydd och gömma dig från vädret: ett blixtnedslag är ofta dödligt, och om människor överlever förblir de ofta handikappade.

Om det inte finns några byggnader i närheten, och en person är på fältet vid den tiden, måste han ta hänsyn till att det är bättre att gömma sig i en grotta från ett åskväder. Men det är lämpligt att undvika höga träd: blixten siktar oftast på den största växten, och om träden är lika höga faller den in i något som leder elektriciteten bättre.

För att skydda en fristående byggnad eller struktur från blixtnedslag installerar de vanligtvis en hög mast nära dem, ovanpå vilken en spetsig metallstång är fäst, säkert ansluten till en tjock tråd, i andra änden finns ett metallföremål begravt djupt i jord. Operationsschemat är enkelt: en stav från ett åskmoln laddas alltid med en laddning motsatt molnet, som, som rinner ner i tråden under jorden, neutraliserar laddningen från molnet. Denna enhet kallas en blixtledare och är installerad på alla byggnader i städer och andra mänskliga bosättningar.

Varje sekund, ungefär 700 blixtar, och varje år ca 3000 människor dödas av blixtnedslag. Blixtens fysiska natur har inte förklarats fullständigt, och de flesta har bara en grov uppfattning om vad det är. Vissa utsläpp krockar i molnen, eller något liknande. Idag vände vi oss till våra fysikförfattare för att lära oss mer om blixtens natur. Hur blixten dyker upp, var blixten slår ner och varför åskan mullrar. Efter att ha läst artikeln kommer du att veta svaret på dessa och många andra frågor.

Vad är blixt

Blixt- gnista elektrisk urladdning i atmosfären.

elektrisk urladdning- detta är processen för strömflöde i mediet, förknippad med en betydande ökning av dess elektriska ledningsförmåga i förhållande till det normala tillståndet. Det finns olika typer av elektriska urladdningar i gas: gnista, båge, pyrande.

Gnisturladdning sker vid atmosfärstryck och åtföljs av en karakteristisk gnistspricka. En gnisturladdning är en samling av försvinnande och ersättande varandra filamentösa gnistkanaler. Spark-kanaler kallas också streamers. Gnistkanalerna är fyllda med joniserad gas, dvs plasma. Blixten är en jättegnista, och åskan är en mycket hög spricka. Men allt är inte så enkelt.

Blixtens fysiska natur

Hur förklaras blixtens ursprung? Systemet moln-jord eller moln-molnär en slags kondensator. Luft spelar rollen som ett dielektrikum mellan molnen. Den nedre delen av molnet har en negativ laddning. Med en tillräcklig potentialskillnad mellan molnet och marken uppstår förhållanden där blixtar uppstår i naturen.

Steg ledare

Innan den huvudsakliga blixten kan du observera en liten fläck som rör sig från molnet till marken. Detta är den så kallade stegledaren. Elektroner under inverkan av en potentialskillnad börjar röra sig mot marken. När de rör sig kolliderar de med luftmolekyler och joniserar dem. En joniserad kanal läggs från molnet till marken. På grund av jonisering av luft av fria elektroner ökar den elektriska ledningsförmågan i zonen av ledarbanan avsevärt. Ledaren banar så att säga vägen för huvudurladdningen och flyttar sig från en elektrod (moln) till en annan (jord). Jonisering sker ojämnt, så ledaren kan förgrena sig.

Baktändning

I samma ögonblick som ledaren närmar sig marken stiger spänningen i hans ände. Från marken eller från föremål som sticker ut ovanför ytan (träd, tak på byggnader) kastas en responsstreamer (kanal) mot ledaren. Denna egenskap hos blixten används för att skydda mot dem genom att installera en blixtstång. Varför slår blixten ner i en person eller ett träd? Faktum är att hon inte bryr sig om var hon ska slå. Trots allt letar blixten efter den kortaste vägen mellan jord och himmel. Det är därför det under ett åskväder är farligt att vara på slätten eller på vattenytan.

När ledaren når marken börjar en ström flyta genom den utlagda kanalen. Det är i detta ögonblick som huvudblixten observeras, åtföljd av en kraftig ökning av strömstyrka och energiutsläpp. Här är frågan, var kommer blixten ifrån? Det är intressant att ledaren sprider sig från molnet till marken, men den omvända ljusa blixten, som vi är vana vid att se, sprider sig från marken till molnet. Det är mer korrekt att säga att blixtar inte går från himlen till jorden, utan uppstår mellan dem.

Varför slår blixten ner?

Åska är resultatet av en stötvåg som genereras av den snabba expansionen av joniserade kanaler. Varför ser vi blixtar först och sedan hör åska? Allt handlar om skillnaden i ljudhastigheter (340,29 m/s) och ljus (299 792 458 m/s). Genom att räkna sekunderna mellan åska och blixtar och multiplicera dem med ljudets hastighet kan du ta reda på på vilket avstånd blixten slog ner från dig.

Behöver du ett jobb inom atmosfärsfysik? För våra läsare finns nu 10% rabatt på någon form av arbete

Typer av blixtar och fakta om blixtar

Blixtar mellan himmel och jord är inte den vanligaste blixten. Oftast uppstår blixtar mellan molnen och utgör inget hot. Förutom mark- och intramolnblixtar finns det blixtar som bildas i den övre atmosfären. Vilka typer av blixtar finns i naturen?

• Blixtar inom molnet;
• Boll blixt;
• "Alver";
• Jets;
• Sprites.

De tre sista typerna av blixtar kan inte observeras utan speciella instrument, eftersom de bildas på en höjd av 40 kilometer och uppåt.

Här är fakta om blixten:

• Längden på den längsta registrerade blixten på jorden var 321 km. Denna blixt sågs i Oklahoma, 2007.
• Den längsta blixten varade 7,74 sekunder och spelades in i Alperna.
• Blixten bildas inte bara på Jorden. Vet exakt om blixt på Venus, Jupiter, Saturnus och Uranus. Saturnus blixtar är miljontals gånger kraftfullare än jordens.
• Strömmen i blixten kan nå hundratusentals ampere, och spänningen kan nå miljarder volt.
• Blixtkanalens temperatur kan nå 30000 grader Celsius är 6 gånger solens yttemperatur.

Eldkula

Bollblixt är en separat typ av blixt, vars natur förblir ett mysterium. Sådan blixt är ett lysande föremål som rör sig i luften i form av en boll. Enligt de begränsade bevisen kan kulblixtar röra sig längs en oförutsägbar bana, delas upp i mindre blixtar, explodera eller helt enkelt försvinna oväntat. Det finns många hypoteser om uppkomsten av bollblixtar, men ingen kan erkännas som tillförlitlig. Faktum är att ingen vet hur bollblixtar ser ut. Vissa hypoteser reducerar observationen av detta fenomen till hallucinationer. Kulblixtar har aldrig observerats i laboratoriet. Allt forskare kan nöja sig med är ögonvittnesskildringar.

Slutligen inbjuder vi dig att titta på videon och påminna dig: om kurspapperet eller kontrollen föll på ditt huvud som en blixt en solig dag, misströsta inte. Studentservicespecialister har hjälpt studenter sedan 2000. Sök kvalificerad hjälp när som helst. 24 timmar per dag, 7 dagar i veckan är vi redo att hjälpa dig.

Bollblixt är ett unikt naturfenomen: förekomstens natur; fysikaliska egenskaper; karakteristisk

Hittills är det enda och största problemet i studien av detta fenomen oförmågan att återskapa sådan blixt i vetenskapliga laboratorier.

Därför förblir de flesta antaganden om den fysiska naturen hos ett sfäriskt elektriskt gäng i atmosfären teoretiska.

Den första som antydde bollblixtens natur var den ryske fysikern Pyotr Leonidovich Kapitsa. Enligt hans läror uppstår denna typ av blixt under en urladdning mellan åskmoln och jorden på den elektromagnetiska axeln längs vilken den driver.

Förutom Kapitsa lägger ett antal fysiker fram teorier om urladdningens ljud- och ramstruktur eller om kulblixtens joniska ursprung.

Många skeptiker har hävdat att detta bara är en visuell illusion eller kortvariga hallucinationer, och ett sådant naturfenomen existerar inte. För närvarande har modern utrustning och apparater ännu inte registrerat de radiovågor som krävs för att skapa blixtar.

Hur kulblixten bildas

Det bildas som regel under ett starkt åskväder, men det har märkts mer än en gång i soligt väder. Bollblixt uppstår plötsligt och i ett enda fall. Det kan dyka upp från moln, från träd eller andra föremål och byggnader. Bollblixtar övervinner enkelt hinder i sin väg, inklusive att falla in i trånga utrymmen. Fall beskrivs när den här typen av blixtar uppstod från en TV, flygplanscockpit, uttag, inomhus ... Samtidigt kan den kringgå föremål i sin väg och passera genom dem.

Upprepade gånger registrerades förekomsten av en elektrisk propp på samma ställen. Processen för rörelse eller migration av blixtar sker huvudsakligen horisontellt och på en höjd av cirka en meter över marken. Det finns också ett ljudackompanjemang i form av ett knas, knas och gnisslande, vilket leder till störningar i radion.

Enligt beskrivningarna av ögonvittnen till detta fenomen särskiljs två typer av blixtar:

Egenskaper

Ursprunget till sådan blixt är fortfarande okänt. Det finns versioner som en elektrisk urladdning sker antingen på ytan av blixten, eller kommer ut ur den totala volymen.

Forskare känner ännu inte till den fysiska och kemiska sammansättningen, tack vare vilken ett sådant naturfenomen lätt kan övervinna dörröppningar, fönster, små sprickor och återigen få sin ursprungliga storlek och form. I detta avseende lades hypotetiska antaganden fram om gasens struktur, men en sådan gas skulle enligt fysikens lagar behöva flyga upp i luften under påverkan av intern värme.

• Storleken på bollblixtar är vanligtvis 10 - 20 centimeter.
• Färgen på glöden kan som regel vara blå, vit eller orange. Vittnen till detta fenomen rapporterar dock att en permanent färg inte observerades och att den alltid ändrades.
• Formen på bollblixtar är i de flesta fall sfärisk.
• Varaktigheten av existensen uppskattades till inte mer än 30 sekunder.
• Temperaturen är inte helt utredd, men enligt experter är den uppe i 1000 grader Celsius.

Utan att veta arten av ursprunget till detta naturfenomen är det svårt att göra antaganden om hur bollblixtar rör sig. Enligt en teori kan rörelsen av denna form av elektrisk urladdning uppstå på grund av vindens kraft, verkan av elektromagnetiska svängningar eller attraktionskraften.

Varför bollblixtar är farliga

Trots de många olika hypoteserna om arten av förekomsten och egenskaperna hos detta naturfenomen måste man ta hänsyn till att interaktion med bollblixtar är extremt farlig, eftersom en boll fylld med en stor urladdning inte bara kan skada utan också döda. En explosion kan leda till tragiska konsekvenser.

• Den första regeln att följa när man möter en eldklot är att inte få panik, inte springa, inte göra snabba och abrupta rörelser.
• Det är nödvändigt att långsamt lämna bollens bana, samtidigt som du håller avstånd från den och inte vänder ryggen.
• När bollblixtar dyker upp i ett stängt rum är det första du ska göra att försöka öppna fönstret försiktigt för att skapa ett drag.
• Utöver ovanstående regler är det strängt förbjudet att kasta några föremål i plasmabollen, eftersom detta kan leda till en dödlig explosion.

Så i Lugansk-regionen dödade blixtar i storleken av en golfboll en förare, och i Pyatigorsk fick en man, som försökte borsta av en lysande boll, allvarliga brännskador på händerna. I Buryatia slog blixten ner genom taket och exploderade i huset. Explosionen var så kraftig att fönster och dörrar slogs ut, väggarna skadades och hushållets ägare skadades och fick en granatchock.

Video: 10 fakta om bollblixtar

Den här videon presenterar fakta om det mest mystiska och fantastiska naturfenomenet.