De unde vine sunetul tunetului? De ce este tunet? Formarea unui nor de tunete, apariția sunetului. Cum se dezvoltă fulgerul

Acasă

Ceața care se ridică sus deasupra solului este formată din particule de apă și formează nori. Norii mai mari și mai grei se numesc nori. Unii nori sunt simpli - nu provoacă fulgere sau tunete. Altele sunt numite furtuni, deoarece ei sunt cei care creează o furtună, formează fulgere și tunete. Norii de tunsoare diferă de simplii nori de ploaie prin faptul că sunt încărcați cu electricitate: unii sunt pozitivi, alții sunt negativi.

Cum se formează norii de tunete?

Toată lumea știe cât de puternic poate fi vântul în timpul unei furtuni. Dar și vârtejuri de aer mai puternice se formează mai sus deasupra solului, unde pădurile și munții nu interferează cu mișcarea aerului. Acest vânt creează în principal electricitate pozitivă și negativă în nori. Pentru a înțelege acest lucru, luați în considerare modul în care electricitatea este distribuită în fiecare picătură de apă. O astfel de picătură este prezentată mărită în Fig. 8. În centrul său există electricitate pozitivă, iar electricitatea negativă egală este situată pe suprafața picăturii. Picăturile de ploaie care cad sunt captate de vânt și cad în curenții de aer. Vântul care lovește picătura cu forță o rupe în bucăți. În acest caz, particulele exterioare care se desprind ale picăturii devin încărcate cu electricitate negativă. Partea rămasă mai mare și mai grea a căderii este încărcată cu electricitate pozitivă. Acea parte a norului în care se acumulează particule grele de picături este încărcată cu electricitate pozitivă.

Orez. 8. Așa se distribuie electricitatea într-o picătură de ploaie. Electricitatea pozitivă din interiorul picăturii este reprezentată de un singur semn „+” (mare). Cum vânt mai puternic

, cu cât norul este încărcat mai repede cu electricitate. Vântul cheltuiește o anumită cantitate de muncă pentru a separa electricitatea pozitivă și negativă.

Ploaia care cade dintr-un nor transportă o parte din electricitatea norului către sol și, astfel, se creează o atracție electrică între nor și sol. În fig. Figura 9 prezintă distribuția energiei electrice într-un nor și pe suprafața pământului. Dacă un nor este încărcat cu electricitate negativă, atunci, încercând să fie atras de el, electricitatea pozitivă a pământului va fi distribuită pe suprafața tuturor obiectelor ridicate care conduc.. Cu cât obiectul stă mai sus pe pământ, cu atât distanța dintre partea de sus și partea de jos a norului este mai mică și cu atât stratul de aer rămas aici care separă electricitatea opusă este mai mic. Evident, în astfel de locuri este mai ușor ca fulgerul să ajungă la pământ. Vom vorbi despre asta mai detaliat mai târziu.

Orez. 9. Distribuția energiei electrice într-un nor de tunete și obiecte de pământ.

Apropiindu-se de un copac înalt sau de o casă, un nor de tunete încărcat cu electricitate acționează asupra lui exact în același mod ca în ultimul experiment pe care l-am considerat o tijă încărcată acționată pe un electroscop. În vârful unui copac sau pe acoperișul unei case, electricitatea de alt fel este generată prin influență decât cea transportată de un nor. Deci, de exemplu, în fig. 9, un nor încărcat cu electricitate negativă atrage electricitate pozitivă pe acoperiș, iar electricitatea negativă a casei intră în pământ.

Atât energia electrică - în nor și pe acoperișul casei - tind să se atragă reciproc. Dacă există multă electricitate în nor, atunci se generează multă energie electrică în casă prin influență. Așa cum apa în creștere poate spăla un baraj și se grăbește torent, inundând valea în mișcarea ei incontrolabilă, la fel și electricitatea, totul în interior Mai mult ceea ce se acumulează în nor poate sparge în cele din urmă stratul de aer care îl separă de suprafața pământului și se repezi în jos spre pământ, spre electricitatea opusă. Va apărea o descărcare puternică - o scânteie electrică va sări între nor și casă.

Acesta este un fulger care lovește casa.

Descărcările de fulgere pot apărea nu numai între un nor și sol, ci și între doi nori încărcați cu diferite tipuri de electricitate.

Cel mai adesea, fulgerele care lovesc pământul provin de la nori încărcați cu electricitate negativă. Fulgerul care lovește dintr-un astfel de nor se dezvoltă astfel.

În primul rând, electronii încep să curgă din nor spre sol în cantități mici, într-un canal îngust, formând ceva ca un curent în aer. În fig. Figura 10 arată acest început de formare a fulgerelor. În partea norului unde începe formarea canalului, electronii s-au acumulat și au o viteză mare de mișcare, datorită căreia ei, la ciocnirea cu atomii de aer, îi descompun în nuclee și electroni. Electronii eliberați în acest caz se grăbesc și ei către pământ și, ciocnind din nou cu atomii de aer, îi despart. Acest lucru este similar cu căderea zăpezii în munți, când la început un mic bulgăre, care se rostogolește, devine acoperit de fulgi de zăpadă lipiți de el și, accelerând alergarea, se transformă într-o avalanșă formidabilă. Și aici avalanșa de electroni captează din ce în ce mai multe volume de aer, împărțindu-și atomii în bucăți. În același timp, aerul se încălzește, iar pe măsură ce temperatura crește, conductivitatea acestuia crește; se transformă dintr-un izolator într-un conductor. Prin canalul conductiv de aer rezultat, electricitatea începe să curgă din nor în cantități tot mai mari. Electricitatea se apropie de pământ cu viteze enorme, atingând 100 de kilometri pe secundă. Pentru comparație, amintiți-vă că viteza unui proiectil de la arme moderne nu depășește doi kilometri pe secundă.

Orez. 10. În nor începe să se formeze fulgere.

După sutimi de secundă, avalanșa de electroni ajunge la sol. Aceasta se încheie doar prima parte, ca să spunem așa, „pregătitoare” a fulgerului: fulgerul și-a făcut drum spre pământ. Doilea, parte principală Dezvoltarea fulgerului este încă în față.

Partea considerată a formațiunii fulgerului se numește lider. Acest cuvânt străinînseamnă „conducător” în rusă. Liderul a deschis calea pentru a doua parte, mai puternică, a fulgerului; această parte se numește partea principală.

Odată ce canalul a ajuns la sol, electricitatea începe să curgă prin el mult mai violent și mai rapid. Acum există o legătură între electricitatea negativă acumulată în canal și electricitatea pozitivă care a intrat în pământ cu picături de ploaie și prin influență electrică - între nor și sol are loc o descărcare de energie electrică. O astfel de descărcare reprezintă un curent electric de o putere enormă - această forță este mult mai mare decât curentul într-o rețea electrică convențională. Curentul care curge în canal crește foarte repede și, după ce a atins cea mai mare putere, începe să scadă treptat. Canalul fulgerului prin care trece un curent atât de puternic devine foarte fierbinte și, prin urmare, strălucește puternic. Dar timpul de curgere a curentului într-o descărcare de fulger este foarte scurt. Descărcarea durează fracțiuni foarte mici de secundă și, prin urmare energie electrica, care se obține în timpul descărcării, este relativ mic.

În fig. Figura 11 arată mișcarea treptată a liderului fulgerului către sol (primele trei figuri din stânga). Ultimele trei imagini arată momente individuale ale formării celei de-a doua părți (principale) a fulgerului.

Orez. 11. Dezvoltarea treptată a liderului fulgerului (primele trei imagini) și a părții sale principale (ultimele trei imagini).

O persoană care se uită la fulger, desigur, nu va putea să-și distingă liderul de partea principală, deoarece se succed extrem de repede, pe aceeași cale. Dar cu ajutorul unei camere fotografice puteți vedea clar ambele procese. Aparatul fotografic folosit în aceste cazuri este deosebit. Principala sa diferență față de camerele convenționale este că placa are o formă rotundă și se rotește în timpul fotografierii - la fel ca un disc de gramofon. Prin urmare, o fotografie făcută cu un astfel de dispozitiv este întinsă și „untată”.

După conectarea a două tipuri diferite de electricitate, curentul este întrerupt. Cu toate acestea, fulgerul de obicei nu se termină aici. Adesea, un nou lider se grăbește imediat pe calea trasată de prima categorie, iar partea principală a categoriei îl urmează pe aceeași cale. Aceasta completează a doua categorie.

Pot fi formate până la 50 de astfel de descărcări separate, fiecare constând din propriul lider și partea principală. Cel mai adesea sunt 2-3 dintre ele. Apariția descărcărilor individuale face ca fulgerul să fie intermitent și adesea o persoană care se uită la fulger îl vede pâlpâind.

Acesta este motivul pâlpâirii fulgerelor.

Deoarece fulgerele constau din mai multe fulgere de lumină alternante rapid, imaginile individuale apar pe o placă fotografică rotativă, situată la o anumită distanță una de alta. Cu cât placa se rotește mai repede, cu atât distanța dintre imagini este mai mare.

Timpul dintre formarea descărcărilor individuale este foarte scurt; nu depaseste sutimi de secunda. Dacă numărul de descărcări este foarte mare, atunci durata fulgerului poate ajunge la o secundă întreagă sau chiar la câteva secunde. Fulgerele nu sunt la fel de „rapide” pe cât se imaginau anterior!

Ne-am uitat la un singur tip de fulger, care este cel mai comun. Acest fulger se numește fulger liniar deoarece cu ochiul liber apare ca o linie - o dungă strălucitoare îngustă de alb, albastru deschis sau roz aprins. Fulger liniar are o lungime de la sute de metri la mulți kilometri. Calea fulgerului este de obicei în zig-zag. Fulgerul are adesea multe ramuri. După cum sa menționat deja, descărcările liniare de fulgere pot apărea nu numai între un nor și sol, ci și între nori.

În fig. 12 prezintă fulgerul liniar.

Orez. 12. Fulgerul liniar.

Fulgerul liniar este de obicei însoțit de un zgomot puternic numit tunet. Tunetul apare din următorul motiv. Am văzut că curentul din canalul fulgerului este generat într-o perioadă foarte scurtă de timp. În același timp, aerul din canal se încălzește foarte repede și puternic, iar atunci când este încălzit se extinde. Expansiunea are loc atât de repede încât seamănă cu o explozie. Această explozie produce un șoc de aer, care este însoțit de sunete puternice. După o încetare bruscă a curentului, temperatura din canalul fulgerului scade rapid pe măsură ce căldura scapă în atmosferă. Canalul se răcește rapid și, prin urmare, aerul din el este puternic comprimat. Acest lucru face, de asemenea, să tremure aerul, ceea ce produce din nou sunet. Este clar că loviturile repetate de fulgere pot provoca zgomot și zgomot prelungit. La rândul său, sunetul este reflectat de nori, pământ, case și alte obiecte și, creând ecouri multiple, prelungește tunetul. De aceea apar tunete.

Ca orice sunet, tunetul se deplasează prin aer cu o viteză relativ scăzută - aproximativ 330 de metri pe secundă. Această viteză este de doar o dată și jumătate mai mare decât viteza aeronave moderne. Dacă un observator vede mai întâi fulgere și abia după un timp aude tunete, atunci el poate determina distanța care îl separă de fulger. Să treacă, de exemplu, 5 secunde între fulgere și tunete. Deoarece în fiecare secundă sunetul parcurge 330 de metri, în cinci secunde tunetul a parcurs o distanță de cinci ori mai mare, și anume 1650 de metri. Aceasta înseamnă că fulgerul a lovit la mai puțin de doi kilometri de observator.

Pe vreme calmă, tunetul se aude după 70–90 de secunde, parcurgând 25–30 de kilometri. Furtunile care trec de la observator la o distanță mai mică de trei kilometri sunt considerate apropiate, iar furtunile care trec la o distanță mai mare sunt considerate îndepărtate.

Pe lângă liniare, există, deși mult mai puțin frecvent, fulgere de alte tipuri. Dintre acestea, vom considera una dintre cele mai interesante - fulger cu minge.

Uneori se observă descărcări de fulgere, care sunt bile de foc. Modul în care se formează fulgerul cu minge nu a fost încă studiat, dar observațiile existente în acest sens vedere interesantă descărcările fulgerelor ne permit să tragem câteva concluzii. Aici vă prezentăm una dintre cele mai multe descrieri interesante fulger cu minge.

Iată ce relatează celebrul om de știință francez Flammarion:

„La 7 iunie 1886, la șapte și jumătate seara, în timpul unei furtuni care a izbucnit peste orașul francez Gray, cerul s-a luminat brusc cu fulgere roșii și late și, cu un trosnet groaznic, a căzut din cer o minge de foc, aparent 30–40 de centimetri în diametru. Împrăștiind scântei, a lovit capătul coamei acoperișului, a doborât o bucată de peste jumătate de metru lungime de la grinda principală, a despicat-o în bucăți mici, a umplut podul cu resturi și a doborât tencuiala de pe tavanul etajului superior. . Apoi, această minge a sărit pe acoperișul intrării, a făcut o gaură în ea, a căzut pe stradă și, după ce s-a rostogolit de-a lungul ei pe o anumită distanță, a dispărut treptat. Balonul nu a provocat incendiu și nu a făcut rău nimănui, în ciuda faptului că era foarte multă lume pe stradă.”

În fig. 13 prezintă fulgerul cu minge capturat de o cameră fotografică, iar Fig. 14 prezintă un tablou al unui artist de fulger cu minge care a căzut în curte.

Orez. 13. Fulger minge.

Orez. 14. Fulger minge. (Din un tablou al artistului.)

Cel mai adesea, fulgerul cu minge are forma unui pepene verde sau a unei pere. Durează un timp relativ lung - de la o mică fracțiune de secundă la câteva minute. Cele mai multe ora obisnuita Durata fulgerului cu minge este de la 3 la 5 secunde. Fulgerul cu bile apare cel mai adesea la sfârșitul unei furtuni sub formă de bile roșii luminoase cu un diametru de 10 până la 20 de centimetri. În cazuri mai rare, are și dimensiuni mai mari. De exemplu, a fost fotografiat un fulger cu un diametru de aproximativ 10 metri.

Mingea poate fi uneori albă orbitoare și are un contur foarte ascuțit. În mod obișnuit, fulgerul cu minge emite un suierat, bâzâit sau șuierat.

Fulgerul cu minge poate dispărea în liniște, dar poate produce și un sunet slab trosnit sau chiar o explozie asurzitoare. Când dispare, lasă adesea o ceață cu miros înțepător. Aproape de pământ sau în spații închise, fulgerul cu bile se mișcă cu viteza unei persoane care alergă - aproximativ doi metri pe secundă. Poate rămâne în repaus pentru un timp, iar o astfel de minge „așezată” șuieră și aruncă scântei până dispare. Uneori se pare că fulgerul cu minge este condus de vânt, dar de obicei mișcarea lui nu depinde de vânt.

Fulgerul minge este atras de spatii inchise, în care pătrund prin ferestre deschise sau uși, și uneori chiar prin mici crăpături. Țevile reprezintă o cale bună pentru ei; Prin urmare, fulgerele cu bile apar adesea din cuptoarele din bucătărie. După ce s-au învârtit în jurul camerei, fulgerele cu bile părăsesc încăperea, plecând adesea chiar pe calea pe care a intrat.

Uneori fulgerele se ridică și coboară de două sau trei ori pe distanțe de la câțiva centimetri la câțiva metri. Concomitent cu aceste urcări și coborâri, mingea de foc se mișcă uneori în direcție orizontală, iar apoi se pare că fulgerul minge face salturi.

Adesea, fulgerul cu bile „se așează” pe conductori, preferând punctele cele mai înalte, sau se rostogolește de-a lungul conductorilor, de exemplu, de-a lungul țevilor de scurgere. Mișcându-se peste corpurile oamenilor, uneori sub haine, fulgerele cu minge provoacă arsuri grave și chiar moartea. Există multe descrieri ale cazurilor de daune fatale aduse oamenilor și animalelor prin fulgerul cu minge. Fulgerul cu bile poate provoca daune foarte grave clădirilor.

Terminat explicatie stiintifica Nu există încă un fulger cu minge. Oamenii de știință au studiat în mod constant fulgerul cu minge, dar până acum toate manifestările sale variate nu au fost explicate. Mai sunt multe de făcut în acest domeniu. munca stiintifica. Desigur, nu există nimic misterios sau „supranatural” despre fulgerul cu minge. Aceasta este o descărcare electrică, a cărei origine este aceeași cu cea a fulgerului liniar. Fără îndoială, în viitorul apropiat, oamenii de știință vor fi capabili să explice toate detaliile fulgerului cu minge la fel cum au putut explica toate detaliile fulgerului liniar.

Oamenii antici nu au considerat întotdeauna furtunile și fulgerele, precum și lovitura de tunet însoțitoare, ca fiind o manifestare a mâniei zeilor. De exemplu, pentru eleni, tunetele și fulgerele erau simboluri ale puterii supreme, în timp ce etruscii le considerau semne: dacă se vedea un fulger dinspre est, însemna că totul va fi bine, iar dacă fulgera în vest sau nord-vest, însemna contrariul.

Ideea etruscă a fost adoptată de romani, care erau convinși că un fulger lovi din partea dreaptă este un motiv suficient pentru a amâna toate planurile pentru o zi. Japonezii au avut o interpretare interesantă a scânteilor cerești. Două vajra (fulgere) erau considerate simboluri ale lui Aizen-meo, zeul compasiunii: o scânteie era pe capul zeității, pe cealaltă o ținea în mâini, suprimând toate dorințele negative ale umanității cu ea.

Fulgerul este o descărcare electrică uriașă, care este întotdeauna însoțită de un fulger și tunete (un canal de descărcare strălucitor, asemănător unui copac, este clar vizibil în atmosferă). În același timp, aproape niciodată nu există un singur fulger, acesta este de obicei urmat de două sau trei, ajungând adesea la câteva zeci de scântei.

Aceste descărcări se formează aproape întotdeauna în nori cumulonimbus, uneori în nori nimbostratus de dimensiuni mari: limita superioară ajunge adesea la șapte kilometri deasupra suprafeței planetei, în timp ce partea inferioară aproape că poate atinge solul, rămânând nu mai sus de cinci sute de metri. Fulgerele se pot forma atât într-un nor, cât și între norii electrificați din apropiere, precum și între un nor și sol.

Un nor de tunete constă din cantitate mare abur condensat sub formă de bancuri de gheață (la o altitudine care depășește trei kilometri acestea sunt aproape întotdeauna cristale de gheață, deoarece temperaturile aici nu cresc peste zero). Înainte ca un nor să devină o furtună, cristalele de gheață încep să se miște activ în interiorul lui și sunt ajutate să se miște de curenții crescând de aer cald de pe suprafața încălzită.

Masele de aer transportă în sus bucăți mai mici de gheață, care în timpul mișcării se ciocnesc constant cu cristale mai mari. Ca urmare, cristalele mai mici devin încărcate pozitiv, în timp ce cele mai mari devin încărcate negativ.

După ce cristalele mici de gheață se adună în partea de sus și cele mari în partea de jos, partea superioară a norului devine încărcată pozitiv și partea inferioară încărcată negativ. Astfel, puterea câmpului electric din nor atinge cote extrem de ridicate: un milion de volți pe metru.

Când aceste zone încărcate opus se ciocnesc unele cu altele, ionii și electronii din punctele de contact formează un canal prin care toate elementele încărcate se repezi și se formează o descărcare electrică - fulgerul. În acest moment, este eliberată o energie atât de puternică încât puterea sa ar fi suficientă pentru a alimenta un bec de 100 W timp de 90 de zile.

Canalul se încălzește până la aproape 30 de mii de grade Celsius, care este de cinci ori mai mare decât temperatura Soarelui, formând lumină strălucitoare(blițul durează de obicei doar trei sferturi de secundă). După ce canalul este format, norul de tunete începe să se descarce: prima descărcare este urmată de două, trei, patru sau mai multe scântei.

O lovitură de fulger seamănă cu o explozie și provoacă formarea unei unde de șoc, care este extrem de periculoasă pentru orice creatură vie din apropierea canalului. O undă de șoc a unei descărcări electrice puternice la câțiva metri distanță este destul de capabilă să spargă copaci, să rănească sau să provoace contuzii chiar și fără șoc electric direct:

• La o distanță de până la 0,5 m de canal, fulgerul poate distruge structuri slabe și poate răni o persoană;
• La o distanță de până la 5 metri, clădirile rămân intacte, dar pot sparge ferestrele și pot uimi o persoană;
• La distanțe mari, unda de șoc nu are consecințe negative și se transformă într-o undă sonoră, cunoscută sub denumirea de tunete.

Tunete rostogolitoare

La câteva secunde după ce fulgerul a fost înregistrat, din cauza creșterii puternice a presiunii de-a lungul canalului, atmosfera se încălzește până la 30 de mii de grade Celsius. Ca urmare, apar vibrații explozive ale aerului și apar tunete. Tunetele și fulgerele sunt strâns legate între ele: lungimea descărcării este adesea de aproximativ opt kilometri, astfel încât sunetul din diferite părți ale acestuia ajunge la timpuri diferite, formând tunete.

Interesant este că măsurând timpul care trece între tunet și fulgere, poți afla cât de departe este epicentrul furtunii de observator.

Pentru a face acest lucru, trebuie să înmulțiți timpul dintre fulgere și tunete cu viteza sunetului, care este de la 300 la 360 m/s (de exemplu, dacă intervalul de timp este de două secunde, epicentrul furtunii este puțin mai mare). mai mult de 600 de metri de observator, iar dacă trei - la o distanță kilometru). Acest lucru va ajuta să determinați dacă o furtună se îndepărtează sau se apropie.

Minge de foc uimitoare

Unul dintre fenomenele naturale cel mai puțin studiate și, prin urmare, cele mai misterioase, este considerat a fi fulgerul - o minge de plasmă strălucitoare care se mișcă prin aer. Este misterios, deoarece principiul formării fulgerului cu minge este necunoscut până în prezent: în ciuda faptului că există număr mare ipoteze care explică motivele apariţiei acesteia fenomen uimitor natură, au existat obiecții la fiecare dintre ele. Oamenii de știință nu au reușit niciodată să realizeze experimental formarea fulgerului cu minge.

Fulgerul cu minge poate exista o perioadă lungă de timp și se poate mișca pe o traiectorie imprevizibilă. De exemplu, este destul de capabil să plutească în aer timp de câteva secunde și apoi să se arunce în lateral.

Spre deosebire de o simplă descărcare, există întotdeauna o singură minge de plasmă: până când două sau mai multe fulgere de foc sunt detectate simultan. Dimensiunea fulgerului cu bile variază de la 10 la 20 cm. Fulgerul cu bile se caracterizează prin tonuri de alb, portocaliu sau albastru, deși se găsesc adesea alte culori, chiar și negre.

Oamenii de știință nu au determinat încă indicatorii de temperatură ai fulgerului cu minge: în ciuda faptului că, conform calculelor lor, ar trebui să varieze de la o sută la o mie de grade Celsius, oamenii care au fost aproape de acest fenomen nu au simțit căldura emanată de minge. fulger.

Principala dificultate în studierea acestui fenomen este că oamenii de știință sunt rareori capabili să înregistreze apariția lui, iar mărturiile martorilor oculari aruncă adesea îndoieli cu privire la faptul că fenomenul pe care l-au observat a fost într-adevăr un fulger. În primul rând, mărturiile diferă în ceea ce privește condițiile în care a apărut: a fost văzută mai ales în timpul unei furtuni.

Există, de asemenea, indicii că fulgerul cu minge poate apărea într-o zi frumoasă: poate coborî din nori, poate apărea în aer sau poate apărea din spatele unui obiect (un copac sau un stâlp).

încă unul trăsătură caracteristică fulgerul minge este pătrunderea sa în camere închise, a fost văzut chiar și în carlinge (bola de foc poate trece prin ferestre, în conductele de ventilație și chiar poate zbura din prize electrice sau televizoare). De asemenea, au fost documentate în mod repetat situații când o minge de plasmă a fost fixată într-un loc și a apărut constant acolo.

Adesea, apariția fulgerului cu minge nu provoacă probleme (se mișcă calm în curenții de aer și după un timp zboară sau dispare). Dar consecințe triste au fost observate și atunci când a explodat, evaporând instantaneu lichidul aflat în apropiere, topind sticla și metalul.

Posibile pericole

Deoarece apariția fulgerului cu minge este întotdeauna neașteptată, atunci când vezi acest fenomen unic lângă tine, principalul lucru este să nu te panichezi, să nu te miști brusc și să nu alergi nicăieri: fulgerele de foc sunt foarte susceptibile la vibrațiile aerului. Este necesar să părăsești în liniște traiectoria mingii și să încerci să stai cât mai departe de ea. Dacă o persoană se află în interior, trebuie să mergeți încet spre deschiderea ferestrei și să deschideți fereastra: există multe povești când o minge periculoasă a părăsit apartamentul.

Nu puteți arunca nimic într-o minge de plasmă: este destul de capabilă să explodeze, iar acest lucru este plin nu numai de arsuri sau pierderea conștienței, ci și de stop cardiac.

Dacă se întâmplă ca mingea electrică să prindă o persoană, trebuie să o mutați într-o cameră ventilată, să o înfășurați cu căldură, să efectuați un masaj cardiac, să efectuați respirație artificială și să sunați imediat la un medic.

Ce să faci într-o furtună

Când începe o furtună și vezi că se apropie fulgere, trebuie să găsești adăpost și să te ascunzi de vreme: o lovitură de fulger este adesea fatală, iar dacă oamenii supraviețuiesc, deseori rămân cu handicap. Dacă nu există clădiri în apropiere și o persoană se află pe câmp în acel moment, trebuie să țină cont de faptul că este mai bine să se ascundă de o furtună într-o peșteră. Dar copaci înalți este indicat să se evite: fulgerul vizează de obicei chiar planta mare

, iar dacă copacii au aceeași înălțime, atunci lovește ceea ce conduce mai bine electricitatea. Pentru a proteja o clădire sau o structură de sine stătătoare de fulgere, în apropierea acestuia este de obicei instalat un catarg înalt, în vârful căruia există o tijă de metal ascuțită conectată în siguranță la un fir gros, la celălalt capăt există un fir îngropat adânc în pământul. obiect metalic

Fulgerul liniar este de obicei însoțit de un zgomot puternic numit tunet. Tunetul apare din următorul motiv. Am văzut că curentul din canalul fulgerului este generat într-o perioadă foarte scurtă de timp. În același timp, aerul din canal se încălzește foarte repede și puternic, iar atunci când este încălzit se extinde. Expansiunea are loc atât de repede încât seamănă cu o explozie. Această explozie produce un șoc de aer, care este însoțit de sunete puternice. După o încetare bruscă a curentului, temperatura din canalul fulgerului scade rapid pe măsură ce căldura scapă în atmosferă. Canalul se răcește rapid și, prin urmare, aerul din el este puternic comprimat. Acest lucru face, de asemenea, să tremure aerul, ceea ce produce din nou sunet. Este clar că loviturile repetate de fulgere pot provoca zgomot și zgomot prelungit. La rândul său, sunetul este reflectat de nori, pământ, case și alte obiecte și, creând ecouri multiple, prelungește tunetul. De aceea apar tunete.

Ca orice sunet, tunetul se deplasează prin aer cu o viteză relativ scăzută - aproximativ 330 de metri pe secundă. Această viteză este de doar o dată și jumătate viteza unei aeronave moderne. Dacă un observator vede mai întâi fulgere și abia după un timp aude tunete, atunci el poate determina distanța care îl separă de fulger. Să treacă, de exemplu, 5 secunde între fulgere și tunete. Deoarece în fiecare secundă sunetul parcurge 330 de metri, în cinci secunde tunetul a parcurs o distanță de cinci ori mai mare, și anume 1650 de metri. Aceasta înseamnă că fulgerul a lovit la mai puțin de doi kilometri de observator.

Pe vreme calmă, tunetul se aude după 70-90 de secunde, acoperind 25-30 de kilometri. Furtunile care trec de la observator la o distanță mai mică de trei kilometri sunt considerate apropiate, iar furtunile care trec la o distanță mai mare sunt considerate îndepărtate.

Pe lângă liniare, există, deși mult mai puțin frecvent, fulgere de alte tipuri. Dintre acestea, vom considera una dintre cele mai interesante - fulgerul cu minge.

Uneori se observă descărcări de fulgere, care sunt bile de foc. Cum se formează fulgerul cu minge nu a fost încă studiat, dar observațiile existente ale acestui tip interesant de descărcare de fulger ne permit să tragem câteva concluzii. Vă prezentăm aici una dintre cele mai interesante descrieri ale fulgerului cu minge.

Iată ce relatează celebrul om de știință francez Flammarion: „La 7 iunie 1886, la opt și jumătate seara, în timpul unei furtuni care a izbucnit peste orașul francez Gray, cerul s-a luminat brusc cu fulgere roșii și late, și cu o crăpătură groaznică, o minge de foc a căzut din cer, aparent cu diametrul de , 30-40 de centimetri. Împrăștiind scântei, a lovit capătul coamei acoperișului, a doborât o bucată de peste jumătate de metru lungime de la grinda principală, a despicat-o în bucăți mici, a umplut podul cu resturi și a doborât tencuiala de pe tavanul etajului superior. . Apoi, această minge a sărit pe acoperișul intrării, a făcut o gaură în ea, a căzut pe stradă și, după ce s-a rostogolit de-a lungul ei pe o anumită distanță, a dispărut treptat. Minge de foc

Nu a produs și nu a făcut rău nimănui, în ciuda faptului că erau mulți oameni pe stradă.”

În fig. 13 prezintă fulgerul cu minge capturat de o cameră fotografică, iar Fig. 14 prezintă un tablou al unui artist de fulger cu minge care a căzut în curte.

Cel mai adesea, fulgerul cu minge are forma unui pepene verde sau a unei pere. Durează un timp relativ lung - dintr-o mică parte din Fig. 13. Fulger minge. secunde până la câteva minute.

Durata cea mai comună a fulgerului cu minge este de la 3 la 5 secunde. Fulgerul cu bile apare cel mai adesea la sfârșitul unei furtuni sub formă de bile roșii luminoase cu un diametru de 10 până la 20 de centimetri. În cazuri mai rare, are și timpi mai mari - 22

Măsuri. De exemplu, a fost fotografiat un fulger cu un diametru de aproximativ 10 metri.

Mingea poate fi uneori albă orbitoare și are un contur foarte ascuțit. În mod obișnuit, fulgerul cu minge emite un suierat, bâzâit sau șuierat.

Fulgerele mingii pot dispărea în liniște, dar pot produce, de asemenea, un trosnet slab sau chiar un sunet asurzitor.

Explozie. Când dispare, lasă adesea o ceață cu miros înțepător. Aproape de pământ sau în spații închise, fulgerul cu bile se mișcă cu viteza unei persoane care alergă - aproximativ doi metri pe secundă. Poate rămâne în repaus pentru un timp, iar o astfel de minge „așezată” șuieră și aruncă scântei până dispare. Uneori se pare că fulgerul cu minge este condus de vânt, dar de obicei mișcarea lui nu depinde de vânt.

Fulgerul cu bile este atras de spațiile închise, în care intră prin ferestre sau uși deschise și, uneori, chiar prin mici crăpături. Țevile reprezintă o cale bună pentru ei; Prin urmare, fulgerele cu bile apar adesea din cuptoarele din bucătărie. După ce s-au învârtit în jurul camerei, fulgerele cu bile părăsesc încăperea, plecând adesea chiar pe calea pe care a intrat.

Uneori fulgerele se ridică și coboară de două sau trei ori pe distanțe de la câțiva centimetri la câțiva

Destul de câțiva metri. Concomitent cu aceste urcări și coborâri, mingea de foc se mișcă uneori în direcție orizontală, iar apoi se pare că fulgerul minge face salturi.

Adesea, fulgerul cu bile „se așează” pe conductori, preferând punctele cele mai înalte, sau se rostogolește de-a lungul conductorilor, de exemplu, de-a lungul țevilor de scurgere. Mișcându-se peste corpurile oamenilor, uneori sub haine, fulgerele cu minge provoacă arsuri grave și chiar moartea. Există multe descrieri ale cazurilor de daune fatale aduse oamenilor și animalelor prin fulgerul cu minge. Fulgerul cu bile poate provoca daune foarte grave clădirilor.

Nu există încă o explicație științifică completă pentru fulgerul cu bile. Oamenii de știință au studiat în mod constant fulgerul cu minge, dar până acum toate manifestările sale variate nu au fost explicate. Mai sunt încă multe lucrări științifice de făcut în acest domeniu. Desigur, nu există nimic misterios sau „supranatural” despre fulgerul cu minge. Aceasta este o descărcare electrică, a cărei origine este aceeași. ca un fulger liniar. Fără îndoială, în viitorul apropiat, oamenii de știință vor putea explica toate detaliile fulgerului cu minge, precum și au putut explica toate detaliile fulgerului liniar,

Procesele în sine care au loc în timpul unei furtuni au fost studiate destul de bine. Tunetul este sunetul unei unde de șoc puternice care rezultă dintr-o descărcare electrică gigantică.

Cum apar fulgerele?

Frecarea dintre bucățile minuscule de gheață și picăturile de vapori de apă din atmosferă creează electricitate statică. Aerul nu conduce curentul, adică este un dielectric. Când o sarcină electrică se acumulează la un moment dat, puterea câmpului depășește o valoare critică și legăturile moleculare sunt distruse. În acest caz, aerul și vaporii de apă își pierd proprietățile de izolare electrică. Acest fenomen se numește defalcare dielectrică. Poate apărea în interiorul unui nor, între doi nori adiacenți sau între un nor și sol.

Ca urmare a defecțiunii, se formează un canal cu conductivitate electrică ridicată, umplut cu o descărcare de scânteie uriașă - acesta este un fulger. În acest proces, este eliberat cantitate uriașă energie. Lungimea flarei poate ajunge la 300 km sau mai mult. Aerul din calea fulgerului se încălzește foarte repede până la 25.000 - 30.000°C. Pentru comparație: temperatura de suprafață a Soarelui este de 5726 °C.

De ce apare tunetul?

Aerul încălzit de fulger se extinde. Se întâmplă explozie puternică. Acesta generează o undă de șoc, însoțită de foarte sunet puternic, nu singur, ci cu peale. Acesta este un tunet. Cu cât fulgerul are mai multe îndoituri, cu atât bate din palme mai multe tunete., pentru că se întâmplă la fiecare pas noua explozie. În plus, sunetul este reflectat de norii vecini. Volumul său maxim este de 120 dB. Fulgerul liniar și sidefat nu poate decât să fie însoțit de un vuiet. Doar că uneori o furtună este atât de departe de locul din care este vizibil blițul încât sunetul nu are timp să ajungă la el.

Fapt interesant: în religiile păgâne antice a existat întotdeauna un zeu al tunetului. Voietul din timpul unei furtuni a fost considerat una dintre manifestările furiei sale. Acum este evident că acest sunet ar trebui luat doar ca un avertisment asupra pericolului apropiat. Când apare, trebuie doar să estimați distanța până la furtună și gradul de risc pentru oamenii de pe stradă.

Cum se determină distanța până la fulger prin sunetul tunetului?

Întotdeauna trece ceva timp între fulgere și tunete. Acest lucru se întâmplă deoarece viteza luminii este de un milion de ori mai mare decât viteza sunetului. Prin urmare, la început este vizibil un fulger și abia după câteva secunde se aude un bubuit. Dacă observați această oră, puteți calcula aproximativ distanța până la furtună.

Fulgerul este o descărcare electrică puternică. Apare atunci când norii sau pământul sunt puternic electrificați. Prin urmare, descărcările de fulgere pot apărea fie în interiorul unui nor, fie între norii electrificați învecinați, fie între un nor electrificat și sol. Descărcarea fulgerului este precedată de apariția unei diferențe de potențial electric între norii vecini sau între un nor și sol.

Electrificarea, adică formarea forțelor atractive natura electrica, este bine cunoscut tuturor din experiența de zi cu zi.

Ce face ca norii să se electrifice? La urma urmei, nu se frecă unul de celălalt, așa cum se întâmplă atunci când se formează o sarcină electrostatică pe păr și pe pieptene.

Un nor de tunete este o cantitate uriașă de abur, dintre care o parte este condensată sub formă de picături mici sau fulgi de gheață. Vârful unui nor de tunete poate fi la o altitudine de 6-7 km, iar partea de jos poate atârna deasupra solului la o altitudine de 0,5-1 km. Peste 3-4 km, norii constau din bancuri de gheață de diferite dimensiuni, deoarece temperatura acolo este întotdeauna sub zero. Aceste bucăți de gheață sunt în mișcare constantă, cauzate de creșterea curenților de aer cald de pe suprafața încălzită a pământului. Bucățile mici de gheață sunt mai ușor transportate de curenții de aer în creștere decât cele mari. Prin urmare, bucăți mici de gheață „agile”, care se deplasează în vârful norului, se ciocnesc în mod constant cu cele mari. Fiecare astfel de coliziune duce la electrificare. În acest caz, bucățile mari de gheață sunt încărcate negativ, iar cele mici - pozitiv. În timp, bucăți mici de gheață încărcate pozitiv ajung în partea de sus a norului, iar bucățile mari de gheață încărcate negativ ajung în partea de jos. Cu alte cuvinte, partea de sus a unui nor este încărcată pozitiv, iar partea de jos este încărcată negativ.

Câmpul electric al unui nor are o intensitate uriașă - aproximativ un milion de V/m. Atunci când regiuni mari, încărcate opus, se apropie suficient una de cealaltă, unii electroni și ioni, care trec între ele, creează un canal de plasmă strălucitor prin care alte particule încărcate se repezi după ele. Așa se produce o descărcare de fulger.

În timpul acestei descărcări, se eliberează o energie enormă - până la un miliard de J. Temperatura canalului ajunge la 10.000 K, ceea ce dă naștere luminii strălucitoare pe care o observăm în timpul unei descărcări de fulgere. Norii sunt descărcați în mod constant prin aceste canale și vedem manifestări externe ale datelor fenomene atmosferice sub formă de fulger.

Mediul fierbinte se extinde exploziv și provoacă o undă de șoc, percepută ca un tunet.

Noi înșine putem simula fulgerul, chiar și unul în miniatură. Experimentul trebuie efectuat într-o cameră întunecată, altfel nimic nu va fi vizibil. Vom avea nevoie de două baloane alungite. Să le umflăm și să le legăm. Apoi, asigurându-ne că nu se ating, le frecăm simultan cu o cârpă de lână. Aerul care le umple este electrificat. Dacă bilele sunt apropiate, lăsând un spațiu minim între ele, atunci scânteile vor începe să sară de la una la alta printr-un strat subțire de aer, creând fulgerări ușoare. În același timp, vom auzi un trosnet slab - o copie în miniatură a tunetului în timpul unei furtuni.

Toți cei care au văzut fulgerele au observat că nu este o linie dreaptă strălucitoare, ci o linie întreruptă. Prin urmare, procesul de formare a unui canal conductiv pentru o descărcare de fulger este numit „liderul său de pas”. Fiecare dintre acești „pași” este un loc în care electronii, accelerați la viteze apropiate de lumina, s-au oprit din cauza ciocnirilor cu moleculele de aer și au schimbat direcția de mișcare.

Astfel, fulgerul este o defecțiune a unui condensator al cărui dielectric este aer, iar plăcile sunt nori și pământ. Capacitatea unui astfel de condensator este mică - aproximativ 0,15 μF, dar rezerva de energie este enormă, deoarece tensiunea atinge un miliard de volți.

Un fulger constă de obicei din mai multe descărcări, fiecare dintre ele durând doar câteva zeci de milionimi de secundă.

Fulgerele apar cel mai adesea în norii cumulonimbus. Fulgerele apar și în timpul erupțiilor vulcanice, tornadelor și furtunilor de praf.

Există mai multe tipuri de fulger în formă și direcție de descărcare. Descărcările pot apărea:

• între nor de tuneteși pământul,
• între doi nori
• în interiorul norului,
• lăsând norii pentru cer senin.