Ось ще недавно чисте, ясне небо затягнули хмари. Впали перші краплі дощу. А незабаром стихія продемонструвала землі свою силу. Грім і блискавка прокололи грозове небо. Звідки приходять подібні явища? Людство безліч століть бачило в них прояв божественної сили. Сьогодні ми знаємо про виникнення таких явищ.
Походження грозових хмар
Хмари з`являються в небі з конденсату, що піднімається високо над землею, і парять в небі. Хмари ж важчі і великі. Вони приносять з собою все "спецефекти", властиві негоді.
Грозові хмари відрізняються від звичайних наявністю заряду електрики. Причому є хмари з позитивним зарядом, а є з негативним.
Щоб зрозуміти, звідки беруться грім і блискавка, слід піднятися вище над землею. У небі, де немає перешкод для вільного польоту, дмуть вітри сильніше, ніж на землі. Саме вони провокують заряд в хмарах.
Походження грому і блискавки може пояснити лише одна крапля води. Вона має позитивний заряд електрики в центрі і негативний зовні. Вітер розбиває її на частини. Одна з них залишається з негативним зарядом і має меншу вагу. Більш важкі позитивно заряджені краплі утворюють такі ж хмари.
Дощ і електрику
До того як в грозовому небі з`являться грім і блискавка, вітер розділяє хмари на позитивно і негативно заряджені. Дощ, що падає на землю, забирає частину цього електрики з собою. Між хмарою і поверхнею землі утворюється тяжіння.
Негативний заряд хмари буде притягувати позитивний на землі. Це тяжіння буде розташовуватися рівномірно на всіх поверхнях, що знаходяться на височині, і проводять струм.
І ось дощ створює всі умови для появи грому і блискавки. Чим вище предмет до хмари, тим легше блискавки пробитися до нього.
походження блискавки
Погода підготувала всі умови, які допоможуть з`явитися всім її ефектів. Вона створила хмари, звідки беруться грім і блискавка.
Заряджена негативним електрикою дах притягує до себе позитивний заряд найбільш піднесеного предмета. Його негативне електрику піде в землю.
Обидві ці протилежності прагнуть притянуться один до одного. Чим більше в хмарі електрики, тим більше його і в самому піднесеному предмет.
Накопичуючись в хмарі, електрику може прорвати шар повітря, що знаходиться між нею і предметом, і з`явиться блискуча блискавка, прогримить грім.
Як розвивається блискавка
Коли бушує гроза, блискавка, грім супроводжують її безперестанку. Найчастіше іскра відбувається з негативно зарядженої хмари. Вона розвивається поступово.
Спочатку з хмари по каналу, спрямованого до землі, тече невеличкий потічок електронів. У цьому місці хмари скупчуються електрони, що рухаються з великою швидкістю. Завдяки цьому електрони зіштовхуються з атомами повітря і розбивають їх. Виходять окремі ядра, а також електрони. Останні також спрямовуються до землі. Поки вони рухаються по каналу, всі первинні і вторинні електрони знову розщеплюють стоять у них на шляху атоми повітря на ядра і електрони.
Весь процес схожий на лавину. Він рухається по висхідній. Повітря розігрівається, його провідність збільшується.
Все сильніше електрику з хмари стікається до землі зі швидкістю 100 км / с. У цей момент блискавка пробиває собі канал до землі. Цією дорогою, прокладеною лідером, електрику починає текти ще швидше. Відбувається розряд, який має величезну силу. Досягаючи свого піку, розряд зменшується. Канал, розігрітий таким потужним струмом, світиться. І в небі стає видно блискавку. Протікає такий розряд недовго.
Після першого розряду часто слід другий по прокладеному каналу.
Як з`являється грім
Грім, блискавка, дощ нерозлучні при грозі.
Грім виникає з наступних причин. Струм в каналі блискавки утворюється дуже швидко. Повітря при цьому дуже нагрівається. Від цього він розширюється.
Це відбувається так швидко, що нагадує вибух. Такий поштовх сильно трясе повітря. Ці коливання і призводять до появи гучного звуку. Ось звідки беруться блискавка і грім.
Як тільки електрику з хмари досягне землі і зникне з каналу, він дуже швидко охолоджується. Стиснення повітря також призводить до розкатам грому.
Чим більше блискавок пройшло по каналу (їх може бути до 50 штук), тим тривалішим струсу повітря. Цей звук відбивається від предметів і хмар, і відбувається відлуння.
Чому є інтервал між блискавкою і громом
У грозу за появою блискавки слід грім. Запізнення його від блискавки відбувається через різних швидкостей їх руху. Звук рухається з відносно невеликою швидкістю (330 м / с). Це всього в 1,5 рази швидше руху сучасного "Боїнга". Швидкість світла набагато більше швидкості звуку.
Завдяки такому інтервалу можна визначити, як далеко від спостерігача знаходяться блискучі блискавки і грім.
Наприклад, якщо між блискавкою і громом пройшло 5 с, це означає, що звук пройшов 330 м 5 разів. Шляхом множення легко порахувати, що блискавки від спостерігача були на відстані 1650 м. Якщо гроза проходить ближче, ніж 3 км від людини, вона вважається близькою. Якщо відстань відповідно до появи блискавки й грому далі, то і гроза далека.
Блискавка в цифрах
Грім і блискавка були змінені вченими, і результати їх досліджень представлені громадськості.
Було встановлено, що різниця потенціалів, що передують блискавки, досягає мільярдів вольт. Сила струму при цьому в момент розряду досягає 100 тис. А.
Температура в каналі розігрівається до 30 тис. Градусів і перевищує температуру на поверхні Сонця. Від хмар до землі блискавка проходить зі швидкістю 1000 км / с (за 0,002 с).
Внутрішній канал, по якому тече струм, не перевищує 1 см, хоча видимий досягає 1 м.
У світі безперервно відбувається близько 1800 гроз. Імовірність бути вбитим блискавкою становить 1: 2000000 (така ж, як померти при падінні з ліжка). Імовірність побачити кульову блискавку дорівнює 1 до 10000.
Кульова блискавка
На шляху вивчення того, звідки грім і блискавка відбуваються в природі, найзагадковішим явищем виступає кульова блискавка. Ці круглі вогняні розряди до кінця ще не вивчені.
Найчастіше форма такої блискавки нагадує грушу або кавун. Вона існує до декількох хвилин. З`являється в кінці грози в вигляді червоних згустків від 10 до 20 см в діаметрі. Найбільша кульова блискавка, сфотографована одного разу, була близько 10 м в діаметрі. Вона видає дзижчить, шиплячий звук.
Зникнути може тихо або з невеликим тріском, залишаючи запах гару і дим.
Рух блискавки не залежить від вітру. Їх тягне в закриті приміщення через вікна, двері і навіть щілини. Якщо стикаються з людиною, залишають сильні опіки і можуть привести до летального результату.
До сих пір причини появи кульової блискавки були невідомі. Однак це не є свідченням її містичного походження. У цій області ведуться дослідження, які зможуть пояснити сутність такого явища.
Ознайомившись з такими явищами, як грім і блискавка, можна зрозуміти механізм їх виникнення. Це послідовний і досить складний фізико-хімічний процес. Він є одним з найцікавіших явищ природи, яке зустрічається повсюдно і тому зачіпає практично кожної людини на планеті. Вчені розгадали загадки практично всіх видів блискавок і навіть вимірювали їх. Кульова блискавка на сьогоднішній день виступає єдиною нерозкритою таємницею природи в галузі освіти подібних явищ природи.
