Що таке блискавка. Класна година на тему: «Дощ як фізичне явище

Давні люди далеко не завжди вважали грозу і блискавку, а також розгром грому, що супроводжував їх, проявом гніву богів. Наприклад, для еллінів грім і блискавка були символами верховної влади, тоді як етруски вважали їх знаменнями: якщо спалах блискавки був помічений зі східного боку, це означало, що все буде добре, а якщо виблискував на заході чи північному заході – навпаки.

Ідею етрусків перейняли римляни, які були переконані, що удар блискавки з правого боку є достатньою підставою для відкладення всіх планів на добу. Цікаве трактування небесних іскор було в японців. Дві ваджри (блискавки) вважалися символами Айдзен-мео, бога співчуття: одна іскра була на голові божества, іншу він тримав у руках, придушуючи нею всі негативні бажання людства.

Блискавка – це величезних розмірів електричний розряд, який завжди супроводжується спалахом і громовими гуркотами (в атмосфері чітко проглядається сяючий канал розряду, що нагадує дерево). При цьому спалах блискавки майже ніколи не буває один, за ним зазвичай слідує дві, три, нерідко доходить і до кількох десятків іскор.

Ці розряди майже завжди утворюються в купово-дощових хмарах, іноді – у шарувато-дощових хмарах великих розмірів: верхня межанерідко досягає семи кілометрів над поверхнею планети, тоді як нижня частина може майже торкатися землі, перебуваючи не вище п'ятисот метрів. Блискавки можуть утворюватися як в одній хмарі, так і між електризованими хмарами, що знаходяться поруч, а також між хмарою і землею.

Складається грозова хмара з великої кількостіпари, сконденсованої у вигляді крижинок (на висоті, що перевищує три кілометри, це практично завжди крижані кристали, оскільки температурні показники тут не піднімаються вище нуля). Перед тим як хмара стає грозової, всередині неї починають активний рух крижані кристали, при цьому рухатися їм допомагають потоки теплого повітря, що висходять з нагрітої поверхні.

Повітряні маси захоплюють у себе вгору дрібніші крижинки, які під час руху постійно наштовхуються більші кристали. Через війну кристали менших розмірів виявляються зарядженими позитивно, більші – негативно.

Після того, як маленькі крижані кристалики збираються нагорі, а великі – знизу, верхня частинахмари виявляються позитивно зарядженими, нижня – негативно. Таким чином, напруженість електричного поляу хмарі досягає надзвичайно високих показників: мільйон вольт на один метр

Коли ці протилежно заряджені області стикаються один з одним, у місцях зіткнення іони та електрони утворюють канал, яким вниз спрямовуються всі заряджені елементи і утворюється електричний розряд – блискавка. У цей час виділяється настільки потужна енергія, Що її сили цілком вистачило б на те, щоб протягом 90 днів живити лампочку потужністю 100 Вт.

Канал розжарюється майже до 30 тис. градусів Цельсія, що вп'ятеро перевищує температурні показники Сонця, утворюючи яскраве світло (спалах зазвичай триває лише три чверті секунди). Після утворення каналу грозова хмара починає розряджатися: за першим розрядом йдуть дві, три, чотири і більше іскор.

Удар блискавки нагадує вибух і викликає утворення ударної хвилі, надзвичайно небезпечної для будь-якої живої істоти, яка опинилася біля каналу. Ударна хвиля найсильнішого електричного розряду за кілька метрів від себе цілком здатна зламати дерева, травмувати чи контузити навіть без прямого ураження електрикою:

• На відстані до 0,5 м до каналу блискавка здатна зруйнувати слабкі конструкції та травмувати людину;
• На відстані до 5 метрів будівлі залишаються цілими, але можуть вибити вікна і оглушити людину;
• на великих відстаняхударна хвиля негативних наслідківне несе і переходить у звукову хвилю, відому як громові гуркіти.

Гуркіт грому

Через кілька секунд після того, як був зафіксований удар блискавки через різке підвищення тиску вздовж каналу, атмосфера розжарюється до 30 тис. градусів Цельсія. Внаслідок цього виникають вибухоподібні коливання повітря і виникає грім. Грім і блискавка тісно взаємопов'язані один з одним: довжина розряду нерідко становить близько восьми кілометрів, тому звук із різних його ділянок доходить до різний час, утворюючи громові гуркіти.

Цікаво, що вимірюючи час, що минув між громом та блискавкою, можна дізнатися, наскільки далеко знаходиться епіцентр грози від спостерігача.

Для цього потрібно помножити час між блискавкою та громом на швидкість звуку, що становить від 300 до 360 м/с (наприклад, якщо проміжок часу становить дві секунди, епіцентр грози знаходиться трохи більше ніж за 600 метрів від спостерігача, а якщо три – на відстані кілометра). Це допоможе визначити, чи видаляється чи наближається гроза.

Дивовижна вогненна куля

Одним із найменш вивчених, а тому найбільш таємничих явищ природи вважається кульова блискавка– плазмова куля, що пересувається по повітрю. Загадковий він тому, що принцип формування кульової блискавки невідомий і досі: незважаючи на те, що існує велике числогіпотез, що пояснюють причини появи цього дивовижного явищаприроди, кожну їх знайшли заперечення. Вченим так і не вдалося досвідченим шляхом досягти утворення кульової блискавки.

Куляста блискавка здатна існувати тривалий часі переміщатися по непрогнозованій траєкторії. Наприклад, вона цілком здатна зависати кілька секунд у повітрі, після чого кинутися убік.

На відміну від простого розряду, Плазмовий шар завжди буває один: поки не було одночасно зафіксовано двох і більше вогненних блискавок. Розміри кульової блискавки коливаються від 10 до 20 см. Для кульової блискавки характерні білий, помаранчевий або блакитний тони, хоча нерідко трапляються й інші кольори, аж до чорного.

Вчені ще не визначили температурні показники кульової блискавки: незважаючи на те, що вона за їх підрахунками повинна коливатися від ста до тисячі градусів Цельсія, люди, які знаходилися недалеко від цього феномену, не відчували теплоти, що походила від кульової блискавки.

Основна труднощі щодо цього феномена у тому, що зафіксувати його поява вченим вдається рідко, а показання очевидців часто ставлять під сумнів те що, що спостерігається ними явище справді було кульовою блискавкою. Насамперед, розходяться свідчення щодо того, в яких умовах вона з'явилася: переважно її бачили під час грози.

Існують також свідчення, що кульова блискавка може з'являтися і в погожий день: спуститися з хмар, виникнути в повітрі або з'явитися через якийсь предмет (дерева чи стовп).

Ще однією характерною особливістюкульової блискавки є її проникнення в закриті кімнати, була помічена навіть у кабінах пілотів (вогненна куля може проникати через вікна, спускатися вентиляційними каналами і навіть вилітати з розеток або телевізора). Також були неодноразово задокументовані ситуації, коли плазмова куля закріплювалася на одному місці і постійно там з'являлася.

Нерідко поява кульової блискавки не викликає неприємностей (вона спокійно рухається в повітряних потокахі через якийсь час відлітає чи зникає). Але, були помічені і сумні наслідки, коли вона вибухала, моментально випаровуючи рідину, що знаходиться неподалік, плавлячи скло і метал.

Можливі небезпеки

Оскільки поява кульової блискавки завжди несподівана, побачивши біля себе цей унікальний феноменголовне, не впадати в паніку, різко не рухатися і нікуди не бігти: вогняна блискавкадуже сприйнятлива до коливань повітря. Необхідно тихо піти з траєкторії руху кулі та постаратися триматися від неї якнайдалі. Якщо людина знаходиться в приміщенні, потрібно потихеньку дійти до віконного отвору та відкрити кватирку: відомо чимало історій, коли небезпечна кулязалишав квартиру.

У плазмову кулю нічого не можна кидати: вона цілком здатна вибухнути, а це загрожує не тільки опіками або втратою свідомості, але зупинкою серця. Якщо ж сталося так, що електрична кулязачепив людину, потрібно перенести її в кімнату, що провітрюється, тепліше укутати, зробити масаж серця, штучне дихання і відразу ж викликати лікаря.

Що робити в грозу

Коли починається гроза і ви бачите наближення блискавки, потрібно знайти укриття і сховатися від негоди: удар блискавки нерідко смертельний, а якщо люди виживають, то часто залишаються інвалідами.

Якщо ж ніяких споруд поблизу немає, а людина в цей час у полі, вона повинна враховувати, що від грози краще сховатися в печері. А ось високих дерев бажано уникати: блискавка зазвичай мітить найбільшу рослину, а якщо дерева мають однакову висоту, то потрапляє в те, що краще проводить електрику.

Щоб захистити окрему будівлю або конструкцію від блискавки, біля них зазвичай встановлюють високу щоглу, нагорі якої закріплений загострений. металевий стрижень, надійно з'єднаний з товстим дротом, на іншому кінці знаходиться закопаний глибоко в землю металевий предмет. Схема роботи проста: стрижень від грозової хмари завжди заряджається протилежною хмарою зарядом, яка, стікаючи по дроту під землю, нейтралізує заряд хмари. Цей пристрій називається громовідвід та встановлюється на всіх будинках міст та інших людських поселень.

Небезпека. Блискавковий розряд характеризується великими струмами, яке температура доходить до 300000 градусів. Дерево при ударі блискавки розщеплюється і навіть може спалахнути. Розщеплення дерева відбувається внаслідок внутрішнього вибуху через миттєве випаровування внутрішньої вологи деревини.

Пряме влучення блискавки в людину зазвичай закінчується смертельним результатом. Щороку у світі від блискавки гине близько 3000 людей.

Запобіжні заходи перед грозою

Перед поїздкою на природу дізнайтесь прогноз погоди. Якщо передбачається гроза, перенесіть поїздку на інший день. Якщо Ви помітили грозовий фронт, то в першу чергу визначте відстань до нього за часом затримки першого гуркоту грому, першого спалаху блискавки, а також оцініть, наближається або видаляється фронт.

Оскільки швидкість світла величезна (300 000 км/с), то спалах блискавки ми спостерігаємо миттєво. Отже затримка звуку визначатиметься відстанню та швидкість звуку (близько 340 м/с). Ми повинні час у секундах від спалаху блискавки до першого гуркоту помножити на 340 - і отримаємо відстань у метрах до грозового фронту.

Приклад: якщо після спалаху до грому пройшло 5 с, то відстань до грозового фронту 340 м/с х 5с = 1700 метрів. Якщо з часом запізнення звуку зростає, то грозовий фронт видаляється, а якщо запізнення звуку скорочується, а грім перестає бути гуркотливим і нагадує сухий тріск, то грозовий фронт наближається. Чим гучніший грім на рівній місцевості - тим далі гроза.

Як діяти під час грози

Якщо Ви знаходитесь в сільскої місцевості: Закрийте вікна, двері, димоходи та вентиляційні отвори. Не розтоплюйте піч, оскільки високотемпературні гази, що виходять із пічної труби, мають низький опір. Не розмовляйте телефоном: блискавка іноді потрапляє у натягнуті між стовпами дроти.

Під час ударів блискавки не підходьте близько до електропроводки, блискавковідводу, водостоків з дахів, антени, не стійте поруч із вікном, по можливості вимкніть телевізор, радіо та інші електропобутові прилади.

Якщо Ви знаходитесь в лісі, то сховайтеся на низькорослій ділянці лісу. Не ховайтеся поблизу високих дерев, особливо сосен, дубів та тополь.

Не знаходитесь у водоймищі або на його березі. Відійдіть від берега, зійдіть з піднесеного місця в низину.

У степу, полі або при відсутності укриття (будинку) не лягайте на землю, підставляючи електричному струму все своє тіло, а сядьте навпочіпки в улоговині, яру або іншому природному заглибленні, обхопивши ноги руками.

Якщо грозовий фронт наздогнав Вас під час занять спортом, негайно припиніть їх. Металеві предмети (мотоцикл, велосипед, льодоруб тощо) покладіть убік, відійдіть від них на 20-30 м.

Якщо гроза застала Вас в автомобілі, не залишайте його, закрийте вікна і опустіть антену радіоприймача. Якщо в автомобілі сухо, він зможе витримати удар блискавки, захистивши Вас.

Від себе роз'яснюю більше. Під час руху грозового фронту від тертя повітря між землею та хмарами утворюється величезна різниця потенціалів. Явище схоже на гігантський природний конденсатор, що накопичує енергію.

Тому метеочутливим людям може стати погано перед грозою, навіть якщо вона пройшла поряд, у роботі тонких електроприладів можуть спостерігатися електричні перешкоди, а радіосигнал може проходити крізь грозовий фронт.

Розряд статичної електрикизазвичай проходить шляхом найменшого електричного опору- Іонізованим каналом, прокладеним "біжить лідером" (як по дроту). Так як між найвищим предметом, серед аналогічних, і куповою хмарою відстань менша, значить менший і електричний опір. Отже, блискавка вразить насамперед високий предмет (щоглу, дерево тощо).

Більша частинаблискавок та електричних розрядів відбувається між грозовими хмарами і всередині грозової хмари – близько 80%. Але потужність електричних розрядів між землею та хмарами незрівнянно більша, оскільки набагато вища різницю потенціалів "між небом і землею".

Після накопичення критичного статичного заряду з грозової хмари стікає невеликий заряд (мікро-кульова блискавка) - так званий лідер, що "біжить", і рухається до землі зі швидкістю близько 20 м/с. По дорозі він утворює іонізований канал, може розщеплюватись і ділитися – тоді блискавка розгалужується.

Як тільки він досягає землі або високого предмета, що має статичний заряделектрики, із землі в грозову хмару прокладеним іонізованим каналом відбувається миттєвий багаторазовий електричний розряд. Його ми бачимо як єдину дуже яскраву "цілісну" блискавку, але на відстані ми чуємо гуркіт грому, тому що миттєвих послідовних розрядів блискавки по одному каналу виробляється від 10-15 до 80 і навіть 100 у надзвичайно рідкісних випадках. Можете порахувати кількість гуркотів грому на відстані 2 км від блискавки.

"Ліжок, що біжить" - це іонізований заряд електрики, що стікає з грозової хмари. На фото вгорі сторінки дуже добре видно, як з грозового фронту стікають вниз "біжучі лідери", залишаючи за собою гіллястий канал, що слабо світиться. І дуже добре помітний яскравий потужний канал "від землі до неба" зі спалахом на хмарі, яким відбувається безпосередній розряд блискавки. Всі такі активні канали при вході в грозову хмару дуже яскраво підсвічені, а сам по собі вихід лідера, що "біжить" з хмари - ще немає.

На четвертій ліворуч блискавки дуже добре видно, що потужний розряд б'є вздовж каналу із землі і ще не досяг розвилки. А крайній праворуч вгорі "слабкий" розряд - це рух лідера, що "біжить" з хмари. На кінці крайньої лівої розвилки третьої зліва блискавки навіть видно дуже яскравий "біжить лідер" у вигляді точкової маленької кулі.

Тим, хто вважає, що розряд блискавки б'є з хмари в землю і широко розповсюджує ці невірні відомості в інтернеті, раджу почитати найвищу фізику- у XX столітті з активним приходом фотографії у наше життя явище блискавки було дуже добре описане.

Від себе можу висловити припущення про природу кульової блискавки: таємнича кульова блискавка може виявитися дуже великим лідером, що "біжить", який здатний побачити неозброєне око людини (а не тільки зафіксувати спеціальна фотографія), за яким повністю закрився іонізований канал, і тому повноцінний розряд блискавки став неможливим.

Якщо "біжить лідер" виявився "слабеньким" і зруйнувався до того, як він повністю сформував іонізований канал, розряду блискавки не відбувається. Більшість виходів "біжать лідерів" не закінчується розрядом блискавки. "Той, що біжить лідер", що формує звичну нам блискавку "між небом і землею", живе близько 50-80 секунд, так як йому потрібен час для досягнення поверхні.

"Той, що біжить лідер", за яким безпосередньо слідує електричний розряд і блискавка, на спеціальних фотографіях нагадує невелику яскраву іскру і являє собою згусток іонізованого газу (згусток низькотемпературної плазми). Саме шляхом фотографування блискавки та того, що відбувається безпосередньо перед розрядом, у XX столітті було зроблено відкриття, яке коректно описує явище блискавки.

Якщо ж "біжучий лідер" виявився дуже великим за розміром, він починає зустрічати суттєвіший опір довкілляшвидкість його руху різко сповільнюється, іонізований канал за ним встигає повністю або частково закритися. Тому повноцінного розряду блискавки не відбувається, і ми можемо спостерігати явище кульової блискавки (наприклад, у зоні смерчу та торнадо, як на фото). Прагнучи зайняти найменший об'єм, речовина в стані плазми набуває кулястої форми (площа зовнішньої поверхні кулі мінімальна серед інших тіл при фіксованому обсязі).

Фактично, спостерігається три фазові стани, що описують різна поведінка математичної моделі"біжучого лідера" - формування "біжучого лідера", який не закінчився жодним розрядом (понад 99%), "біжучий лідер", якому "пощастило" і якому вдалося повністю сформувати іонізований канал, рух якого закінчився розрядом блискавки (менше 1%), і "переросток", за яким частково або повністю закрився іонізований канал, і він сформував видиму неозброєним оком кульову блискавку (надзвичайно рідко).

Якщо розглядати явище розряду блискавки з погляду модної сьогодні теорії катастроф, саме розряд блискавки необхідно як фазове зміна стану системи " природних конденсаторів " . Тільки розряд блискавки і "біжить лідер", якому "пощастило", викликає стрибкоподібну зміну стану електричних потенціалівгрозових хмар і поверхні землі і, відповідно, може розглядатися як "катастрофа". Моментом початку стрибкоподібної зміни стану системи є момент досягнення "біжучим лідером" іншої хмари або поверхні землі (а також дерева, блискавковідведення тощо).

Сам момент стрибкоподібного зміни стану системи (тобто розряд блискавки) може бути описаний набором апроксимованих дельта-функцій за кількістю миттєвих електричних розрядів, аргументом є час.

Ні "безплідний" "біжить лідер", який не закінчився розрядом блискавки, ні тим більше "переросток"-шарова блискавка з погляду сучасної теоріїкатастроф не викликають стрибкоподібні зміни стану "природних конденсаторів" - грозових хмар та поверхні землі. Саме тому кульова блискавка не може розглядатися як явище, що викликає стрибкоподібну зміну стану системи в цілому, адже вона не спричиняє повноцінного розряду блискавки зі сформованим по всій довжині іонізованим каналом.

У крайньому випадку, кульова блискавка, що одержує ззовні енергетичне підживлення (наприклад, від потужного обертання торнадо, як на фото), тягне за собою локальні електричні мікро-розряди у своїй локалізованій околиці. Ці мікро-блискавки та електричні розряди проходять локалізованими в деякій околиці іонізованим каналах. Якщо ж енергетичне підживлення кульової блискавки ззовні не відбувається і зв'язок із джерелом повністю втрачено, то кульова блискавка не формує локальні електричні розряди взагалі.

Але так чи інакше, під час свого існування (з моменту утворення до моменту руйнування) поведінка кульової блискавки зумовлена ​​виключно локальними змінами стану системи і ніяк не впливають на її глобальний стан та поведінку, на відміну від звичного розряду блискавки.

Додати сайт до закладок

Блискавка з погляду електрики

Електрична природа блискавки була розкрита у дослідженнях американського фізикаБ. Франкліна, з ініціативи якого було проведено досвід із вилучення електрики з грозової хмари. Широко відомий досвід Франкліна щодо з'ясування електричної природиблискавки. У 1750 р. їм було опубліковано роботу, в якій було описано експеримент із використанням повітряного змія, запущеного в грозу. Досвід Франкліна був описаний у роботі Джозефа Прістлі.

Середня довжина блискавки 2,5 км, деякі розряди тягнуться в атмосфері на відстань до 20 км.

Як відбувається формування блискавки? Найчастіше блискавка виникає у купово-дощових хмарах, тоді вони називаються грозовими. Іноді блискавка утворюється в шарувато-дощових хмарах, а також при вулканічних виверженнях, торнадо та пилових бурях.

Схема виникнення блискавки: а – формування; б – розряд.

Для виникнення блискавки необхідно, щоб у відносно малому (але не менше деякого критичного) обсягу хмари утворилося електричне поле з напруженістю, достатньою для початку електричного розряду (~ 1 МВ/м), а в значній частині хмари існувало б поле із середньою напруженістю, достатньою підтримки початку розряду (~ 0,1-0,2 МВ/м). У блискавці електрична енергіяхмари перетворюється на теплову та світлову.

Зазвичай спостерігаються лінійні блискавки, які відносяться до так званих безелектродних розрядів, оскільки вони починаються (і закінчуються) у скупченнях заряджених частинок. Це визначає їх деякі досі непояснені властивості, що відрізняють блискавки від розрядів між електродами.

Так, блискавки не бувають коротшими за кілька сотень метрів; вони виникають в електричних полях значно слабших, ніж поля при міжелектродних розрядах; збирання зарядів, що переносяться блискавкою, відбувається за тисячні частки секунди з мільярдів дрібних, добре ізольованих один від одного частинок, розташованих в об'ємі кілька кв.км.

Найбільш вивчений процес розвитку блискавки в грозових хмарах, при цьому блискавки можуть проходити у самих хмарах (внутрішньохмарні блискавки), а можуть вдаряти в землю (наземні блискавки).

Наземні блискавки

Схема розвитку наземної блискавки: а, б - два щаблі лідера; 1 – хмара; 2 - стримери; 3 - канал ступінчастого лідера; 4 – корона каналу; 5 – імпульсна корона на головці каналу; в – освіта головного каналу блискавки (К).

Процес розвитку наземної блискавки складається із кількох стадій. На першій стадії, у зоні, де електричне поле досягає критичного значення, починається ударна іонізація, що створюється спочатку вільними електронами, завжди наявними в невеликій кількості в повітрі, які під дією електричного поля набувають значних швидкостей у напрямку до землі і, стикаючись з молекулами, що складають повітря, іонізують їх.

Більше сучасним уявленням, розряд ініціюють високоенергетичні космічні промені, які запускають процес, що отримав назву пробою на електронах, що тікають. Таким чином, виникають електронні лавини, що переходять у нитки електричних розрядів - стримери, що є добре провідними каналами, які, зливаючись, дають початок яскравому термоіонізованому каналу з високою провідністю - ступінчастому лідеру блискавки.

Рух лідера до земної поверхнівідбувається сходами у кілька десятків метрів зі швидкістю ~ 50 000 кілометрів на секунду, після чого його рух припиняється на кілька десятків мікросекунд, а світіння сильно слабшає; потім у наступній стадії лідер знову просувається на кілька десятків метрів.

Яскраве світіння охоплює при цьому всі пройдені щаблі, потім знову зупинка і ослаблення світіння. Ці процеси повторюються під час руху лідера до землі середньою швидкістю 200 000 метрів за секунду. У міру просування лідера до землі напруженість поля на його кінці посилюється, і під його дією з виступаючих на поверхні Землі предметів викидається стример у відповідь, що з'єднується з лідером. Ця особливість блискавки використовується для створення блискавковідводу.

У заключної стадіїпо іонізованому лідером каналу слід зворотний (знизу вгору), або головний, розряд блискавки, що характеризується струмами від десятків до сотень тисяч ампер, яскравістю, що помітно перевищує яскравість лідера, і великою швидкістюпросування, що спочатку доходить до ~ 100 000 кілометрів на секунду, а наприкінці зменшується до ~ 10 000 кілометрів на секунду.

Температура каналу при головному розряді може перевищувати 25000 °C.Довжина каналу блискавки може бути від 1 до 10 км, діаметр – кілька сантиметрів. Після проходження імпульсу струму іонізація каналу та його світіння слабшають. У фінальній стадії струм блискавки може тривати соті і навіть десяті частки секунди, досягаючи сотень і тисяч ампер. Такі блискавки називають затяжними, вони найчастіше викликають пожежі.

Головний розряд розряджає нерідко лише частину хмари. Заряди, розташовані на великих висотах, можуть дати початок новому (стрілоподібному) лідеру, що безперервно рухається зі швидкістю в тисячі кілометрів в секунду. Яскравість його світіння близька до яскравості східчастого лідера. Коли стрілоподібний лідер доходить до поверхні землі, слідує другий головний удар, Подібний до першого.

Зазвичай блискавка включає кілька повторних розрядів, але їх кількість може сягати кількох десятків. Тривалість багаторазової блискавки може перевищувати 1 сек. Зміщення каналу багаторазової блискавки вітром створює так звану стрічкову блискавку - смугу, що світиться.

Внутрішньохмарні блискавки

Внутрішньохмарні блискавки включають зазвичай лише лідерні стадії, їх довжина коливається від 1 до 150 км. Частка внутрішньохмарних блискавок зростає зі зсувом до екватора, змінюючись від 0,5 в помірних широтах до 0,9 в екваторіальній смузі. Проходження блискавки супроводжується змінами електричних та магнітних полів та радіовипромінюванням, так званими атмосфериками.

Імовірність ураження блискавкою наземного об'єкта зростає в міру збільшення його висоти та зі збільшенням електропровідності ґрунту на поверхні або на деякій глибині (на цих факторах заснована дія громовідводу). Якщо в хмарі існує електричне поле, достатнє для підтримки розряду, але недостатнє для його виникнення, роль ініціатора блискавки може виконати довгий металевий трос або літак, особливо якщо він сильно заряджений електрично. Таким чином іноді «провокуються» блискавки в шарувато-дощових та потужних купових хмарах.

Кожної секунди близько 50 блискавок ударяються в поверхню землі, і в середньому кожен її квадратний кілометрблискавка вражає шість разів на рік.

Люди та блискавка

Блискавки – серйозна загроза для життя людей. Поразка людини або тварини блискавкою часто відбувається на відкритих просторах, т.к. електричний струмйде по найкоротшому шляху"грозова хмара-земля". Часто блискавка потрапляє у дерева та трансформаторні установки на залізниці, викликаючи їх загоряння.

Поразка звичайною лінійною блискавкою всередині будівлі неможлива, проте існує думка, що так звана кульова блискавка може проникати через щілини та відкриті вікна. Звичайний грозовий розряд небезпечний для телевізійних та радіоантен, розташованих на дахах. висотних будівель, а також для мережного обладнання.

В організмі постраждалих від блискавки спостерігаються такі ж патологічні зміни, як при ураженні електрострумом. Жертва втрачає свідомість, падає, у нього можуть початися судоми, часто зупиняється дихання та серцебиття. На тілі зазвичай можна виявити "мітки струму" - місця входу та виходу електрики.

Це деревоподібні світло-рожеві або червоні смуги, що зникають при натисканні пальцями (зберігаються протягом 1-2 діб після смерті). Вони – результат розширення капілярів у зоні контакту блискавки з тілом. У разі смертельного наслідку причиною припинення основних життєвих функційє раптова зупинкадихання та серцебиття від прямої дії блискавки на дихальний та судинно-руховий центри довгастого мозку.

При ураженні блискавкою перша медична допомогамає бути невідкладною. У важких випадках (зупинка дихання та серцебиття) необхідна реанімація, її має надати, не чекаючи медичних працівниківбудь-який свідок нещастя. Реанімація ефективна лише у перші хвилини після поразки блискавкою, через 10-15 хвилин вона, зазвичай, вже неефективна. Екстрена госпіталізація необхідна у всіх випадках.

Жертви блискавок

У міфології та літературі:

• Асклепій (Ескулап), син Аполлона - бог лікарів та лікарського мистецтва, не тільки зцілював, а й пожвавлював мертвих. Щоб відновити порушений світовий лад, Зевс вразив його своєю блискавкою;
• Фаетон, син бога сонця Геліоса - одного разу взявся керувати сонячною колісницею свого батька, але не стримав вогнедишних коней і ледь не занапастив у страшному полум'ї Землю. Розгніваний Зевс пронизав Фаетона блискавками.

Історичні особистості:

• російський академік Г. В. Ріхман - в 1753 загинув від удару блискавки;
• народний депутат України, екс-губернатор Рівненської області В. Червоній 4 липня 2009 року загинув від удару блискавки.

• Рой Саллі Ван залишився живим після семи ударів блискавкою;
• американський майор Саммерфорд помер після тривалої хвороби (результат удару третьою блискавкою). Четверта блискавка повністю зруйнувала його пам'ятник на цвинтарі;
• в індіанців Анд удар блискавкою вважається необхідним для досягнення вищих рівнівшаманської ініціації.

Дерева та блискавка

Високі дерева - найчастіша мета для блискавок. На реліктових деревах-довгожителя легко можна знайти множинні шрами від блискавок. Вважається, що дерево, що самотньо стоїть, частіше уражається блискавкою, хоча в деяких лісових районах шрами від блискавок можна побачити майже на кожному дереві. Сухі дерева від удару блискавки спалахують. Найчастіше удари блискавки бувають спрямовані в дуб, найрідше в бук, що, мабуть, залежить від різної кількості жирних олій у них, що становлять великий опір електриці.

Блискавка проходить у стовбурі дерева шляхом найменшого електричного опору, з виділенням великої кількості тепла, перетворюючи воду на пару, яка розколює стовбур дерева або частіше відриває від нього ділянки кори, показуючи шлях блискавки.

У наступні сезони дерева зазвичай відновлюють пошкоджені тканини і можуть закривати рану цілком, залишивши лише вертикальний шрам. Якщо збитки надто серйозні, вітер і шкідники в кінцевому підсумку вбивають дерево. Дерева є природними громовідведеннями і, як відомо, забезпечують захист від удару блискавки для довколишніх будівель. Посаджені біля будівлі високі деревауловлюють блискавки, а висока біомаса кореневої системи допомагає заземлювати розряд блискавки.

З дерев, уражених блискавкою, роблять музичні інструментиприписуючи їм унікальні властивості.

Серед безлічі атмосферних явищблискавка, безперечно, займає особливе місце. Вона надзвичайно красива і видовищна, а неймовірна міць її ударів і сьогодні жахає багатьох людей.

І це незважаючи на те, що всі вони навчалися у школі та уявляють, що таке електрику.

Давні уявлення про блискавку

У давнину блискавка викликала у людей щонайменше сильні почуття. Нею захоплювалися і боялися, вважаючи її зброєю богів. Не дарма найгрізніші та войовничі божества практично у всіх народів були озброєні саме блискавками: Зевс – у давніх греків, Юпітер – у римлян, Перун – у слов'ян.

У давньоіндійському пантеоні богів блискавкою були озброєні Шива-Руйнувач та Індра-Воїн, у якого для метання блискавок навіть була спеціальна зброя – ваджра.

Водночас блискавка нерідко вважалася символом пробудження життєвих силта енергії. Так, за віруваннями стародавніх китайців, погодою керувала спеціальна небесна управа із чотирьох богів.

Блискавкою завідувала богиня Дянь-му, яка зближала і розводила небесні дзеркала, починаючи спалахом блискавки неухильне рух життя на полях і серцях людей. У християнстві блискавка символізує Божественне одкровення та Божественний суд.

Як утворюється блискавка?

Сьогодні всім відомо, що блискавка - це потужний електричний розряд, що виникає між хмарами. Але як саме він утворюється, уявляють далеко не всі.


Грозова хмара - це хмара водяної пари, що має розміри часом у десятки кілометрів. Його верхня частина може знаходитися на висоті 6-7 км, тоді як нижня - всього за півкілометра від землі.

На висоті 4 км завжди панує негативна температура, тому крапельки пари там перетворюються на крижинки. Хаотично переміщаючись, вони постійно труться один про одного, завдяки чому більшість з них набувають електричний заряд: дрібні – позитивні, великі – негативні.

Під дією тяжіння великі крижинки опускаються в нижні шари хмари, накопичуючись там, а дрібні залишаються нагорі. Поступово сумарна величина зарядів стає досить великою для того, щоб поле, що виникло між ними, набуло гігантської напруженості.

Коли різнозаряджені частини хмари зближуються, окремі іони та електрони, зірвані з місця взаємним тяжінням, прямують назустріч один одному, захоплюючи у себе сусідів. Виникає плазмовий канал розряду, що поширюється ділянками хмари зі швидкістю соті частки секунди.


Іноді нижній крайХмари нависають над землею досить низько, щоб електричний пробій стався між хмарою та поверхнею землі. Особливо «щастить» у цьому відношенні пагоркам або деревам, стовпам і вежам ліній електропередач, які стають каталізаторами розряду. Ось чому небезпечно в грозу залишатися під самотнім деревом на пагорбі або електричним стовпом.

Температура всередині каналу блискавки досягає десяти тисяч градусів, а електрична напруга- Кілька сотень мільйонів вольт. У той же час ємність хмарного «конденсатора» зовсім невелика – близько 0,15 мікрофарад. Розпечена плазма випалює повітря навколо каналу, який потім хлопається, викликавши ударну хвилю, яку ми сприймаємо як грім.

Зарниця

Блискавки виникають у звичайних хмарах, які з водяної пари. Для їх утворення необхідно, щоб у повітрі знаходилася дрібнодисперсна завись будь-якої речовини, частинки якої тертиметься одна про одну і набуватиме електричного заряду.

Так, у посушливе літо іноді можна побачити «суху грозу» — блискавки, утворені у величезних хмарах піднятого вітром пилу. Ці блискавки називають блискавицями.

Кульова блискавка

Іноді під час грози відбувається утворення кульової блискавки – кулястого згустку енергії невеликого розміру. Це одне з найбільш маловивчених атмосферних явищ, повторити яке в лабораторних умов, на відміну від звичайної блискавки, досі не вдалося.


Куляста блискавка може завдати шкоди людині, яку вона торкнеться, але чимало випадків, коли контакт з нею не приносив ніяких неприємних відчуттів.

Гроза - цікаве явищеприроди. Але всі знають, що є Зворотній бікмедалі. Гроза – це не лише гарні блискавки в небі, а й небезпека. Небо, що покривається темно-синіми хмарами, сильний вітер, грім, спалахи – все те, що ми звикли спостерігати у цьому явищі. Багато хто напевно неодноразово ставив собі запитання: «А куди б'є вогненна гостя під час грози?». Відповідь на це питання ви дізнаєтеся пізніше, а поки що слід розібратися, як це відбувається.

Звідки з'являється спалах?

Блискавка - природне явище, Що являє собою що супроводжується Це величезна іскра.

Виникає вона не так близько, як нам здається. Всім відомо, що швидкість світла швидше, ніж швидкість звуку у мільйон разів. Саме тому ми спочатку бачимо спалах, а потім чуємо гуркіт. Як вона з'являється? Хмари, що віщують грозу, формуються в атмосфері. Коли повітря нагрівається дуже сильно, заряджені частинки злітаються в одному місці і спалахують. Так і з'являється блискавка. Вона має дуже високу температуру.

Напрямок блискавки

Усі ми звикли бачити, що блискавка б'є зверху донизу. Канал, яким проходить блискавка, є розгалуження, оскільки іонізація повітря відбувається нерівномірно. Блискавка, проходячи цим каналом, теж розгалужується, тому ми звикли бачити спалах не у вигляді прямої, а схожу на вени. Головний канал, яким проходить блискавка, називається лідером. Відгалуження, що утворюються від нього, йдуть у напрямку руху лідера. Важливо, що лідер неспроможна змінити свій напрямок різко протилежне. Струм проходить по лідеру та його відгалуженням, як тільки він поєднав і землю. Проходячи каналами, струм б'є в напрямку кілька разів. Завдяки цьому ми бачимо, що блискавка мерехтить.

Куди б'є блискавка?

Напруженість у високих шарах завжди більша, ніж у нижніх. Тому можна помітити, що "небесна гостя" б'є згори донизу. Якщо порівняти блискавку з деревом, вона нагадуватиме його кореневу систему.

Іноді трапляється так, що струм йде навпаки, тобто знизу вгору. Якщо провести порівняння з деревом, то лідер та його відгалуження нагадуватимуть розлогу крону. Коли блискавка б'є згори донизу, складається враження, ніби вона б'є з неба до землі. У другому випадку ми не сприймаємо, що блискавка б'є із землі. Чому так? Вся справа у нашому сприйнятті. Блискавка – швидкий процес. Наші очі фіксують погляд на ній загалом, але ми не можемо спостерігати напрямок руху струму, а сприйняття людини далеко не об'єктивне. Людські очіне можуть вловлювати тисячі кадрів за секунду. Отже, ми сприймаємо картинку цілком.

Якщо ж подивитися відеокамеру, яка здатна вловити ці блискавичні кадри, можна побачити як висхідні, так і низхідні струмові потоки. Як відбувається цей процес – зрозуміло, але куди б'є блискавка? У цьому розберемося нижче.

Куди б'є блискавка та чому?

Блискавки б'ють у ті місця, де шар між будь-яким предметом і грозової хмарибуде найменшим. Багато предметів, що знаходяться на землі і добре ведуть струм, притягують блискавки. Куди б'є блискавка? Вона може потрапляти в різні місця: дерева, металеві вишки, стовпи, труби, будинки, будівлі, літаки, воду, навіть у людину. Що тяжіння предмета, то більше ймовірність удару блискавки. Наприклад, взяти два стовпи, що стоять поруч: дерев'яний і металевий. З більшою ймовірністю удар припаде на другий.

Справа в тому, що металеві предмети набагато краще проводять струм. Після удару струм із землі набагато легше піде до щогли, оскільки вона добре з'єднана із землею. Чим більша поверхня металевої конструкції пов'язана із землею, тим більша ймовірність удару блискавки. Нерідко вона б'є в рівну поверхню. Але буде така ділянка, де є найбільша провідність поверхня електричного струму.

Наприклад, болота частіше бувають уражені блискавкою, ніж поверхня із сухого піску. Предмети, що у небі, також можуть бути вражені. Відомі випадки, коли блискавка била у літак. Сильної небезпеки для людей, які перебувають у літальному апараті, вона несе, але цілком здатна вивести техніку з ладу. Велику небезпеку блискавка є для людей, які перебувають під час грози в будинку. Здавалося б, чому так, адже людина захищена? Однак невимкнений телевізор, що працює мобільний телефон, здатний легко притягнути струм, що є небезпечним для людини.

Відомі випадки, коли він вражав людину на вулиці. Блискавка частіше потрапляє у чоловіків, ніж у жінок. У сільській місцевості вона може вдарити будь-куди. А куди б'є блискавка у місті? Як згадувалося, вона б'є в предмети, які легко проводять струм, добре пов'язані з землею. Це будуть високі будинки, вежі. На щастя, придумані громовідводи, які широко використовуються в великих містах. Для людини блискавка - небезпечне явище. Саме тому слід дотримуватися всіх правил безпеки і знати, як правильно поводитися під час грози.

Міф і тільки

Інформація щодо того, куди найчастіше б'є блискавка, прояснилася. Тепер хочеться розвіяти міф про те, що блискавка не б'є в те саме місце двічі. Б'є. Блискавка здатна потрапляти в той самий предмет кілька разів.