Блискавки жахливі і прекрасні
блискавка - Електричний іскровий розряд, що проявляється, зазвичай, яскравим спалахом світла і супроводжуючим її громом. Електрична природа блискавки була розкрита в дослідженнях американського фізика Б. Франкліна, по ідеї якого був проведений досвід по витяганню електрики з грозової хмари. Блискавки так само були знайдені на Венері, Юпітері, Сатурні і Урані.
Середня довжина блискавки 2,5 км. Деякі розряди тягнуться в атмосфері на відстань до 20 км.
Найбільш часто блискавка виникає в купчасто-дощових хмарах, тоді вони називаються грозовимі- іноді блискавка утворюються в шарувато-дощових хмарах, а також при вулканічних виверженнях, торнадо і пилових бурях.
Зазвичай спостерігаються лінійні блискавки, які відносяться до так званої безелектродним розрядами, так як вони починаються (і закінчуються) в скупченнях заряджених частинок. Це визначає їх деякі, до цих пір непоясненні властивості, що відрізняють блискавки від розрядів між електродами. Так, блискавки не бувають коротше кілька сотень метрів-вони виникають в електричних полях значно слабкіших, ніж поля при міжелектродних разрядах- збір зарядів, які переносяться блискавкою, відбувається за тисячні частки секунди з міріад дрібних, добре ізольованих один від одного часток, розташованих в об`ємі кілька км3.
Найбільш вивчений процес розвитку блискавки в грозових хмарах, при цьому блискавки можуть проходити у самих хмарах - внутріоблачние блискавки, а можуть ударяти в землю - наземні блискавки. Для виникнення блискавки необхідно, щоб у відносно малому (але не менше деякого критичного) об`ємі хмари утворилося електричне поле (див. Атмосферна електрика) з напруженістю, достатньою для початку електричного розряду (~ 1 МВ / м), а в значній частині хмари існувало б поле з середньою напруженістю, достатньою для підтримки розпочатого розряду (~ 0,1-0,2 МВ / м). В блискавки електрична енергія хмари перетворюється в теплову.
Процес розвитку наземної блискавки складається з кілька стадій. На першій стадії в 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 значні швидкості у напрямку до землі і, стикаючись з молекулами, складовими повітря , іонізують їх. Таким чином виникає електронна лавина, що переходять в нитки електричних розрядів - стримери, що представляють собою добре провідні канали, які, зливаючись, дають початок яскравому термоіонізованному каналу з високою провідністю - ступенчатому лідеру блискавки.
Рух лідера до земної поверхні відбувається ступенями в кілька десятків метрів зі швидкістю ~ 50 000 кілометрів в секунду, після чого його рух припиняється на кілька десятків мікросекунд, а світіння сильно ослабевает- потім в наступній стадії лідер знову просувається на кілька десятків метрів. Яскраве свічення охоплює при цьому всі пройдені ступені- потім слідують знову зупинка і ослаблення світіння. Ці процеси повторюються при русі лідера до поверхні землі з середньою швидкістю 200 000 метрів в секунду.
У міру просування лідера до землі напруженість поля на його кінці посилюється і під його дією з виступаючих на поверхні Землі предметів викидається у відповідь стример, що з`єднується з лідером. Ця особливість блискавки використовується для створення громовідводу.
Відео: Удар блискавки на футбольному полі
У заключній стадії по іонізованому лідером каналу відбувається зворотний, або головний, розряд блискавки, що характеризується струмами від десятків до сотень тисяч ампер, яскравістю, що помітно перевищує яскравість лідера, і великою швидкістю просування, що спочатку доходить до ~ 100 000 кілометрів на секунду, а в кінці зменшується до ~ 10 000 кілометрів в секунду. температура каналу при головному розряді може перевищувати 25 000 ° C. Довжина каналу блискавки может бути від 1 до 10 км, діаметр - кілька сантиметрів. Після проходження імпульсу струму іонізація каналу і його свічення слабшають. У фінальній стадії струм блискавки може тривати соті і навіть десяті частки сек, досягаючи сотень і тисяч ампер. Такі блискавки називають затяжними, вони найчастіше викликають пожежі.
Головний розряд розряджає нерідко тільки частина хмари. Заряди, розташовані на великих висотах, можуть дати початок новому (стріловидному) лідеру, який рухається безперервно зі швидкістю в тисячі кілометрів на секунду. Яскравість його свічення близька до яскравості ступінчастого лідера. Коли стріловидний лідер доходить до поверхні землі, слід другий головний удар, подібний до першого. Зазвичай блискавка включає декілька повторних розрядів, але їх число може доходити і до декількох десятків. Тривалість багаторазової блискавки може перевищувати 1 сек. Зсув каналу багаторазової блискавки вітром створює так звану стрічкову блискавку - смугу, що світиться.
Кульова блискавка - Світиться згусток гарячого газу, зрідка з`являється в грозових погодних умовах.
Незважаючи на те, що це явище поки ще до кінця не зрозуміло фізикою, не варто ставитися до нього як до чогось вкрай незвичайного, тим більше як до надприродного. Це явище до кінця не вивчено, але активно вивчається. На сьогоднішній день ясно, що кульова блискавка - просто барвисте атмосферне явище, прояв атмосферної електрики, і для його пояснення не буде потрібно залучення яких-небудь кардинально нових фізичних концепцій.
На Землі постійно існують від 100 до 1000 кульових блискавок, але ймовірність побачити кульову блискавку хоча б раз в житті не перевищує 0,01%
Відео: Блискавка з близької відстані (Lightning up close)
"штучна" блискавка
Вчені з центру вивчення блискавок, який розташовується у Флориді спровокували пострілом ракети в сильний шторм блискавку, яка дозволила зареєструвати досить сильне радіаційне випромінювання.
По темі:
