Vad är fenomenet med blixtar. Blixten är som ett mirakel i naturen. Regnbåge som fysiskt fenomen
Molnen breder ut sina vingar och stängde solen för oss ...
Varför hör vi ibland åska och se blixtar när det regnar? Var kommer dessa utbrott ifrån? Nu ska vi prata om detta i detalj.
Vad är blixt?
Vad är blixt? Detta är ett fantastiskt och mycket mystiskt naturfenomen. Det händer nästan alltid under ett åskväder. Vissa människor är förvånade, andra är rädda. Poeter skriver om blixtar, forskare studerar detta fenomen. Men mycket är fortfarande olöst.
En sak är säker - det är en jättegnista. Som att en miljard glödlampor exploderade! Dess längd är enorm - flera hundra kilometer! Och det är väldigt långt ifrån oss. Det är därför vi först ser det, och först sedan hör vi det. Åska är blixtens "röst". När allt kommer omkring når ljuset oss snabbare än ljud.
Och det finns blixtar på andra planeter. Till exempel på Mars eller Venus. Normal blixt varar bara en bråkdel av en sekund. Den består av flera kategorier. Blixtar dyker upp ibland ganska oväntat.
Hur bildas blixten?
Blixtar föds vanligtvis i ett åskmoln, högt över marken. Åskmoln dyker upp när luften börjar bli väldigt varm. Det är därför det kommer fantastiska åskväder efter en värmebölja. Miljarder laddade partiklar flockas bokstavligen till platsen där de har sitt ursprung. Och när de är väldigt, väldigt många så blossar de upp. Det är därifrån blixten kommer - från ett åskmoln. Hon kan slå i marken. Jorden drar henne. Men det kan gå sönder i själva molnet. Allt beror på vilken typ av blixt det är.
Vad är blixtar?
Det finns olika typer av blixtar. Och du behöver veta om det. Detta är inte bara ett "band" på himlen. Alla dessa "band" är olika från varandra.
Blixten är alltid ett nedslag, det är alltid en urladdning mellan något. Det finns fler än tio av dem! För tillfället kommer vi bara att nämna de mest grundläggande och bifoga bilder av blixtar till dem:
- Mellan åskmoln och jord. Det är just dessa "band" som vi är vana vid.
Mellan ett högt träd och ett moln. Samma "band", men slaget riktas åt andra hållet.
Tape lightning - när inte ett "band", utan flera parallellt.
- Mellan moln och moln, eller helt enkelt "spela ut" i ett moln. Denna typ av blixtar ses ofta under åskväder. Du behöver bara vara försiktig.
- Det finns även horisontella blixtar som inte rör marken alls. De är utrustade med kolossal styrka och anses vara de farligaste
- Alla har hört talas om bollblixtar! Få människor har sett dem. Det är ännu färre som skulle vilja se dem. Och det finns människor som inte tror på sin existens. Men eldklot finns! Att fotografera sådana blixtar är svårt. Det exploderar snabbt, även om det kan "gå", men det är bättre för en person bredvid henne att inte röra sig - det är farligt. Så - inte upp till kameran här.
- En typ av blixt med ett mycket vackert namn - "Fires of St. Elmo". Men det är inte riktigt blixt. Detta är glöden som visas i slutet av ett åskväder på spetsiga byggnader, lyktor, fartygsmaster. Också en gnista, bara inte dämpad och inte farlig. Elmos eldar är mycket vackra.
- Vulkaniska blixtar uppstår när en vulkan får ett utbrott. Vulkanen själv har redan en laddning. Det är förmodligen det som orsakar blixten.
- Spriteblixtar är något du inte kan se från jorden. De reser sig över molnen och hittills har få människor studerat dem. Dessa blixtar ser ut som maneter.
- Prickade blixtar studeras nästan inte. Det är extremt sällsynt att se det. Visuellt ser det verkligen ut som en prickad linje - som om blixtbandet smälter.
Det här är de olika typerna av blixtar. Det finns bara en lag för dem - en elektrisk urladdning.
Slutsats.
Även i forntida tider ansågs blixten vara både ett tecken och gudarnas raseri. Hon var ett mysterium förut och förblir så nu. Oavsett hur de bryter ner det till de minsta atomerna och molekylerna! Och det är alltid fantastiskt vackert!
Blixtnedslag - gasutsläpp under naturliga förhållanden
Introduktion3
1. Historiska synpunkter på blixten 4
2. Blixt 6
Typer av blixtar9
Fysik av linjär blixt9
Gåta med bollblixtar …………………………………………………………...13
3. Plats 26
Typer av utsläpp26
gnistanladdning2 6
4. Åskskydd 33
Slutsats3 7
Lista över användningsområdenovannoylitteratur39
Introduktion
Valet av ämnet för min uppsats beror inte bara på personligt intresse, utan också på relevans. Blixtens natur är fylld av många mysterier. När forskare beskriver detta sällsynta fenomen tvingas forskarna att endast förlita sig på spridda ögonvittnesskildringar. Dessa magra berättelser och en handfull fotografier - det är allt som vetenskapen har. Som en vetenskapsman sa vet vi inte mer om blixtar än vad de forntida egyptierna visste om stjärnornas natur.
Blixten är av stort intresse inte bara som ett säreget naturfenomen. Det gör det möjligt att observera en elektrisk urladdning i ett gasformigt medium vid en spänning på flera hundra miljoner volt och ett avstånd mellan elektroderna på flera kilometer. Syftet med denna uppsats är att överväga orsakerna till blixtnedslag, studiet av olika typer av elektriska laddningar. Frågan om åskskydd behandlas också i abstrakt begrepp. Människor har länge förstått vilken skada ett blixtnedslag kan medföra och har kommit på skydd mot det.
Blixtar har länge varit av intresse för forskare, men i vår tid vet vi bara lite mer om deras natur än för 250 år sedan, även om vi kunde upptäcka dem även på andra planeter.
2. Historiska synpunkter på blixten
Blixtar och åska uppfattades ursprungligen av människor som ett uttryck för gudarnas vilja och i synnerhet som ett uttryck för Guds vrede. Samtidigt har det nyfikna mänskliga sinnet länge försökt förstå blixtens och åskans natur, för att förstå deras naturliga orsaker. I gamla tider tänkte Aristoteles på detta. Lucretius tänkte på blixtens natur. Hans försök att förklara åskan som en konsekvens av att "molnen kolliderar där under vindarnas tryck" verkar väldigt naiva.
Under många århundraden, inklusive medeltiden, trodde man att blixten är en eldig ånga som fångas i molnens vattenånga. Den expanderar, bryter igenom dem på den svagaste platsen och rusar snabbt ner till jordens yta.
År 1752 bevisade Benjamin Franklin (Fig. 1) experimentellt att blixten är en stark elektrisk urladdning. Forskaren utförde det berömda experimentet med en drake, som lanserades i luften när ett åskväder närmade sig.
Experiment: En spetsig tråd fästes i ormens kors, en nyckel och ett sidenband knöts i änden av repet som han höll med handen. Så fort åskmolnet var ovanför draken började den spetsiga tråden dra ut en elektrisk laddning från den, och draken, tillsammans med draglinan, blev elektrifierade. Efter att regnet blötter draken och snöret, vilket gör dem fria att leda en elektrisk laddning, kan man observera hur den elektriska laddningen kommer att "tömmas" när fingret närmar sig.
Samtidigt med Franklin, M.V. Lomonosov och G.V. Rik man.
Tack vare deras forskning i mitten av 1700-talet bevisades blixtens elektriska natur. Sedan dess har det blivit tydligt att blixten är en kraftfull elektrisk urladdning som uppstår när molnen är tillräckligt elektrifierade.
Blixt
Blixten är en evig källa för att ladda jordens elektriska fält. I början av 1900-talet användes atmosfäriska sonder för att mäta jordens elektriska fält. Dess styrka vid ytan visade sig vara cirka 100 V/m, vilket motsvarar planetens totala laddning cirka 400 000 C. Joner fungerar som laddningsbärare i jordens atmosfär, vars koncentration ökar med höjden och når ett maximum på en höjd av 50 km, där ett elektriskt ledande skikt, jonosfären, bildades under inverkan av kosmisk strålning. Därför är jordens elektriska fält fältet för en sfärisk kondensator med en applicerad spänning på cirka 400 kV. Under verkan av denna spänning flyter en ström på 2-4 kA från de övre skikten till de nedre, vars densitet är 1-12 A/m2 och energi upp till 1,5 GW frigörs. Och detta elektriska fält skulle försvinna om det inte fanns några blixtar! Därför, vid bra väder, laddas den elektriska kondensatorn - Jorden - och under ett åskväder laddas den.
Blixtnedslag är en naturlig urladdning av stora ansamlingar av elektrisk laddning i den lägre atmosfären. En av de första som slog fast detta var den amerikanske statsmannen och vetenskapsmannen B. Franklin. 1752 experimenterade han med en drake, till vars snöre en metallnyckel var fäst, och fick gnistor från nyckeln under ett åskväder. Sedan dess har blixten studerats intensivt som ett intressant naturfenomen, och även på grund av de allvarliga skadorna på kraftledningar, hus och andra byggnader orsakade av direkta blixtar eller inducerade spänningar.
Hur utlöser man en blixt? Det är väldigt svårt att studera vad som kommer att hända på en obegriplig plats och när. Det är nämligen så här forskare som studerar blixtens natur har arbetat i många år. Man tror att stormen på himlen leds av profeten Elia och vi får inte veta hans planer. Men forskare har länge försökt ersätta profeten Elia genom att skapa en ledande kanal mellan ett åskmoln och jorden. För detta lanserade B. Franklin en drake under ett åskväder, som slutade i en tråd och ett gäng metallnycklar. Genom att göra detta orsakade han svaga urladdningar som flödade ner i tråden, och var den första som bevisade att blixten är en negativ elektrisk urladdning som flödar från molnen till marken. Franklins experiment var extremt farliga, och en av dem som försökte upprepa dem, den ryske akademikern G. V. Richman, dog 1753 av ett blixtnedslag.
På 1990-talet lärde sig forskare hur man framkallar blixtar utan att äventyra deras liv. Ett sätt att orsaka blixtar är att skjuta upp en liten raket från marken direkt in i ett åskmoln. Längs hela banan joniserar raketen luften och skapar på så sätt en ledande kanal mellan molnet och marken. Och om den negativa laddningen av molnets botten är tillräckligt stor, inträffar en blixtladdning längs den skapade kanalen, vars alla parametrar registreras av enheter som ligger nära raketstartplattan. För att skapa ännu bättre förutsättningar för en blixtladdning är en metalltråd fäst vid raketen, som ansluter den till marken.
Molnet är en fabrik för produktion av elektriska laddningar. Men olika "laddat" damm kan dyka upp på kropparna, även om de är gjorda av samma material - det räcker att ytmikrostrukturen är annorlunda. Till exempel, när en slät kropp skaver mot en grov, kommer båda att elektrifieras.
Ett åskmoln är en enorm mängd ånga, varav en del har kondenserats till små droppar eller isflak. Toppen av ett åskmoln kan vara på en höjd av 6-7 km, och botten hänger över marken på en höjd av 0,5-1 km. Över 3-4 km består molnen av isflak av olika storlekar, eftersom temperaturen där alltid är under noll. Dessa isflak är i konstant rörelse, orsakade av stigande strömmar av varm luft från jordens uppvärmda yta. Mindre isbitar är lättare än större att föras bort av stigande luftströmmar. Därför kolliderar "niviga" små isflak, som rör sig till den övre delen av molnet, hela tiden med stora. Vid varje sådan kollision sker elektrifiering, där stora isbitar laddas negativt och små är positivt laddade. Med tiden finns positivt laddade små isbitar på toppen av molnet och negativt laddade stora längst ner. Med andra ord är toppen av ett åskväder positivt laddad, medan botten är negativt laddad. Allt är redo för en blixtladdning, där en nedbrytning av luft sker och en negativ laddning från botten av åskmolnet strömmar till jorden.
Blixten är ett "hej" från rymden och en källa till röntgenstrålar. Molnet självt kan dock inte elektrifiera sig själv så att det orsakar en urladdning mellan dess nedre del och jorden. Den elektriska fältstyrkan i ett åskmoln överstiger aldrig 400 kV/m, och elektriskt genombrott i luft sker vid en styrka större än 2500 kV/m. För att blixtnedslag ska inträffa krävs därför något annat än ett elektriskt fält. År 1992, den ryska vetenskapsmannen A. Gurevich från det fysiska institutet. P. N. Lebedeva från den ryska vetenskapsakademin (FIAN) föreslog att kosmiska strålar, högenergipartiklar som faller på jorden från rymden med nästan ljushastigheter, kan vara ett slags antändning för blixtar. Tusentals sådana partiklar bombarderar varje kvadratmeter av jordens atmosfär varje sekund.
Enligt Gurevichs teori joniserar en partikel av kosmisk strålning, som kolliderar med en luftmolekyl, den, vilket resulterar i bildandet av ett stort antal högenergielektroner. Väl i det elektriska fältet mellan molnet och jorden accelereras elektronerna till nästan ljushastigheter, vilket joniserar vägen för deras rörelse och orsakar därmed en lavin av elektroner som rör sig med dem till jorden. Den joniserade kanalen som skapas av denna lavin av elektroner används av blixten för att ladda ur.
Nyligen genomförda studier har visat att blixtnedslag är en ganska kraftfull källa till röntgenstrålning, vars intensitet kan vara upp till 250 000 elektronvolt, vilket är ungefär dubbelt så mycket som används vid lungröntgen.
Typer av blixtar
a) De flesta blixtar uppstår mellan moln och marken, dock finns det blixtar som uppstår mellan moln. Alla dessa blixtar kallas linjära. Längden på en enskild linjär blixt kan mätas i kilometer.
b) En annan typ av blixt är tejpblixt (Fig. 2). I det här fallet skiftade följande bild, som om det fanns flera nästan identiska linjära blixtar i förhållande till varandra.
c) Det märktes att blixten i vissa fall bryts upp i separata lysande sektioner som är flera tiotals meter långa. Detta fenomen kallas bead lightning. Enligt Malan (1961) förklaras denna typ av blixt med utgångspunkt från en utdragen urladdning, varefter skenet skulle tyckas vara ljusare på den plats där kanalen böjer sig i riktning mot betraktaren, observerar den med sin ände mot sig. Och Youman (1962) ansåg att detta fenomen borde betraktas som ett exempel på "pingeffekten", som består i en periodisk förändring av urladdningskolonnens radie med en period på flera mikrosekunder.
d) Bollblixtar, som är det mest mystiska naturfenomenet.
Fysik av linjär blixt
Linjär blixt är en serie pulser som snabbt följer varandra. Varje impuls är en nedbrytning av luftgapet mellan molnet och marken, vilket sker i form av en gnisturladdning. Låt oss först titta på den första impulsen. Det finns två steg i dess utveckling: först bildas en urladdningskanal mellan molnet och marken, och sedan passerar en huvudströmpuls snabbt genom den bildade kanalen.
Det första steget är bildandet av en utloppskanal. Allt börjar med det faktum att ett elektriskt fält med mycket hög intensitet bildas i den nedre delen av molnet - 105 ... 106 V / m.
Fria elektroner får enorma accelerationer i ett sådant fält. Dessa accelerationer är riktade nedåt, eftersom den nedre delen av molnet är negativt laddad, medan jordens yta är positivt laddad. På vägen från den första kollisionen till nästa får elektronerna betydande kinetisk energi. Därför, när de kolliderar med atomer eller molekyler, joniserar de dem. Som ett resultat föds nya (sekundära) elektroner, som i sin tur accelereras i molnfältet och sedan joniserar nya atomer och molekyler vid kollisioner. Hela laviner av snabba elektroner uppstår och bildar moln längst ner, plasma-"trådar" - en streamer.
Genom att smälta samman med varandra ger streamrarna upphov till en plasmakanal, genom vilken huvudströmpulsen därefter passerar.
Denna plasmakanal, som utvecklas från molnets "botten" till jordens yta, är fylld med fria elektroner och joner och kan därför leda elektrisk ström bra. Han kallas ledare eller mer exakt stegledare. Faktum är att kanalen inte bildas smidigt, utan i hopp - "steg".
Varför det blir pauser i ledarrörelsen och dessutom relativt regelbundna sådana är inte exakt känt. Det finns flera teorier om stegledare.
1938 lade Schonlund fram två möjliga förklaringar till den försening som orsakar ledarens stegrade natur. Enligt en av dem ska det ske en rörelse av elektroner nedför kanalen lead streamer (drackhandla omdet där). En del av elektronerna fångas dock upp av atomer och positivt laddade joner, så att det tar lite tid för nya framåtgående elektroner att komma in innan en potentialgradient skapas som är tillräcklig för att strömmen ska fortsätta. Enligt en annan synvinkel tar det tid för positivt laddade joner att samlas under huvudet på ledarkanalen och därmed skapa en tillräcklig potentialgradient över den. Men de fysiska processerna som sker nära ledarens huvud är ganska förståeliga. Fältstyrkan under molnet är ganska stor – det är den<
b/m; i området av rymden direkt framför ledarens huvud är det ännu större. I ett starkt elektriskt fält nära ledarhuvudet sker intensiv jonisering av luftatomer och molekyler. Det uppstår för det första på grund av att atomer och molekyler bombarderas av snabba elektroner som emitteras från ledaren (den s.k. påverka jonisering), och för det andra absorptionen av atomer och molekyler av fotoner av ultraviolett strålning som emitteras av ledaren (fotojonisering). På grund av den intensiva joniseringen av luftatomerna och molekylerna som påträffas på ledarens väg, växer plasmakanalen och ledaren rör sig mot jordens yta.>
Med hänsyn till stoppen längs vägen tog det ledaren 10…20 ms att nå marken på ett avstånd av 1 km mellan molnet och markytan. Nu är molnet anslutet till marken med en plasmakanal, som perfekt leder ström. Kanalen med joniserad gas kortslutade så att säga molnet med jorden. Detta fullbordar det första steget i utvecklingen av den initiala impulsen.
Andra fasen går snabbt och kraftfullt. Huvudströmmen forsar längs vägen som anlagts av ledaren. Strömpulsen varar ungefär 0,1 ms. Den nuvarande styrkan når värden av beställningen<
A. En betydande mängd energi frigörs (upp till
J). Gastemperaturen i kanalen når
. Det är i detta ögonblick som det utomordentligt starka ljuset som vi observerar i en blixtladdning föds, och åska uppstår, orsakad av plötslig expansion av en plötsligt upphettad gas.>
Det är väsentligt att både glöden och uppvärmningen av plasmakanalen utvecklas i riktning från marken till molnet, d.v.s. ner upp. För att förklara detta fenomen delar vi villkorligt upp hela kanalen i flera delar. Så snart kanalen bildas (ledarens huvud har nått marken) hoppar först och främst elektronerna som var i dess lägsta del ner; därför är den nedre delen av kanalen den första som lyser och värms upp. Sedan rusar elektroner från nästa (högre upp del av kanalen) till marken; glöden och uppvärmningen av denna del börjar. Och så gradvis - från botten till toppen - ingår fler och fler elektroner i rörelsen till marken; som ett resultat utbreder sig glöden och uppvärmningen av kanalen i riktning uppåt.
Efter att huvudströmpulsen har passerat blir det en paus
varaktighet från 10 till 50 ms. Under denna tid går kanalen praktiskt taget ut, dess temperatur sjunker till ungefär<
, minskar graden av kanaljonisering avsevärt.>
Om det går längre tid än vanligt mellan efterföljande blixtnedslag kan joniseringsgraden vara så låg, särskilt i den nedre delen av kanalen, att en ny pilot behövs för att återjonisera luften. Detta förklarar individuella fall av bildandet av steg i ledarnas nedre ändar, som inte föregår de första utan efterföljande huvudblixten.
Som diskuterats ovan följer den nya ledaren den väg som den ursprungliga ledaren slog in. Den går hela vägen från topp till botten utan att stanna (1ms). Och återigen följer en kraftfull puls av huvudströmmen. Efter ytterligare en paus upprepas allt. Som ett resultat sänds flera kraftfulla pulser ut, som vi naturligt uppfattar som en enda blixtladdning, som en enda ljus blixt (fig. 3).
Ball Lightning Mystery
Bollblixtar skiljer sig absolut från vanliga (linjära) blixtar, varken i sitt utseende eller i hur den beter sig. Vanlig blixt är kortlivad; bollen lever tiotals sekunder, minuter. Vanliga blixtar åtföljs av åska; bollen är nästan tyst, dess beteende har mycket oförutsägbarhet (Fig. 4).
Bollblixten ställer oss många mysterier, frågor som det inte finns något tydligt svar på. I dagsläget kan man bara spekulera och ställa hypoteser.
Den enda metoden för att studera bollblixtar är systematisering och analys av slumpmässiga observationer.
Observationsbearbetningsresultat
Här är den mest tillförlitliga informationen om bollblixt (BL)
CMM är ett sfäriskt föremål med en diameter på 5 ... 30 cm. Formen på CMM ändras något och tar päronformade eller tillplattade sfäriska konturer. Mycket sällan observerades BL i form av en torus.
CMM lyser vanligtvis orange, fall av violett färg noteras. Ljusstyrkan och glödens natur liknar glöden hos glödhett kol, ibland jämförs glödens intensitet med en svag elektrisk glödlampa. Mot bakgrund av homogen strålning framträder och rör sig mer ljust lysande områden (bländning).
Livslängden för BL är från några sekunder till tio minuter. Existensen av CMM slutar med att den försvinner, ibland åtföljd av en explosion eller en ljus blixt som kan orsaka brand.
CMM observeras vanligtvis under ett åskväder med regn, men det finns anekdotiska bevis på observation av CMM under ett åskväder utan regn. Det har förekommit fall av observationer av CMM över vattenförekomster på avsevärt avstånd från kusten eller andra föremål.
CMM svävar i luften och rör sig tillsammans med luftströmmar, men samtidigt kan den göra "konstiga" aktiva rörelser som uppenbarligen inte sammanfaller med luftens rörelse.
När den kolliderar med omgivande föremål studsar BL av som en dåligt uppblåst ballong eller slutar sin existens.
Vid kontakt med stålföremål förstörs CMM, och en ljus blixt som varar i flera sekunder observeras, åtföljd av flygande lysande fragment som liknar metallsvetsning. Stålföremål vid efterföljande inspektion smälts lätt.
CMM kommer ibland in i lokalerna genom stängda fönster. De flesta av vittnena beskriver penetrationsprocessen som att den häller genom ett litet hål, en mycket liten del av vittnena hävdar att CMM penetrerar genom intakt fönsterglas, men praktiskt taget inte ändrar sin form.
Med en kort beröring av CMM på mänsklig hud registreras mindre brännskador. Allvarliga brännskador och till och med dödsfall registrerades vid kontakter som slutade i en blixt eller explosion.
Signifikanta förändringar i storleken på BL och ljusstyrkan på glöden under observationsperioden observeras inte.
Det finns bevis på observation av processen för uppkomsten av CMM från eluttag eller fungerande elektriska apparater. I det här fallet uppträder först en lysande punkt, som inom några sekunder ökar till en storlek av cirka 10 cm. I alla sådana fall existerar BL i flera sekunder och förstörs med en karakteristisk pop utan betydande skada på de föremål som finns och miljö.
En speciell typ av blixt - bollblixt (centimeter. ELDKULA), en lysande sfäroid med hög specifik energi, ofta bildad efter ett linjärt blixtnedslag.
encyklopedisk ordbok. 2009 .
Se vad "LIGHTNING (fenomen)" är i andra ordböcker:
Blixtnedslag: Blixtnedslag är ett atmosfäriskt fenomen. Bollblixtar är ett atmosfäriskt fenomen. En dragkedja är en typ av fäste som är utformad för att ansluta eller separera två stycken material (vanligtvis tyg). Blixthandelsnätverk, populärt ... ... Wikipedia
Naturlig urladdning av stora ansamlingar av elektrisk laddning i de lägre lagren av atmosfären. En av de första som slog fast detta var den amerikanske statsmannen och vetenskapsmannen B. Franklin. 1752 experimenterade han med en drake, till vars snöre han var fäst ... ... Geografisk uppslagsverk
Ett naturfenomen i form av elektriska urladdningar mellan moln och jorden. M. är en av riskfaktorerna inom försäkring. Ordbok över affärstermer. Akademik.ru. 2001... Ordlista över affärstermer
Naturlig urladdning av stora ansamlingar av elektrisk laddning i de lägre lagren av atmosfären. En av de första som slog fast detta var den amerikanske statsmannen och vetenskapsmannen B. Franklin. 1752 experimenterade han med en drake, till vars snöre han var fäst ... ... Collier Encyclopedia
Denna term har andra betydelser, se Blixt (betydelser). Blixt Blixt är en gigantisk elektrisk gnisturladdning i atmosfären som vanligtvis kan uppstå ... Wikipedia
Detta är namnet på en elektrisk urladdning mellan två moln, eller mellan delar av samma moln, eller mellan ett moln och jorden. Det finns tre typer av M.: linjär, vag eller platt och sfärisk. 1) Linear M. ser bländande ljus ut ... ... Encyclopedic Dictionary F.A. Brockhaus och I.A. Efron
blixt-- ▲ naturfenomen elektriska urladdningar i gaser, (att vara) i atmosfären blixtar gigantiska atmosfäriska gnistorladdningar (mellan moln eller mellan moln och jordens yta), manifesterad som en stark ljusblixt och åtföljd av åska. ... .. . Ideografisk ordbok för det ryska språket
Ett fysiskt fenomen som är välkänt för alla, särskilt i öst, och som ofta nämns i St. Skriften antingen som en symbol för Guds dom och vrede över de ogudaktiga (Ps. 10:6), eller som en bild av ett extraordinärt upplysande ljus (Matt. 28: 3), eller som en likhet ... ... Bibeln. Gamla och Nya testamentet. Synodal översättning. Bibeluppslagsbok båge. Nicephorus.
blixt-- BLIXT, och, g Optiskt fenomen, som är en ljus blixt på himlen, orsakad av en kraftig gnisturladdning av atmosfärisk elektricitet mellan moln eller mellan moln och jorden. På natten, under ett åskväder, slog blixten ner i en ensam gammal tall, ... ... Förklarande ordbok för ryska substantiv
Naturligtvis vetenskapligt och metaforiskt begrepp, ofta använt inom ramen för beskrivningar av mekanismerna för skapandet av världen och Logos hantverk, och också förknippat med ljus och upplysning. I de flesta religioner och myter är gudomen dold för mänskliga ögon, och ... ... Filosofiens historia: Encyclopedia
Blixten som naturfenomen
Blixten är en gigantisk elektrisk gnistanladdning mellan moln eller mellan moln och jordytan, flera kilometer lång, tiotals centimeter i diameter och tiondels sekund lång. Blixten åtföljs av åska. Förutom linjära blixtar observeras då och då bollblixtar.
Blixtens natur och orsaker
Ett åskväder är en komplex atmosfärisk process, och dess förekomst beror på bildandet av cumulonimbusmoln. Stark molnighet är en följd av atmosfärens betydande instabilitet. Åskväder kännetecknas av starka vindar, ofta kraftigt regn (snö), ibland med hagel. Före ett åskväder (en timme eller två före ett åskväder) börjar atmosfärstrycket att sjunka snabbt tills vinden plötsligt tilltar och sedan börjar stiga.
Åskväder kan delas in i lokal, frontal, natt, i bergen. Oftast stöter en person på lokala eller termiska åskväder. Dessa åskväder förekommer endast i varmt väder med hög luftfuktighet. Som regel förekommer de på sommaren vid middagstid eller eftermiddag (12-16 timmar). Vattenångan i den uppåtgående varmluftsströmmen kondenserar på en höjd, samtidigt som mycket värme frigörs och de uppåtgående luftströmmarna värms upp. Den stigande luften är varmare än den omgivande luften och expanderar tills det blir ett åskmoln. Stora stormmoln fylls ständigt med iskristaller och vattendroppar. Som ett resultat av deras krossning och friktion mellan sig och mot luften bildas positiva och negativa laddningar, under påverkan av vilka ett starkt elektrostatiskt fält uppstår (styrkan hos det elektrostatiska fältet kan nå 100 000 V / m). Och den potentiella skillnaden mellan de enskilda delarna av molnet, molnen eller molnet och jorden når enorma värden. När den elektriska luftens kritiska spänning uppnås sker en lavinliknande luftjonisering - en gnisturladdning av blixt.
Ett frontalt åskväder uppstår när massor av kall luft kommer in i ett område som domineras av varmt väder. Kall luft tränger undan varm luft, medan den senare stiger till en höjd av 5-7 km. Varma lager av luft invaderar inuti virvlar i olika riktningar, en storm bildas, stark friktion mellan luftlagren, vilket bidrar till ackumulering av elektriska laddningar. Längden på ett frontalt åskväder kan nå 100 km. Till skillnad från lokala åskväder blir det oftast kallare efter frontala åskväder. Ett nattåskväder är förknippat med jordens kylning på natten och bildandet av virvelströmmar av den uppåtgående luften. Åskvädret i bergen förklaras av skillnaden i solstrålning som bergens södra och norra sluttningar utsätts för. Natt- och bergsåskväder är inte starka och korta.
Åskväder aktivitet i olika regioner på vår planet är olika. Världscentra för åskväder: Java Island - 220, Ekvatorialafrika -150, södra Mexiko - 142, Panama - 132, Centrala Brasilien - 106 åskväderdagar om året. Ryssland: Murmansk - 5, Archangelsk - 10, St. Petersburg - 15, Moskva - 20 åskväderdagar om året.
Efter typ av blixt delas in i linjär, pärla och boll. Pärl- och bollblixtar är ganska sällsynta.
Blixtarladdningen utvecklas på några tusendelar av en sekund; vid så höga strömmar värms luften i åskkanalens zon nästan omedelbart upp till en temperatur på 30 000-33 000 ° C. Som ett resultat stiger trycket kraftigt, luften expanderar - en stötvåg uppstår, åtföljd av ett ljud impuls - åska. På grund av det faktum att den elektriska fältstyrkan som skapas av molnets statiska elektriska laddning på högt spetsiga föremål är särskilt hög, uppstår en glöd; som ett resultat börjar luftjonisering, en glödurladdning uppstår och rödaktiga glödtungor dyker upp, ibland förkortas och återigen förlängas. Försök inte att släcka dessa bränder, som det finns ingen förbränning. Vid en hög elektrisk fältstyrka kan en stråle av lysande filament uppträda - en koronaurladdning, som åtföljs av ett väsande. Linjär blixt kan också ibland uppstå i frånvaro av åskmoln. Det är ingen slump att talesättet uppstod - "åska från klar himmel".
Kommunal läroanstalt
Gymnastiksal "Laboratory Salakhov"
Kreativt arbete inom fysik
på ämnet: Elektriska fenomen i naturen: blixtar
Berättelse
Blixtens elektriska natur avslöjades i forskningen av den amerikanske fysikern B. Franklin, på grundval av vilken ett experiment utfördes för att utvinna elektricitet från ett åskmoln. Franklins erfarenhet av att belysa blixtens elektriska natur är allmänt känd. År 1750 publicerade han ett verk som beskrev ett experiment med en drake som sjösattes i ett åskväder. Franklins upplevelse beskrevs i Joseph Priestleys verk.
Blixtens fysiska egenskaper
Den genomsnittliga blixtens längd är 2,5 km, vissa utsläpp sträcker sig i atmosfären för ett avstånd på upp till 20 km.
blixtbildning
Oftast uppstår blixtar i cumulonimbusmoln, då kallas de åskmoln; ibland bildas blixtar i nimbostratusmoln, såväl som under vulkanutbrott, tornados och dammstormar.
Linjära blixtar observeras vanligtvis, som hör till de så kallade elektrodlösa urladdningarna, eftersom de börjar (och slutar) i kluster av laddade partiklar. Detta bestämmer några av deras fortfarande oförklarade egenskaper som skiljer blixtar från urladdningar mellan elektroderna. Så blixten är inte kortare än några hundra meter; de uppstår i elektriska fält som är mycket svagare än fälten under interelektrodurladdningar; insamlingen av laddningar som bärs av blixten sker på tusendels sekund från miljarder små, väl isolerade partiklar som finns i en volym på flera km³. Processen för utveckling av blixtar i åskmoln är den mest studerade, medan blixtar kan passera i själva molnen - intramolnblixtar, och kan slå ner i marken - markblixtar. För att blixtnedslag ska inträffa är det nödvändigt att i en relativt liten (men inte mindre än någon kritisk) volym av molnet bildas ett elektriskt fält med en styrka som är tillräcklig för att starta en elektrisk urladdning (~ 1 MV/m), och i en betydande del av molnet finns ett fält med en medelstyrka som är tillräcklig för att upprätthålla den påbörjade urladdningen (~ 0,1-0,2 MV / m). Vid blixtnedslag omvandlas molnets elektriska energi till värme och ljus.
mark blixtar
Processen med markblixtutveckling består av flera steg. I det första steget, i den zon där det elektriska fältet når ett kritiskt värde, börjar stötjonisering, initialt skapad av fria elektroner, som alltid finns närvarande i en liten mängd i luften, som, under inverkan av ett elektriskt fält, förvärvar betydande hastigheter mot marken och, när de kolliderar med molekylerna som utgör luften, joniserar dem. Enligt mer moderna idéer initieras urladdningen av kosmiska strålar med hög energi, som utlöser en process som kallas för runaway breakdown. Sålunda uppstår elektronlaviner som förvandlas till filament av elektriska urladdningar - streamers, som är välledande kanaler, som, sammanslagna, ger upphov till en ljus termiskt joniserad kanal med hög ledningsförmåga - en stegvis blixtledare.
Ledarens rörelse till jordytan sker i steg om flera tiotals meter med en hastighet av ~ 50 000 kilometer per sekund, varefter dess rörelse stannar i flera tiotals mikrosekunder, och glöden försvagas kraftigt; sedan, i det efterföljande steget, avancerar ledaren igen flera tiotals meter. Samtidigt täcker ett starkt sken alla steg som passerats; sedan följer åter ett stopp och en försvagning av glöden. Dessa processer upprepas när ledaren rör sig till jordens yta med en medelhastighet på 200 000 meter per sekund.
När ledaren rör sig mot marken ökar fältstyrkan vid dess ände och under dess verkan kastas en responsstreamer ut ur föremålen som sticker ut på jordens yta och förbinder sig med ledaren. Denna funktion av blixt används för att skapa en blixtstång.
I slutskedet följs den ledarjoniserade kanalen av en omvänd (från botten till toppen), eller huvud, blixtarladdning, kännetecknad av strömmar från tiotals till hundratusentals ampere, en ljusstyrka som är märkbart högre än ljusstyrkan på ledaren, och en hög framfart, som initialt nådde ~ 100 000 kilometer per sekund och i slutet minskade till ~ 10 000 kilometer per sekund. Kanalens temperatur under huvudurladdningen kan överstiga 25 000 °C. Blixtkanalens längd kan vara från 1 till 10 km, diametern är flera centimeter. Efter passagen av strömpulsen försvagas joniseringen av kanalen och dess glöd. I slutskedet kan blixtströmmen vara hundradelar och till och med tiondels sekund och nå hundratals och tusentals ampere. Sådana blixtar kallas utdragna, de orsakar oftast bränder.
Huvudurladdningen släpper ofta bara ut en del av molnet. Laddningar som ligger på hög höjd kan ge upphov till att en ny (pilformad) ledare rör sig kontinuerligt med en hastighet av tusentals kilometer per sekund. Ljusstyrkan på dess glöd är nära ljusstyrkan hos den stegade ledaren. När den svepta ledaren når jordens yta följer ett andra huvudslag, liknande det första. Blixtar inkluderar vanligtvis flera upprepade urladdningar, men deras antal kan nå upp till flera dussin. Varaktigheten av flera blixtar kan överstiga 1 sekund. Förskjutningen av kanalen för flera blixtar av vinden skapar den så kallade bandblixten - en lysande rand.
Intramolnblixtar
Intramolnblixt inkluderar vanligtvis bara ledarsteg; deras längd varierar från 1 till 150 km. Andelen intramolnblixtar ökar med skiftet till ekvatorn och ändras från 0,5 på tempererade breddgrader till 0,9 i ekvatorremsan. Blixtens passage åtföljs av förändringar i elektriska och magnetiska fält och radioemission, de så kallade atmosfärerna. Sannolikheten för att ett markobjekt träffas av blixten ökar när dess höjd ökar och med en ökning av jordens elektriska ledningsförmåga på ytan eller på ett visst djup (verkan av en blixtstång baseras på dessa faktorer). Om det finns ett elektriskt fält i molnet som är tillräckligt för att upprätthålla urladdningen, men inte tillräckligt för att få det att inträffa, kan en lång metallkabel eller ett flygplan spela rollen som blixtinitiator - speciellt om det är starkt elektriskt laddat. På så sätt "provoceras" ibland blixtar i nimbostratus och kraftfulla cumulusmoln.
"I varje sekund träffar cirka 50 blixtar jordens yta, och i genomsnitt träffas varje kvadratkilometer av den av blixtar sex gånger om året."
De mest kraftfulla blixtarna orsakar födelsen av fulguriter.
människor och blixtar
Blixten är ett allvarligt hot mot människors liv. En persons eller ett djurs nederlag med blixten sker ofta i öppna utrymmen. elektrisk ström följer den kortaste vägen "åskmoln-jord". Blixten träffar ofta träd och transformatorinstallationer på järnvägen och får dem att antändas. Det är omöjligt att träffas av vanliga linjära blixtar inuti en byggnad, men det finns en uppfattning om att den så kallade kulblixten kan tränga in genom sprickor och öppna fönster. Vanliga blixtar är farliga för tv- och radioantenner som är placerade på taken i höghus, såväl som för nätverksutrustning.
I offrens kropp noteras samma patologiska förändringar som vid elektrisk stöt. Offret förlorar medvetandet, faller, kramper kan uppstå, andning och hjärtslag stannar ofta. På kroppen kan man vanligtvis hitta "strömmärken", punkterna för in- och utträde av elektricitet. I händelse av ett dödligt utfall är orsaken till upphörandet av grundläggande vitala funktioner ett plötsligt upphörande av andning och hjärtslag, från den direkta inverkan av blixten på respiratoriska och vasomotoriska centra i medulla oblongata. Så kallade tecken på blixt blir ofta kvar på huden, trädliknande ljusrosa eller röda ränder som försvinner när man trycker på dem med fingrarna (de kvarstår i 1-2 dagar efter döden). De är resultatet av expansion av kapillärer i zonen med blixtkontakt med kroppen.
När den träffas av blixten bör den första medicinska hjälpen vara brådskande. I svåra fall (andningsuppehåll och hjärtklappning) är återupplivning nödvändig, den bör tillhandahållas, utan att vänta på medicinsk personal, av något vittne om olyckan. Återupplivning är effektiv endast under de första minuterna efter ett blixtnedslag, startade efter 10 - 15 minuter, som regel är det inte längre effektivt. Akut sjukhusvård är nödvändig i alla fall.
blixtens offer
1. I mytologi och litteratur:
1. Asclepius, Aesculapius - Apollons son - läkarnas och medicinsk konsts gud, botade inte bara, utan återupplivade också de döda. För att återställa den störda världsordningen slog Zeus honom med blixten.
2. Phaethon - son till solguden Helios - åtog sig en gång att köra sin fars solvagn, men kunde inte hålla tillbaka de eldsprutande hästarna och förstörde nästan jorden i en fruktansvärd låga. Den rasande Zeus genomborrade Phaethon med blixten.
2. Historiska siffror:
1. Rysk akademiker G. V. Richman - 1753 dog han av ett blixtnedslag.
2. Den 4 juli 2009 dog folkets vice i Ukraina, före detta guvernör i Rivne-regionen V. Chervoniy av ett blixtnedslag.
· Roy Sullivan överlevde efter att ha blivit träffad av blixten sju gånger.
· Amerikanska majoren Summerford dog efter en lång tids sjukdom (resultatet av ett tredje blixtnedslag). Den fjärde blixten totalförstörde hans monument på kyrkogården.
· Bland de andinska indianerna anses ett blixtnedslag vara nödvändigt för att nå de högsta nivåerna av shamansk initiering.
Träd och blixtar
Stammen av en blixtnedslagen poppel
Höga träd är ett vanligt mål för blixtar. Långlivade reliktträd kan lätt hittas med flera blixtärr. Man tror att ett träd som står ensamt är mer benägna att träffas av blixten, även om i vissa skogsområden kan blixtärr ses på nästan varje träd. Torra träd tar eld när de träffas av blixten. Oftast riktas blixtnedslag mot ek, minst ofta mot bok, vilket tydligen beror på den olika mängden feta oljor i dem, som ger ett stort motstånd mot elektricitet.
Blixten färdas i en trädstam längs vägen med minsta elektriska motstånd, med frigörande av en stor mängd värme, förvandlar vatten till ånga, som delar trädstammen eller oftare river bort delar av bark från den, och visar vägen av blixten. Under efterföljande säsonger regenererar träden vanligtvis skadad vävnad och kan stänga hela såret, vilket bara lämnar ett vertikalt ärr. Om skadan är för allvarlig kommer vind och skadedjur så småningom att döda trädet. Träd är naturliga åskledare och är kända för att ge blixtskydd för närliggande byggnader. Planterade nära byggnaden fångar höga träd blixtar, och den höga biomassan i rotsystemet hjälper till att jorda blixten.
Från träd som träffas av blixten tillverkas musikinstrument som tillskriver dem unika egenskaper.