Блискавка

Блискавка

Атмосферний електричний розряд, що супроводжується яскравим світловим спалахом і звуковим ефектом.

Географія

Ключові слова

блискавка, електрика, розряд, грім, світло явище, позитивний заряд, негативний заряд, Кристал льоду, плазма, грозовідвід, шторм, погода, хмара, утворення хмар, опади, дощ, град, лід, метеорологія, електростатика, Географія

Пов'язані об'єкти

Запитання

  • Як далеко від нас знаходиться блискавка, якщо час між спалахом і гуркотом грому складає 5 секунд?
  • Хто вперше довів, що хмари несуть електричний заряд?
  • Хто в грецькій міфології є богом-громовержцем?
  • Що утворюється в повітрі при розряді блискавки?
  • Скільки блискавок в середньому виникає в земній атмосфері щорічно?
  • У помірному поясі в яку пору року найчастіше виникають блискавки?
  • Яке твердження для блискавки хмара-земля є правильним?
  • Чим викликаний ефект грому згідно з сучасним науковим розумінням?
  • Яке твердження є правильним для грозових хмар?
  • Яка сила визначає рух кристалів льоду в грозових хмарах?
  • Що таке іонізація?
  • До якої температури блискавка здатна нагріти повітря в навколишньому середовищі?
  • Яке з тверджень є правильним?
  • Яке з тверджень є неправильним?
  • Де безпечніше перебувати під час грози?
  • Яку властивість має матеріал, з якого робляться громовідводи (громовідводи)?
  • Як називається світлове явище, яке виникає над хмарами?

Сцени

Типи блискавки

Блискавка є найцікавішим явищем у нашій атмосфері.

Класифікація блискавок відбувається в залежності від місця їх виникнення. Спалахи блискавки від хмари до хмари, як правило, мають горизонтальну спрямованість, а їх довжина може досягати 40-50 км. Блискавки в середині хмари мають довжину всього в кілька кілометрів. Їх ми сприймаємо як короткочасний спалах і не бачимо її відгалужень. Ці два типи блискавок зустрічаються найбільш часто: 65-75% всіх зафіксованих блискавок відносяться до цих двох типів. Щодо рідкісних типів є блискавка хмара-повітря. Найвидовищніші явища - блискавки хмара-земля. Їх довжина становить кілька кілометрів.

Виникнення

  • кристали льоду
  • кристали льоду
  • Позитивно заряджені частинки
  • Негативно заряджені частинки
  • швидкість світла - Світло поширюється в атмосфері зі швидкістю 299 700 км/с.
  • швидкість звуку - Звук поширюється в атмосфері зі швидкістю 340 м/с.

Сучасне наукове пояснення блискавки базувалося на експериментах, проведених природознавцем Бенджаміном Франкліном (одн із батьків-засновників США). У 1752 року, він запустивши паперового змія в грозову хмару, довів, що в хмарає накопичується електричний заряд.

Сьогодні відомо, що пара, яка утворює хмари на великій висоті замерзає. На рух кристалів льоду чинять дію висхідні потоки теплого повітря та сила гравітації. Через протилежно спрямовані сили, крижані кристали знаходяться в постійному русі. Вони труться між собою, в результаті чого в них виникає електростатичний заряд. У більшості випадків рухомі вниз кристали стають позитивно зарядженими, а ті, які рухаються вгору, - негативно зарядженими. Таким чином, у верхньому шарі хмари переважає позитивний, а в нижньому шарі негативний заряд. Накопичення в нижньому шарі хмари негативного заряду відштовхує негативно заряджені частинки, що знаходяться безпосередньо під поверхнею землі. Через відштовхування поверхня землі стає позитивно зарядженою. Внаслідок цього між хмарою і поверхнею землі виникає різниця електричних потенціалів, які зрівнюються у вигляді блискавки.

Пов'язані явища

  • спалахи - Негативно заряджені частинки, проходячи через провідний канал блискавки, іонізують повітря. Явище супроводжується утворенням плазми, температура блискавки може досягати 30 000°C.

Під час блискавки, утворюється плазма, яка складається з позитивно заряджених іонів і вільно рухомих, негативно заряджених, електронів високої енергії.
Збуджені високоенергетичні електрони з негативним зарядом через деякий час повертаються в свій звичний стан. При цьому вони передають свою енергію в навколишнє середовище у вигляді світла і тепла. Отримані таким чином фотони сприймаються як спалах світла, який ми знаємо як блискавку.

Плазма здатна дуже швидко нагріти повітря навколишнього середовища. Температура повітря може сягати 30 000 °C. У цей момент об'єм нагрітого повітря різко зростає. Оскільки плазма протягом частки секунди зникає, повітря швидко остигає і зменшується в об'ємі. Коли об'єм повітря швидко зростає і зменшується, ми чуємо вибуховий звук, який називається громом.

Явища у верхніх шарах атмосфери

  • "червоний привид" - Вперше спостерігали в 1989 році під час зйомок полярного (північного) сяйва. Виникаюче над грозовими хмарами світлове явище часто утворюється при сильних блискавках типу хмара-земля і блискавках в середині хмари. У ньому переважає червоний колір, проте нижня частина у вигляді смуги має синюватий відтінок. Утворюючі "червоний привид" спалахи, як правило, з'являються групами на висоті 40-60 км і тривають не більше декількох тисячних часток секунди.
  • "синій струмінь" - Більш рідкісне явище, ніж "червоний привид". Хмара вивергає "блакитний струмінь" з верхньої електрично зарядженої частини, та через десяту частку секунди явище затихає.
  • "ельф" - Виникає на великій висоті, швидко розширюване плоске кільце діаметром близько 400 кілометрів. Часто супроводжується "червоними привидами". Характеризується червоними, жовтими і помаранчевими відтінками.

Під час сильної грози можуть виникати спалахи світла навіть над хмарами. Це електричні розряди, які, в свою чергу, зумовлені блискавками, що створюють електричне поле між грозовою хмарою та іоносферою.

Короткочасні спалахи, що виникають при низькому атмосферному тиску, отримали свої назви в залежності від форми і кольору.

Розряд "червоний привид", як правило, видно в формі стовпа або медузи.

Спалах-блискавка "блакитний струмінь" викидається з вершини грозової хмари. Це більш яскраве, ніж "червоний привид", явище синього або блакитного кольору.

Висотне явище "ельф" часто виникає разом з "червоним привидом" і утворює кільце гігантського розміру.

Частота

Щорічно в земній атмосфері в середньому виникає півтора мільярда блискавок, проте їх розподіл нерівномірний. З одного боку, з більшою ймовірністю, блискавки формуються над ділянками суші, з іншого боку, вони характерні головним чином для тропічних регіонів. У полярних областях блискавки відносно рідкісні. У помірному поясі найбільш часто вони утворюються влітку.

За виверження блискавок в норвезькій міфології відповідає бог Тор, а в грецьких міфах богом-громовержцем є Зевс. У віруваннях багатьох народів і зараз блискавка вважається карою Небесних Сил.

Явище блискавки дійсно несе в собі серйозну небезпеку, якщо людина потрапляє в неправильне місце в неправильний час. Щорічно в світі гине до декількох тисяч осіб від ударів блискавок або в пожежах котрі ними спровоковані.
Під час грози рекомендується сховатися в будівлі або автомобілі. Якщо це неможливо, то в будь-якому випадку необхідно остерігатися перебувати на вершині гори чи пагорба, особливо під одинокими деревами.
Високі будівлі доцільно захищати спеціально виготовленими металевими громовідводами, які відводять електричні розряди в землю і запобігають їх ушкодженню.

Анімація

  • блискавка хмара-хмара
  • блискавка в середині хмари
  • блискавка хмара-повітря
  • блискавка хмара-земля
  • кристали льоду
  • кристали льоду
  • Позитивно заряджені частинки
  • Негативно заряджені частинки
  • швидкість світла - Світло поширюється в атмосфері зі швидкістю 299 700 км/с.
  • швидкість звуку - Звук поширюється в атмосфері зі швидкістю 340 м/с.
  • грім - Навколо блискавки повітря швидко нагрівається до кількох тисяч градусів Цельсія (до 30 000°C), внаслідок цього розширюється, а потім остигає і стискається. Результатом швидкого розширення і такого ж швидкого стиснення є вибухоподібний звук.
  • спалахи - Негативно заряджені частинки, проходячи через провідний канал блискавки, іонізують повітря. Явище супроводжується утворенням плазми, температура блискавки може досягати 30 000°C.
  • "червоний привид" - Вперше спостерігали в 1989 році під час зйомок полярного (північного) сяйва. Виникаюче над грозовими хмарами світлове явище часто утворюється при сильних блискавках типу хмара-земля і блискавках в середині хмари. У ньому переважає червоний колір, проте нижня частина у вигляді смуги має синюватий відтінок. Утворюючі "червоний привид" спалахи, як правило, з'являються групами на висоті 40-60 км і тривають не більше декількох тисячних часток секунди.
  • "синій струмінь" - Більш рідкісне явище, ніж "червоний привид". Хмара вивергає "блакитний струмінь" з верхньої електрично зарядженої частини, та через десяту частку секунди явище затихає.
  • "ельф" - Виникає на великій висоті, швидко розширюване плоске кільце діаметром близько 400 кілометрів. Часто супроводжується "червоними привидами". Характеризується червоними, жовтими і помаранчевими відтінками.

Озвучування

Блискавка є найцікавішим явищем у нашій атмосфері.

Класифікація блискавок відбувається в залежності від місця їх виникнення. Спалахи блискавки від хмари до хмари, як правило, мають горизонтальну спрямованість, а їх довжина може досягати 40-50 км. Блискавки в середині хмари мають довжину всього в кілька кілометрів. Їх ми сприймаємо як короткочасний спалах і не бачимо її відгалужень. Ці два типи блискавок зустрічаються найбільш часто: 65-75% всіх зафіксованих блискавок відносяться до цих двох типів. Щодо рідкісних типів є блискавка хмара-повітря. Найвидовищніші явища - блискавки хмара-земля. Їх довжина становить кілька кілометрів.

Ініціатором сучасного природничо-наукового підходу став американський учений Бенджамін Франклін, який 1752 року, запустивши паперового змія в грозову хмару, довів, що в ній під час спалахів блискавок накопичується електричний заряд.

Сьогодні відомо, що пара, яка утворює хмари на великій висоті замерзає. Рух утворених при цьому кристалів льоду визначають висхідним потоком теплого повітря підйомну силу і силу гравітації. Через протилежно спрямовані сили крижані кристали знаходяться в постійному русі, труться одна об одну, в результаті чого в них виникає електростатичний заряд. У більшості випадків рухомі вниз кристали стають позитивно зарядженими, а ті, які рухаються вгору, - негативно зарядженими. Таким чином, у верхньому шарі хмари переважає позитивний, а в нижньому шарі негативний заряд. Накопичення в нижньому шарі хмари негативного заряду відштовхує негативно заряджені частинки, що знаходяться безпосередньо під поверхнею землі. Через відштовхування поверхня землі стає позитивно зарядженою. Внаслідок цього між хмарою і поверхнею землі виникає різниця електричних потенціалів, які зрівнюються у вигляді блискавки.

При розряді блискавки утворюється плазма, яка складається з позитивно заряджених і вільно рухомих, що володіють великою енергією негативно заряджених частинок.
Збуджені частки з негативним зарядом через деякий час повертаються в свій
звичний стан. При цьому вони віддають електричну енергію в навколишнє середовище, що супроводжується яскравим світлом і великою тепловіддачею. Утворені фотони ми сприймаємо як спалахи.

Плазма здатна дуже швидко нагріти повітря навколишнього середовища, температура якого може досягати і 30 000°C. У цей час обсяг нагрітого повітря раптово зростає. Оскільки плазма протягом частки секунди зникає, повітря так само швидко остигає. Виключно швидке збільшення і скорочення обсягу повітря супроводжується звуковим ефектом, який нам відомий як гуркіт грому.

При дуже сильному спалаху блискавки над хмарами теж можуть виникнути світлові явища. Причиною їх утворення, імовірно, є те, що блискавка створює електричне поле між грозовою хмарою і іоносферою, що призводить до електричного розряду. Короткочасні спалахи, що виникають при низькому атмосферному тиску, отримали свої назви в залежності від форми і кольору.
Розряд "червоний привид", як правило, видно в формі стовпа або медузи. Спалах-блискавка "блакитний струмінь" викидається з вершини грозової хмари. Це більш яскраве, ніж "червоний привид", явище синього або блакитного кольору. Висотна явище "ельф" часто виникає разом з "червоним привидом" і утворює кільце гігантського розміру.

Щорічно в земній атмосфері в середньому виникає півтора мільярда блискавок, проте їх розподіл нерівномірний. З одного боку, з більшою ймовірністю, блискавки формуються над ділянками суші, з іншого боку, вони характерні головним чином для тропічних регіонів. У полярних областях блискавки відносно рідкісні. У помірному поясі найбільш часто вони утворюються влітку.

За виверження блискавок в норвезькій міфології відповідає бог Тор, а в грецьких міфах богом-громовержцем є Зевс. У віруваннях багатьох народів і зараз блискавка вважається карою Небесних Сил.

Явище блискавки дійсно несе в собі серйозну небезпеку. Щорічно від ударів блискавок в світі гине до декількох тисяч осіб. З блискавками також пов'язана значна частина пожеж.

Під час грози рекомендується сховатися в будівлі або автомобілі. Якщо це неможливо, то в будь-якому випадку необхідно остерігатися перебувати на вершині гори або пагорба, під одинокими деревами, а також на околиці лісу.
Високі будівлі доцільно захищати спеціально виготовленими металевими громовідводами (в побуті називають громовідводами), які відводять електричні розряди в землю і запобігають ушкодженню будівель.

Пов'язані об'єкти

Місцеві вітри

Основні типи місцевих вітрів: гірсько-долинні, бризи і вітри, що дмуть вниз по схилу.

Утворення хмар і опадів, типи хмар

Вода, випаровуючись перетворюється в різноманітні види хмар, а згодом у вигляді опадів повертається назад на земну поверхню.

Лабораторія Ніколи Тесли (Шорехам, США)

Цей видатний інженер-винахідник найбільш відомий своїми винаходами у галузі електрики, магнетизму та електротехніки. Він був однією з найвидатніших фігур...

Конденсатор

Конденсатори зберігають електричну енергію у вигляді електричного заряду.

Смерч

Нетривалі, потужні вихрові вітри здатні заподіяти величезні руйнування.

Циклони і антициклони помірних широт

Циклони - це повітряні завихрення діаметром декілька тисяч кілометрів, в яких відбувається утворення хмар і опадів.

Теплий і холодний атмосферні фронти

Теплий і холодний атмосферні фронти формуються, коли зустрічаються маси холодного та теплого повітря.

Тропічні циклони

Циклон - це повітряний вихор діаметром в декілька сотень кілометрів, в якому відбувається утворення хмар і опадів.

Колообіг води в природі (середній рівень)

Вода у біосфері нашої планети здійснює безперервний кругообіг в процесах випаровування, конденсації, танення і замерзання.

Метеорологічні прилади

Анімація демонструє інструменти які використовуються для вивчення атмосферних явищ.

Мусонна циркуляція

Мусони - це стійкі повітряні потоки, що двічі на рік змінюють свій напрям.

Магнітне поле Землі

Магнітні північний і південний полюси Землі знаходяться поблизу географічних Північного і Південного полюсів.

Added to your cart.