Молнии

Сложные процессы трения, ударов, расщепления капелек или ледяных кристалликов на части приводят к образованию в облаках электрических зарядов. При этом положительно заряженные капельки обычно относятся воздушным потоком в верхнюю часть облака. Превращаясь в ледяные кристаллики, они образуют шапку грозового облака.

Накопление в грозовом облаке больших зарядов приводит к мощным искровым разрядам как между отдельными частями облака, так и между двумя разными облаками или между облаком и поверхностью Земли. Эти разряды мы и наблюдаем в виде молний. Напряжение между облаками и землей оценивают в десятки и сотни миллионов вольт. Длина искры достигает 10 км. Молнии предшествует появление слабосветящегося канала, распространяющегося в направлении к земле. Когда канал достигнет земли, по нему устремляется главный разряд молнии со скоростью в десятки тысяч километров в секунду.

Таким образом, продолжительность молнии около 0,001c. Поэтому если вам когда-нибудь случится наблюдать движение пешеходов и автомашин ночью в грозу, при свете молнии, то вам представится поразительная картина. Движение как бы прекратилось, колеса неподвижны. Пешеходы как бы застыли в той позе, в какой их застал блеск молнии. Cлабосветящийся канал, предшествующий молнии, представляет собой скопление ионизованных частиц. В воздухе всегда имеется некоторое количество таких частиц.

Под влиянием сильного электрического поля между облаком и землей число частиц лавинообразно нарастает. При расщеплении молекул в процессе образования новых ионов возникает излучение, распространяющееся со скоростью света. Эти излучения вызывают новые расщепления и появление новых лавин.

Прежде образовавшиеся лавины нагоняют их и сливаются с ними в еле светящийся электропроводящий канал, по которому и устремляется мощный поток электронов - главный разряд молнии. Его скорость порядка десятков тысяч километров в секунду. Сила тока измеряется десятками и сотнями тысяч ампер. Температура молнии достигает 30 000 градусов . Она так сильно разогревает окружающий воздух, что он стремительно расширяется и с грохотом преодолевает звуковой барьер, подобно сверхзвуковому радиоактивному самолету. Грохот этот доходит до нас, и мы говорим: гремит гром.

Вспышка молнии распространяется в воздушной среде со скоростью света, так что мы видим ее практически в то же мгновение, когда происходит разряд, а грохот расширяющегося воздуха пролетает километр приблизительно за три секунды.

Молния и гром первоначально воспринимались людьми как выражение воли богов и, в частности, как проявления божьего гнева, Вместе с тем пытливый человеческий ум с давних времён пытался постичь природу молний и грома, понять их естественные причины.

В древние века над этим размышлял Аристотель. Над природой молний задумывался Лукреций. Весьма наивно предстовляются его попытки объяснить гром как следствие того, что "тучи сшибаются там под натиском ветров".

Многие столетия, включая и средние века, считалось, что молния - это огненный пар, зажатый в водяных парах туч. Расширяясь, он прорывает их в наиболее слабом месте и быстро устремляется в низ, к поверхности земли.

В 1752 году Бенджамин Франклин экспериментально доказал, что молния - это сильный электрический разряд. Одновременно с Франклиным исследованием электрической природы молнии занимались М.В. Ломоносов и Г.В.Рихман.

Благодаря их исследованиям в середине 18 века была доказана электрическая природа молнии. C этого времени стало ясно, что молния представляет собой мощный электрический разряд, возникающий при достаточно сильной электризации туч.

Большинство молний возникает между тучей и земной поверхностью, однако, есть молнии, возникающие между тучами. Все эти молнии принято называть линейными. Длина отдельной линейной молнии может измеряться километрами (линейную молнию можно получить искусственно - скользящий заряд).
Еще одним видом молнии является ленточная молния. При этом следующая картина, как если бы возникли несколько почти одинаковых линейных молний, сдвинутых относительно друг друга.

Было замечено, что в некоторых случаях вспышка молнии распадается на отдельные светящиеся участки длиной в несколько десятков метров. Это явление получило название четочной молнии.

Но бывают и другие молнии: расплывчатые, шаровые. Расплывчатые молнии не сопровождаются громом. Их называют зарницами, хотя правильнее назвать зарницей отблеск, отражения от воздушных слоев очень отдаленных молний, гром которых до нас не доходит.

Линейная молния представляет собой несколько импульсов, быстро следующих друг за другом. Каждый импульс - это пробой воздушного промежутка между тучей и землей, происходящий в виде искрового разряда. В его развитии есть две стадии: сначала образуется канаал разряда между тучей и землей, а затем по образовавшемуся каналу быстро проходит импульс основного тока.

Самостоятельный электрический разряд между грозовым облаком и землей после нескольких ударов молний сам собой прекращающийся, так как большая часть избыточных электрических зарядов в грозовом облаке нейтрализуется электрическим током, протекающем по плазменному каналу молнии.

Импульс тока длится примерно 0,1 м/с. Сила тока в канале достигает значений порядка 10 000 - 20 000 А.

При увеличении силы тока в канале молнии происходит нагревание плазмы до температуры свыше 10 000 К

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать