Dacă fulgerul este un fenomen fizic. Rezumat: Fenomene naturale. Fulger. Distanța până la furtună
Fulgerul este unul dintre acele fenomene naturale care de mult timp au insuflat frica rasei umane. Cele mai mari minți, precum Aristotel sau Lucretius, au căutat să-i înțeleagă esența. Ei credeau că aceasta este o minge, formată din foc și împrăștiată în vapori de apă din nori și, crescând în dimensiune, le străpunge și cade la pământ cu o scânteie rapidă.
Conceptul de fulgere și originea sa
Cel mai adesea, se formează fulgere în care sunt de o dimensiune destul de mare. Partea superioară poate fi situată la o altitudine de 7 kilometri, iar cea inferioară - la doar 500 de metri deasupra solului. Ținând cont de temperatura atmosferică a aerului, putem ajunge la concluzia că la nivelul de 3-4 km, apa îngheață și se transformă în gloanțe de gheață, care, ciocnind unele cu altele, se electrificează. Cei care au cea mai mare dimensiune primesc o sarcină negativă, iar cei mai mici primesc o sarcină pozitivă. Pe baza greutății lor, acestea sunt distribuite uniform în nor peste straturi. Apropiindu-se, formează un canal de plasmă, din care se obține o scânteie electrică, numită fulger. Și-a luat forma ruptă datorită faptului că pe drumul către sol, se găsesc adesea diverse particule de aer, care formează obstacole. Și pentru a le ocoli, trebuie să schimbi traiectoria.
Descrierea fizică a fulgerului
O descărcare de trăsnet eliberează de la 109 la 1010 jouli de energie. O astfel de cantitate colosală de electricitate este consumată în mare măsură pentru a crea un fulger de lumină, care altfel se numește tunet. Dar chiar și o mică parte a fulgerului este suficientă pentru a face lucruri de neconceput, de exemplu, descărcarea acestuia poate ucide o persoană sau distruge o clădire. Un alt fapt interesant sugerează că acest fenomen natural este capabil să topească nisipul, formând cilindri goi. Acest efect se realizează datorită temperaturii ridicate din interiorul fulgerului, acesta poate atinge 2000 de grade. Timpul de lovire a solului este, de asemenea, diferit, nu poate fi mai mare de o secundă. În ceea ce privește puterea, amplitudinea impulsului poate ajunge la sute de kilowați. Combinând toți acești factori, se obține cea mai puternică descărcare naturală de curent, care aduce moartea la tot ceea ce atinge. Toate tipurile de fulgere existente sunt foarte periculoase, iar întâlnirea cu ele este extrem de nedorită pentru oameni.
Formarea tunetului
Toate tipurile de fulgere nu pot fi imaginate fără un tunet, care nu prezintă același pericol, dar în unele cazuri poate duce la eșecul rețelei și la alte probleme tehnice. Apare datorită faptului că un val cald de aer, încălzit de fulgere la o temperatură mai caldă decât soarele, se ciocnește cu unul rece. Sunetul rezultat nu este altceva decât o undă cauzată de vibrațiile din aer. În majoritatea cazurilor, volumul crește spre sfârșitul ruloului. Acest lucru se datorează reflexiei sunetului din nori.
Ce sunt fulgerele
Se pare că toți sunt diferiți.
1. Fulgerul liniar este cel mai frecvent tip. Rola electrică arată ca un copac acoperit cu susul în jos. Mai multe „ramuri” mai subțiri și mai scurte se extind de la canalul principal. Lungimea unei astfel de descărcări poate ajunge la 20 de kilometri, iar puterea actuală este de 20.000 de amperi. Viteza de mișcare este de 150 de kilometri pe secundă. Temperatura plasmei care umple canalul fulgerului ajunge la 10.000 de grade.
2. Fulger intra-nor - originea acestui tip este însoțită de modificări ale câmpurilor electrice și magnetice, sunt emise și unde radio. O astfel de rulare este cel mai probabil să fie găsită mai aproape de ecuator. La latitudini temperate, apare extrem de rar. Dacă există fulgere în nor, atunci un obiect străin care încalcă integritatea învelișului, de exemplu, un plan electrificat sau un cablu metalic, îl poate determina și el să iasă. Lungimea poate varia de la 1 la 150 de kilometri.
3. Fulger la sol - acest tip trece prin mai multe etape. La prima dintre ele, începe ionizarea prin impact, care este creată la început de electroni liberi, ei fiind întotdeauna prezenți în aer. Sub influența unui câmp electric, particulele elementare dobândesc viteze mari și sunt direcționate spre pământ, ciocnindu-se cu moleculele care alcătuiesc aerul. Astfel, apar avalanșe de electroni, altfel numite streamere. Sunt canale care, fuzionând între ele, provoacă fulgere luminoase, izolate termic. Ea ajunge la pământ sub forma unei mici scări, deoarece obstacolele sunt întâlnite în calea ei și, pentru a le ocoli, își schimbă direcția. Viteza de mișcare este de aproximativ 50.000 de kilometri pe secundă.
După ce fulgerul și-a trecut, acesta se oprește din mișcare timp de câteva zeci de microsecunde, în timp ce lumina slăbește. După aceea, începe următoarea etapă: o repetare a drumului parcurs. Ultima descărcare este mai strălucitoare decât toate precedentele, puterea actuală din ea poate ajunge la sute de mii de amperi. Temperatura din interiorul canalului este de aproximativ 25.000 de grade. Acest tip de fulger este cel mai lung, deci consecințele pot fi devastatoare.
Pearl Lightning
Când răspundeți la întrebarea despre ce fel de fulgere există, nu ar trebui trecut cu vederea un fenomen natural atât de rar. Cel mai adesea, descărcarea trece după cea liniară și își repetă complet traiectoria. Abia acum arată ca niște bile situate la distanță una de cealaltă și asemănătoare mărgelelor din material prețios. Un astfel de fulger este însoțit de cele mai puternice și mai puternice sunete.
Fulger de minge
Un fenomen natural când fulgerul ia forma unei mingi. În acest caz, traiectoria zborului său devine imprevizibilă, ceea ce îl face și mai periculos pentru oameni. În cele mai multe cazuri, un astfel de nod electric apare împreună cu alte specii, dar a fost înregistrat faptul apariției sale chiar și pe vreme însorită.
Cum se formează Aceasta este întrebarea adresată cel mai adesea de persoanele care se confruntă cu acest fenomen. După cum știe toată lumea, unele lucruri sunt conductori excelenți ai electricității, așa că în ele, acumulându-și sarcina, mingea începe să iasă. Poate să apară și din fulgerul principal. Martorii oculari susțin că aceasta apare pur și simplu din nicăieri.
Diametrul unui fulger variază de la câțiva centimetri la un metru. În ceea ce privește culoarea, există mai multe opțiuni: de la alb și galben la verde aprins, este extrem de rar să găsești o bilă electrică neagră. După o coborâre rapidă, se mișcă orizontal, la aproximativ un metru deasupra suprafeței pământului. Un astfel de fulger își poate schimba brusc traiectoria și la fel de brusc poate dispărea, eliberând o energie enormă, din cauza căreia diverse obiecte se topesc sau chiar se prăbușesc complet. Ea trăiește de la zece secunde la câteva ore.
Fulger Sprite
Mai recent, în 1989, oamenii de știință au descoperit un alt tip de fulgere, care a fost numit sprite... Descoperirea s-a întâmplat destul de accidental, deoarece fenomenul este extrem de rar și durează doar zecimi de secundă. Ele se disting de altele prin înălțimea la care apar - aproximativ 50-130 de kilometri, în timp ce alte subspecii nu depășesc linia de 15 kilometri. De asemenea, fulgerele sprite au un diametru imens, care atinge 100 km. Apar vertical și clipesc în grupuri. Culoarea lor diferă în funcție de compoziția aerului: mai aproape de sol, unde există mai mult oxigen, sunt verzi, galbene sau albe, dar sub influența azotului, la o altitudine mai mare de 70 km, capătă o lumină strălucitoare. nuanță roșie.
Comportament în timpul unei furtuni
Toate tipurile de fulgere sunt extrem de periculoase pentru sănătatea umană și chiar pentru viață. Pentru a evita șocurile electrice, în zonele deschise trebuie respectate următoarele reguli:
- În această situație, cele mai înalte obiecte se încadrează în grupul de risc, deci ar trebui să evitați zonele deschise. Pentru a coborî, cel mai bine este să vă așezați și să vă puneți capul și pieptul pe genunchi, în caz de înfrângere, această poziție va proteja toate organele vitale. În niciun caz nu trebuie să vă întindeți plat pentru a nu crește suprafața posibilă lovitură.
- De asemenea, nu vă ascundeți sub copaci înalți, iar adăpostul nedorit va fi structuri neprotejate sau obiecte metalice (de exemplu, un adăpost pentru picnic).
- În timpul unei furtuni, trebuie să ieșiți imediat din apă, deoarece este un bun conductor. Intrând în ea, o descărcare de trăsnet se poate răspândi cu ușurință la o persoană.
- În niciun caz nu trebuie utilizat un telefon mobil.
- Pentru a oferi primul ajutor victimei, cel mai bine este să efectuați resuscitarea cardiopulmonară și să apelați imediat serviciul de salvare.
Regulile casei
Există, de asemenea, riscul de rănire în interior.
- Dacă o furtună începe afară, primul pas este închiderea tuturor ferestrelor și ușilor.
- Deconectați toate dispozitivele electrice.
- Păstrați-l departe de telefoanele cu fir și alte cabluri, acestea sunt conductori excelenți ai electricității. Țevile metalice au același efect, deci nu trebuie să vă aflați în apropierea instalațiilor sanitare.
- Știind cum se formează fulgerul cu bile și cât de imprevizibil este traiectoria sa, dacă intră în cameră, trebuie să o părăsiți imediat și să închideți toate ferestrele și ușile. Dacă aceste acțiuni nu sunt posibile, este mai bine să stați pe loc.
Natura este încă dincolo de controlul omului și prezintă multe pericole. Toate tipurile de fulgere sunt, în esența lor, cele mai puternice descărcări electrice, care au o putere de câteva ori mai mare decât toate sursele de curent produse artificial de către om.
De multe ori credem că electricitatea este ceva care este generat doar în centralele electrice, și cu siguranță nu în masele fibroase ale norilor de apă, care sunt atât de rare, încât poți băga cu ușurință mâna în ele. Cu toate acestea, există electricitate în nori, așa cum există chiar și în corpul uman.
Natura electricității
Toate corpurile sunt formate din atomi - de la nori și copaci până la corpul uman. Fiecare atom are un nucleu care poartă protoni încărcați pozitiv și neutroni neutri. O excepție este cel mai simplu atom de hidrogen, în nucleul căruia nu există neutron, ci doar un proton.
În jurul nucleului circulă electroni încărcați negativ. Sarcinile pozitive și negative se atrag reciproc, astfel încât electronii se învârt în jurul nucleului unui atom, ca albinele în jurul unui tort dulce. Atracția dintre protoni și electroni se datorează forțelor electromagnetice. Prin urmare, electricitatea este prezentă oriunde ne uităm. După cum putem vedea, este conținut și în atomi.
În condiții normale, sarcinile pozitive și negative ale fiecărui atom se echilibrează reciproc, astfel încât corpurile formate din atomi nu poartă de obicei nicio sarcină totală - nici pozitivă, nici negativă. Ca urmare, contactul cu alte obiecte nu provoacă o descărcare electrică. Dar, uneori, echilibrul sarcinilor electrice din corpuri poate fi perturbat. Puteți experimenta acest lucru pentru dvs. când sunteți acasă într-o zi rece de iarnă. Casa este foarte uscată și fierbinte. Tu, amestecându-te cu picioarele goale, mergi pe covor. Imperceptibil pentru tine, o parte din electronii de pe tălpile tale au trecut către atomii covorului.
Materiale conexe:
Un pic despre vreme
Acum purtați o încărcare electrică, deoarece numărul de protoni și electroni din atomii dvs. nu mai este echilibrat. Acum încercați să apucați mânerul metalic al ușii. O scânteie va aluneca între tine și ea și vei simți un șoc electric. Ceea ce s-a întâmplat este că corpul tău, care nu are suficienți electroni pentru a atinge echilibrul electric, încearcă să restabilească echilibrul datorită forțelor de atracție electromagnetică. Și este restaurat. Electronii curg între mână și clanța ușii, îndreptate spre mână. Dacă camera era întunecată, ai vedea scântei. Lumina este vizibilă, deoarece electronii, atunci când sar, emit quante de lumină. Dacă camera este liniștită, veți auzi un ușor trosnet.
Electricitatea ne înconjoară peste tot și este conținută în toate corpurile. În acest sens, norii nu fac excepție. Pe fundalul cerului albastru, ele par foarte inofensive. Dar, la fel ca și cum vă aflați într-o cameră, ei pot transporta o încărcare electrică. Dacă da, ai grijă! Când norul își restabilește echilibrul electric în sine, un întreg foc de artificii.
Materiale conexe:
De ce fermoarele sunt de culori diferite?
Cum apar fulgerele?
Iată ce se întâmplă: într-un imens nor întunecat, circulă în mod constant curenți de aer puternici, care împing diferite particule împreună - boabe de sare oceanică, praf și așa mai departe. La fel ca tălpile tale sunt eliberate de electroni atunci când se freacă de un covor, iar particulele dintr-un nor sunt eliberate de electroni în caz de coliziune, care sar pe alte particule. Așa apare o redistribuire a taxelor. Unele particule care și-au pierdut electronii au o sarcină pozitivă, în timp ce altele care au preluat excesul de electroni au acum o sarcină negativă.
Din motive care nu sunt complet clare, particulele mai grele sunt încărcate negativ și cele mai ușoare pozitiv. Astfel, partea inferioară mai grea a norului este încărcată negativ. Partea inferioară încărcată negativ a norului respinge electronii spre pământ, deoarece sarcinile similare se resping. Astfel, o parte încărcată pozitiv din suprafața pământului se formează sub nor. Apoi, exact conform aceluiași principiu, potrivit căruia o scânteie sare între tine și clanța ușii, aceeași scânteie va sări între nor și pământ, doar un fulger foarte mare și puternic este. Electronii într-un zigzag uriaș zboară spre pământ, găsindu-și protonii acolo. În loc de un trosnet abia auzit, există un tunet puternic.