Що таке блискавка: визначення
Блискавка є одним з найкрасивіших, і в той же час, страхітливих, природних явищ, вселяє трепетний жах в наших предків. Що з себе представляла блискавка до відкриття електрики люди не знали. Тепер – інша справа, будь-який школяр середніх класів скаже, що розряд блискавки є електричним розрядом. Але, звідки ж береться електрику в хмарах, і чому блискавка блискає тільки під час дощу?
Відповімо спочатку на другу частину питання, оскільки це очевидно – сухе повітря є відносно хорошим діелектриком, тому, сили електричного заряду (незважаючи на його колосальну величину), накопиченого в хмарах, все ж не вистачає, щоб подолати опір сухого повітря. Зовсім інша справа, коли повітря стає вологим під час дощу – опір повітря, наповненого маленькими численними краплями дощу (вода є гарним провідником електричного струму), падає багаторазово, дозволяючи сформуватися електричного розряду (блискавки).
Тепер розберемося, звідки береться в хмарах електрику. Згадаймо “дитячий” досвід електризації гребінця – якщо пластмасовою гребінцем розчесати сухі чисті волосся – до неї почнуть притягатися дрібні шматочки паперу, оскільки в результаті тертя гребінця про волосся сталася її електризація (гребінець отримала маленький електричний заряд).
Щось схоже відбувається і в хмарах. Як відомо, хмари складаються з дрібних крапельок води, яка на великій висоті, де дуже холодно, замерзає, перетворюючись на дрібні кристалики льоду. Оскільки низ грозової хмари знаходиться на висоті близько 1 км, а верхня частина на висоті 6-7 км, виходить, що в нижній частині хмара складається з крапельок води, яка висхідними теплими потоками повітря піднімається вгору, де на висоті 3-4 км перетворюється в лід, після чого крижинки починають постійно стикатися один з одним, оскільки їх рух усередині хмари хаотично. В результаті постійного тертя крижинок одна об одну більші крижинки отримують негативний заряд, а дрібні – позитивний. Під своєю вагою більші крижинки, заряджені негативно, займають нижню частину грозової хмари, в той час, як у верхній частині хмари збираються дрібні, позитивно заряджені крижинки. Таким чином, можна сказати, що грозова хмара являє собою гігантський конденсатор: нижня пластина заряджена негативно, верхня – позитивно. Хмара знаходиться в постійному русі, коли протилежно заряджені частини хмари зближуються на “Пробійна” відстань, відбувається електричний блискавичний розряд, під час якого виділяються мільярди джоулів енергії, а температура всередині плазмового каналу, де і відбувається розряд у вигляді яскравого спалаху, досягає 10 000 градусів.
Однак, куди більша енергія запасена в системі хмара-земля, хоч ємність такого природного конденсатора невелика, обчислюється десятими частками мкФ, але напруга досягає мільярда вольт, а сила струму електричного розряду до 100 тисяч А, розігріваючи повітря в каналі блискавки до 30 тисяч градусів ( при цьому видимий канал блискавки становить близько 1 метра, а внутрішній, по якому відбувається розряд – 1 см). Саме з цієї причини, блискавка, що б’є між хмарою і землею, є найсильнішою і небезпечною.
Слід сказати, що сам процес молніеобразованія є досить складним з фізичної точки зору. Як правило, блискавка складається з декількох, що слідують один за одним розрядів, кожен з яких триває всього кілька мілісекунд. Складаючись воєдино, послідовність таких розрядів і становить блискавку. “Стандартна” блискавка складається з 3-4 розрядів, і триває близько чверті секунди.
Найчастіше блискавки формуються в купчасто-дощових хмарах, при цьому розряд може відбуватися по одному з наступних шляхів:
- Всередині хмари; Між хмарами; Між хмарою і землею; Між хмарою і чистим небом.
(2 votes, average: 2.50 out of 5)