Как происходит молния и гром

Электрические разряды во время грозы случаются не только на Земле, но и на других планетах. В 1750 году американский физик Б. Франклин объяснил природу молний. Это помогло людям создать защитные приборы, сохранившие много жизней. Однако опасность от грозы остается, ежегодно пополняя статистику смертей и травм. Как происходит небесный разряд и что представляет собой явление, далее в статье.

Линейная искра

Грозовая молния наблюдается чаще всего. Это электрическая искра, возникающая от разницы внутренних зарядов облаков. Длина такого разряда может составлять от 1 до 320 км. Это явление сопровождается яркой кратковременной вспышкой и грохотом. Чаще всего появляется молния и за ней следует грохот, т.к. скорость света быстрее звука.

Молния над домом

Условия для образования небесного электричества зарождаются в грозовом облаке следующими этапами:

  1. Влага испаряется с поверхности Земли и скапливается в атмосферных слоях;
  2. Далее одни молекулы воды соединяются в тяжелые капли, а другие устремляются вверх и кристаллизуются в льдинки. Разность масс образует положительный и отрицательный заряды;
  3. Наиболее тяжелые капли не выдерживают и падают вниз в виде дождя или града, в зависимости от атмосферной температуры;
  4. Грозовые заряженные воздушные массы движутся по небу и взаимодействуют между собой: под влиянием нижнего уровня в верхних начинают образовываться стримеры — поток быстрых электронов;
  5. В отрицательно заряженном облаке образуется канал разряда по которому движется импульс тока;
  6. Энергия стремится по плазменному коридору, достигает точки положительно заряженного поля и отбрасывает снизу основной поток тока — происходит молния;
  7. Воздух вокруг искры накаляется до нескольких тысяч градусов, вызывая расширение кислородных частиц. Ударная атмосферная волна сопровождается сильным грохотом.
Звуковые волны

Порой конфликт зарядов происходит между небом и землей, вследствие сильной ионизации воздуха. В таком случае из облака вырывается молния, которая бьет в землю.

Внешний изломанный вид молнии обусловлен ее ступенчатым образованием. Когда стримеры прокладывают путь от минуса к плюсу, то создают плазменный коридор хаотичным скачками по кривой. Однако случается редкое явление − ленточная молния. При этом наблюдается такая картина, когда рядом возникают несколько почти одинаковых линейных искр сдвинутых относительно друг друга. Поэтому говорить, что рисунок небесного электричества всегда уникальный для каждого разряда неправильно.

По скорости грома можно узнать расстояние на котором возникла молния. Для этого нужно отсчитать количество времени от появления вспышки до раската звука. 1 секунда = 1 километр.

Возникнуть линейная молния может в кучевом облаке, реже в слоистом на высоте не более 16 км. При этом небесные разряды бывают и других видов, возникающих на разных уровнях:

Кучевое облако
  • Эльфы — конусообразные вспышки диаметром до 400 км, возникающие выше 100 км;
  • Спрайты — электрическое свечение идущие вверх от облака на расстоянии 50-130 км;
  • Джеты — синие трубки-конусы сверкающие в 40-70 км от Земли.

Заметить такие типы разрядов сложно, однако они часто зарождаются, когда началась гроза. Существует и самый наземный тип линейных искр — вулканические. Они зарождаются во время извержения вулкана среди пепла. Разность энергетических потенциалов возникает между золой и газами. А наличие воды во время взрыва, подпитывает электрическую энергию.

У линейной искры, которую наблюдают люди, существует особенность − ударять в высокий предмет или металлическую конструкцию. Именно поэтому молния часто бьет в дерево. Она может рассечь до корня не только хрупкую березу, но и мощный столетний дуб. Иногда разряд попадает в человека, что приводит к смертельному исходу или сильной травме. При этом на теле пострадавшего несколько дней остается рисунок в виде разветвлений.

Ранее от попадания молнией сильно страдали самолеты и корабли. Сейчас их оборудовали системой распределения тока, сделав практически безопасными. Машина тоже не лучшая цель для удара, т.к. она заземлена. Однако когда случается гроза и молния сверкает в небе, то безопаснее оставаться дома. Никогда не стоит прятаться под одиночными деревьями или оставаться на открытом пространстве.

Молния бьет в дерево

Физики вывели линейную молнию в лабораторных условиях и раскрыли ее природу, благодаря чему обезопасили жизнь людей от небесной стихии. Но существует другой тип молний, поведение которых трудно объяснять, а потому они более опасны.

Огненные шары

В Санкт-Петербурге в 1752 году, во время физических экспериментов погиб профессор Г.В. Рихман от удара в лоб горячей субстанцией. Очевидцы заметили, как линейная молния метнулась в металлический стержень на крыше лаборатории, после чего послышались крики. Гравер, который фиксировал работы Рихмана, сказал, что из опытного прибора отделился сгусток плазмы, ударил в лоб профессора и взорвался.

С контактом шаровой молнии постоянно сталкиваются также обычные люди, которые не провоцируют ее появление физическими опытами. Такой тип электричества отличается от линейного вида следующими показателями:

  • Бесшумность и хаотичность движения;
  • Низкая скорость полета до 10 м/c;
  • Срок существования от нескольких секунд до минут;
  • Способность менять круглую форму;
  • Диаметр окружности до метра;
  • Окраска шаров может быть разных цветов: желтый, красный, голубой;
  • Яркость не более 100 ватт;
  • Температура не выше 400 градусов;
  • Способность проникать внутрь здания;
  • Поверхность может быть испещрена пятнами, нитями и каналами;
  • Искрит языками пламени;
  • В конце испаряется или взрывается.
Шаровая молния

Круглая молния способна растягиваться до формы эллипса с подвижными стенками. Чаще всего встречаются молнии окружностью 15-30 см. Изредка шипит или трещит во время искрения.

Шаровая молния всегда движется по своеобразному маршруту. Однако наблюдатели заметили некоторую закономерность в следующем:

  • Сгусток стремится к земле;
  • Движется горизонтально;
  • Повторяет рельеф местности;
  • Огибает проводники электричества, в т.ч. людей;
  • Стремится попасть внутрь помещения.

Это можно объяснить чуткой реакцией на электрическое поле. Во время грозы земля и объекты на ней заряжаются положительно. Шаровая молния имеет такой же потенциал, поэтому не тянется к поверхности. Но она движется внутрь здания с низкой напряженностью поля. Если плазменный сгусток встретит объект с отрицательным зарядом, то взорвется. В случае однородности среды огненная энергия в результате растворится.

Электрический шар

Шаровая молния любого размера может проникнуть в миллиметровое отверстие. Она сильно сжимается и вливается в проход. Затем быстро возвращает первоначальную круглую форму.

В поведении этого типа молнии много коварства. Неизвестно оттолкнется она от объекта или притянется к нему, взорвется или спокойно угаснет. Обезопасить себя от сферической плазмы невозможно. Но лучше закрывать окна во время грозы, чтобы усложнить ее путь проникновения внутрь помещения.

Шаровая молния возникает в период высокой грозовой активности. Большинство свидетелей явления утверждают, что сгусток возник сразу после образования молнии. Имеется несколько теорий ее появления:

  1. Из-за встречи нескольких стримеров во время прокладки плазменного коридора;
  2. На месте излома или раздвоения обычной молнии;
  3. От удара о землю или воду;
  4. От сильной наэлектризованности воздушной подушки между облаками.

Когда шаровая молния выходит из розеток или телефонных трубок, предполагают, что она возникает за счет энергии обычной молнии, которая растеклась по проводам.

Шаровая молния в доме

Наибольший вред шаровая молния причиняет здоровью людей и имуществу. На коже она оставляет ожоги, а предметы вокруг оплавляет или поджигает. В России наибольшее число круглых сгустков возникает в Алтайском крае. Там зафиксированы свидетельства, когда огненные шары проникали внутрь, сжигая пищевод. При широких внешних ожогах, на коже пострадавших остается рисунок рельефа окружающей местности.

Шаровая молния вызывает много вопросов без объяснений. Ее непредсказуемая агрессивная природа не позволяет изучить физический объект подробнее.

Каждый ребенок рано узнает об опасности молний. Этот мощный энергетический заряд смертелен для человека и опасен для жилья и транспорта. Несмотря на то, что ученые изучили природу небесного электричества, до сих пор случаются происшествия с трагичными последствиями от огненной стихии. Хорошая новость в том, что каждый человек, зная физические характеристики молний, имеет возможность обезопасить себя от поражающей энергии.

Видео в тему

Удипедия – удивительная энциклопедия
Добавить комментарий