رعد و برق به عنوان یک پدیده طبیعی چگونه و چرا رعد و برق رخ می دهد

رعد و برق یک پدیده طبیعی جالب است. اما همه می دانند که سکه روی دیگری هم دارد. رعد و برق نه تنها رعد و برق زیبا در آسمان است، بلکه یک خطر است. آسمان پوشیده از ابرهای آبی تیره، باد شدید، رعد و برق، چشمک می زند - همه چیزهایی که ما در این پدیده به مشاهده آن عادت داریم. احتمالاً بسیاری از مردم بیش از یک بار از خود پرسیده اند: "مهمان آتشین هنگام طوفان رعد و برق کجا می رود؟" پاسخ این سوال را بعدا خواهید فهمید، اما در حال حاضر باید بفهمید که چگونه این اتفاق می افتد.

فلش از کجا میاد؟

رعد و برق یک پدیده طبیعی است که با یک جرقه عظیم همراه است.

آنقدرها هم که فکر می کنیم نزدیک به نظر نمی رسد. همه می دانند که سرعت نور یک میلیون بار سریعتر از سرعت صوت است. به همین دلیل است که ما ابتدا یک فلاش را می بینیم و تنها پس از آن صدای غرش می شنویم. چگونه ظاهر می شود؟ ابرهایی که خبر از رعد و برق می دهند در جو شکل می گیرند. هنگامی که هوا بیش از حد گرم می شود، ذرات باردار در یک مکان به هم می رسند و شعله می کشند. رعد و برق اینگونه رخ می دهد. در عین حال دمای بسیار بالایی دارد.

جهت رعد و برق

همه ما عادت داریم که رعد و برق را از بالا به پایین ببینیم. کانالی که رعد و برق از آن عبور می کند یک انشعاب است، زیرا یونیزاسیون هوا به طور ناهموار اتفاق می افتد. رعد و برق که از این کانال می گذرد نیز منشعب می شود، بنابراین ما عادت داریم که فلاش را نه به صورت یک خط مستقیم، بلکه شبیه به رگه ها ببینیم. کانال اصلی که رعد و برق از آن عبور می کند، رهبر نامیده می شود. شاخه های تشکیل شده از آن در جهت حرکت رهبر می روند. توجه به این نکته مهم است که یک رهبر نمی تواند ناگهان مسیر خود را برعکس کند. جریان از طریق لیدر و شاخه های آن پس از اتصال به زمین عبور می کند. با عبور از کانال ها، جریان چندین بار به جهت برخورد می کند. به لطف این، ما می بینیم که رعد و برق سوسو می زند.

صاعقه کجا می زند؟

تنش در لایه های بالاتر همیشه بیشتر از لایه های پایین است. بنابراین، می توانید متوجه شوید که "مهمان آسمانی" از بالا به پایین ضربه می زند. اگر صاعقه را با یک درخت مقایسه کنید، شبیه سیستم ریشه آن خواهد بود.

گاهی اوقات اتفاق می افتد که جریان در جهت مخالف، یعنی از پایین به بالا جریان می یابد. اگر آن را با درخت مقایسه کنیم، رهبر و شاخه های آن شبیه تاج پهن می شود. وقتی رعد و برق از بالا به پایین برخورد می کند، به نظر می رسد که از آسمان به زمین برخورد می کند. در مورد دوم، ما متوجه نمی شویم که صاعقه از زمین می زند. چرا اینطور است؟ همه چیز به درک ما بستگی دارد. رعد و برق یک فرآیند سریع است. چشم ما به طور کلی به آن دوخته می شود، اما نمی توانیم جهت حرکت جریان را مشاهده کنیم و ادراک انسان از عینیت دور است. چشم انسان نمی تواند هزاران فریم در ثانیه را ثبت کند. بنابراین، ما کل تصویر را درک می کنیم.

اگر به یک دوربین فیلمبرداری نگاه کنید که قادر به گرفتن این فریم های رعد و برق سریع است، می توانید هر دو جریان صعودی و نزولی را مشاهده کنید. چگونگی وقوع این فرآیند واضح است، اما صاعقه در کجا اتفاق می افتد؟ در زیر به این موضوع خواهیم پرداخت.

رعد و برق کجا و چرا؟

رعد و برق در مکان هایی که لایه بین هر جسم و ابر رعد و برق کوچکترین است، برخورد می کند. بسیاری از اجسام روی زمین که جریان را به خوبی هدایت می کنند رعد و برق را جذب می کنند. صاعقه کجا می زند؟ این می تواند به مکان های مختلفی وارد شود: درختان، برج های فلزی، تیرها، لوله ها، خانه ها، ساختمان ها، هواپیماها، آب، حتی یک فرد. هر چه جاذبه یک جسم بیشتر باشد، احتمال برخورد صاعقه بیشتر است. به عنوان مثال، دو ستون را در کنار یکدیگر قرار دهید: چوبی و فلزی. به احتمال زیاد ضربه در مورد دوم خواهد بود.

واقعیت این است که اجسام فلزی جریان را بسیار بهتر هدایت می کنند. پس از ضربه، جریان از زمین بسیار راحت تر به دکل می رسد، زیرا به خوبی به زمین متصل است. هر چه سطح سازه فلزی متصل به زمین بزرگتر باشد، احتمال برخورد صاعقه بیشتر است. اغلب به یک سطح صاف برخورد می کند. اما بخشی وجود خواهد داشت که در آن بیشترین رسانایی سطح جریان الکتریکی وجود دارد.

برای مثال، احتمال برخورد صاعقه به باتلاق ها بیشتر از شن های خشک است. اجسام در آسمان نیز ممکن است تحت تأثیر قرار گیرند. موارد شناخته شده ای وجود دارد که صاعقه با هواپیما برخورد می کند. خطر جدی برای افراد داخل هواپیما ایجاد نمی کند، اما کاملاً قادر به از کار انداختن تجهیزات است. رعد و برق خطر بزرگی برای افرادی است که در هنگام رعد و برق در داخل خانه هستند. به نظر می رسد، چرا این چنین است، زیرا یک شخص محافظت می شود؟ با این حال تلویزیونی که خاموش نیست و کار می کند تلفن همراه، می تواند به راحتی جریان را جذب کند که برای انسان خطرناک است.

موارد شناخته شده ای وجود دارد که در خیابان به فردی برخورد کرده است. رعد و برق به مردان بیشتر از زنان برخورد می کند. در مناطق روستایی می تواند به هر جایی برخورد کند. رعد و برق در کجای شهر می آید؟ همانطور که گفته شد به اجسامی برخورد می کند که به راحتی جریان را هدایت می کنند و به خوبی به زمین متصل هستند. اینها خواهند بود ساختمان های مرتفع، برج ها خوشبختانه، صاعقه گیرها اختراع شده اند که به طور گسترده در آن استفاده می شود شهرهای بزرگ. برای انسان، رعد و برق یک پدیده خطرناک است. به همین دلیل است که باید تمام قوانین ایمنی را رعایت کنید و بدانید که چگونه در هنگام رعد و برق به درستی رفتار کنید.

افسانه و دیگر هیچ

اطلاعات در مورد محل برخورد صاعقه بیشتر واضح شده است. اکنون می خواهم این افسانه را که صاعقه دو بار به یک مکان برخورد نمی کند را از بین ببرم. می زند. صاعقه می تواند چندین بار به یک جسم واحد برخورد کند.

رعد و برق یک تخلیه قدرتمند انرژی الکتریکی است. ماهیت وقوع آن در الکتریکی شدن شدید ابرها یا سطح زمین نهفته است. به همین دلیل، ترشحات در خود ابرها یا بین دو ابر مجاور یا بین ابر و زمین رخ می دهد. بیشتر مردم از رعد و برق می ترسند. این پدیده واقعاً ترسناک است. ابرهای غم انگیز خورشید را می پوشانند، رعد و برق غوغا می کند، رعد و برق می درخشد و باران شدید می بارد. اما رعد و برق از کجا می آید، چگونه به کودک توضیح دهیم که در بالا چه اتفاقی می افتد؟

رعد و برق و رعد و برق از کجا می آید - توضیح برای کودکان

رعد و برق می پیچد و رعد و برق ظاهر می شود. روند وقوع رعد و برق به اولین ضربه و همه موارد بعدی تقسیم می شود. دلیل آن این است که شوک اولیه مسیری را برای تخلیه الکتریکی ایجاد می کند. یک تخلیه منفی در انتهای ابر جمع می شود.

و سطح زمین دارای بار مثبت است. به همین دلیل، الکترون های واقع در ابر به سمت زمین جذب می شوند و به سمت پایین هجوم می آورند. به محض رسیدن اولین الکترون‌ها به سطح زمین، کانالی آزاد برای عبور تخلیه‌های الکتریکی ایجاد می‌شود که از طریق آن الکترون‌های باقی‌مانده به سمت پایین حرکت می‌کنند. الکترون های نزدیک به زمین اولین کسانی هستند که کانال را ترک می کنند. دیگران عجله دارند تا جای آنها را بگیرند. شرایطی ایجاد می شود که در آن تمام تخلیه انرژی منفی از ابر خارج می شود و جریان الکتریکی قدرتمندی را به سمت زمین ایجاد می کند. در چنین لحظه ای است که امکان رعد و برق همراه با کف زدن رعد وجود دارد.

رعد و برق توپ از کجا می آید؟

آیا رعد و برق به نام رعد و برق توپ است؟ این نوع رعد و برق نوع خاصی به حساب می آید؛ توپی نورانی است که در هوا شناور است. اندازه آن از ده تا بیست سانتی متر است، رنگ آن آبی، نارنجی یا سفید است. دمای چنین توپی آنقدر زیاد است که اگر به طور غیرمنتظره ای پاره شود، مایع اطراف آن تبخیر می شود و اجسام فلزی یا شیشه ای ذوب می شوند.

چنین توپی می تواند وجود داشته باشد مدت زمان طولانی. هنگام حرکت، می تواند به طور غیرمنتظره جهت خود را تغییر دهد، چند ثانیه در هوا معلق بماند یا به شدت به یک سمت منحرف شود.

رعد و برق توپی اغلب در هنگام رعد و برق شکل می گیرد، اما مواقعی وجود دارد که در هوای آفتابی دیده می شود. ظاهر آن در یک نسخه، به طور غیرمنتظره رخ می دهد. توپ قادر است از ابرها پایین بیاید و از پشت یک ستون یا درخت به طور کاملا غیر منتظره در هوا ظاهر شود. او می تواند از طریق یک پریز یا تلویزیون وارد یک فضای محدود شود.

رعد و برق و رعد و برق از کجا می آیند؟

عناصر برای تجلی قدرت خود به شرایط خاصی نیاز دارند. ابرهای برق دار رعد و برق ایجاد می کنند. اما برای شکستن لایه اتمسفر، هر ابری قدرت کافی برای این کار را ندارد. ابری که ارتفاع آن به چند هزار متر می رسد، رعد و برق محسوب می شود. انتهای ابر در نزدیکی سطح زمین قرار دارد، رژیم دماآنجا بالاتر از بالای ابر است، جایی که قطرات آب می توانند یخ بزنند.

توده های هوا در حرکت ثابت هستند. هوای گرم بالا و پایین می رود. وقتی ذرات حرکت می کنند، برق می شوند. که در بخشهای مختلفابرها پتانسیل نابرابر را جمع می کنند. هنگامی که یک مقدار بحرانی به دست می آید، یک فلش رخ می دهد که با صدای رعد و برق همراه است.

رعد و برق خطرناک

معمولاً ضربه اول با ضربه دوم همراه است. این به این دلیل است که الکترون ها در اولین فلاش هوا را یونیزه می کنند و امکان عبور دوم الکترون ها را ایجاد می کنند. بنابراین، شیوع بعدی تقریباً بدون مکث رخ می دهد و در همان مکان قابل توجه است. رعد و برقی که از ابر بیرون می آید می تواند با تخلیه الکتریکی خود آسیب قابل توجهی به فرد وارد کند. حتی اگر ضربه او نزدیک باشد، عواقب آن بر سلامت شما تأثیر منفی می گذارد.

در هنگام رعد و برق، باید در خشکی، تا حد امکان نزدیک به سطح زمین باشید. توصیه می شود از دستگاه های تلفن همراه استفاده نکنید.

رعد و برق (پدیده) رعد و برق (پدیده)

رعد و برق، تخلیه جرقه الکتریکی غول پیکر در اتمسفر، که معمولاً با یک برق درخشان از نور و رعد و برق همراه است. (سانتی متر.رعد و برق). رعد و برق خطی اغلب مشاهده می شود - تخلیه بین ابرهای رعد و برق (سانتی متر.ابرها)(درون ابر) یا بین ابرها و سطح زمین (زمینی) فرآیند توسعه رعد و برق زمینی از چند مرحله تشکیل شده است. در مرحله اول، در منطقه ای که میدان الکتریکی به یک مقدار بحرانی می رسد، یونیزاسیون ضربه آغاز می شود، که در ابتدا توسط الکترون های آزاد ایجاد می شود، که همیشه در مقادیر کم در هوا وجود دارد، که تحت تاثیر میدان الکتریکی، سرعت قابل توجهی به سمت خود می گیرند. زمین و در برخورد با اتم های هوا، آنها را یونیزه می کند. بنابراین، بهمن های الکترونی به وجود می آیند و به رشته هایی از تخلیه الکتریکی تبدیل می شوند - جریان ها، که کانال هایی با رسانایی خوب هستند، که با ادغام، یک کانال یونیزه حرارتی درخشان با رسانایی بالا ایجاد می کنند - یک رهبر رعد و برق پلکانی. حرکت لیدر به سمت سطح زمین در مراحل چند ده متری با سرعتی در حدود 5·10 7 متر بر ثانیه اتفاق می افتد، پس از آن حرکت آن برای چند ده میکرو ثانیه متوقف می شود و درخشش به شدت ضعیف می شود. سپس، در مرحله بعدی، رهبر دوباره چندین ده متر پیشروی می کند. درخشش روشن تمام مراحل گذرانده را می پوشاند. سپس یک توقف و تضعیف درخشش دوباره به دنبال دارد. این فرآیندها زمانی تکرار می شوند که رهبر با سرعت متوسط ​​2·10 5 متر بر ثانیه به سطح زمین حرکت کند. همانطور که لیدر به سمت زمین حرکت می کند، شدت میدان در انتهای آن افزایش می یابد و تحت تأثیر آن، یک جریان پاسخ از اجسام بیرون زده در سطح زمین خارج می شود و به رهبر متصل می شود. از این ویژگی صاعقه برای ایجاد صاعقه گیر استفاده می شود (سانتی متر.میله برق گیر). در مرحله آخر، تخلیه رعد و برق معکوس یا اصلی در امتداد کانال یونیزه شده توسط لیدر دنبال می شود که با جریان هایی از ده ها تا صدها هزار A مشخص می شود، روشنایی به طور قابل توجهی بیش از روشنایی لیدر و سرعت پیشرفت بالا است. ، ابتدا به 10 8 متر بر ثانیه می رسد و در انتها به 10 7 متر بر ثانیه کاهش می یابد. دمای کانال در طول تخلیه اصلی می تواند از 25000 درجه سانتیگراد تجاوز کند. طول کانال صاعقه زمین 10-1 کیلومتر قطر چند سانتی متر است پس از عبور پالس جریان یونیزاسیون کانال و درخشش آن ضعیف می شود. در مرحله نهایی، جریان صاعقه می تواند صدم و حتی دهم ثانیه طول بکشد و به صدها و هزاران A می رسد. چنین رعد و برقی را رعد و برق طولانی می گویند، آنها اغلب باعث آتش سوزی می شوند.
تخلیه اصلی اغلب تنها بخشی از ابر را تخلیه می کند. بارهایی که در ارتفاعات بالا قرار می گیرند می توانند باعث ایجاد یک رهبر جدید (فلش مانند) شوند که به طور مداوم با سرعت متوسط ​​106 متر بر ثانیه حرکت می کند. روشنایی درخشش آن نزدیک به درخشندگی رهبر پلکانی است. هنگامی که رهبر فلش مانند به سطح زمین می رسد، دومی دنبال می شود ضربه اصلی، مشابه مورد اول. به طور معمول، رعد و برق شامل چندین تخلیه مکرر است، اما تعداد آنها می تواند به چندین ده برسد. مدت رعد و برق های متعدد می تواند بیش از 1 ثانیه باشد. جابجایی کانال رعد و برق متعدد توسط باد باعث ایجاد رعد و برق "روبانی" می شود - یک نوار درخشان.
رعد و برق درون ابری معمولاً فقط شامل مراحل رهبر است. طول آنها بین 1 تا 150 کیلومتر است. سهم رعد و برق درون ابر با حرکت به سمت استوا افزایش می یابد و از 50 درصد در عرض های جغرافیایی معتدل به 90 درصد در منطقه استوایی تغییر می کند. عبور رعد و برق با تغییرات میدان های الکتریکی و مغناطیسی و انتشار رادیویی - جوی همراه است (سانتی متر.اتمسفریکا). احتمال برخورد صاعقه به جسم زمینی با افزایش ارتفاع آن و با افزایش رسانایی الکتریکی خاک در سطح یا در برخی از عمق ها افزایش می یابد (عمل صاعقه بر اساس این عوامل است). اگر میدان الکتریکی در ابر وجود داشته باشد که برای حفظ تخلیه کافی باشد، اما برای ایجاد آن کافی نباشد، یک کابل فلزی یا هواپیمای بلند می تواند به عنوان آغازگر رعد و برق عمل کند - به خصوص اگر دارای بار الکتریکی زیاد باشد. به این ترتیب، گاهی اوقات رعد و برق در نیمبوستراتوس و ابرهای کومولوس قدرتمند "تحریک" می شود.
نوع خاصی از رعد و برق - رعد و برق توپ (سانتی متر.رعد و برق توپ)، یک کروی درخشان با انرژی ویژه بالا که اغلب پس از برخورد صاعقه خطی تشکیل می شود.

فرهنگ لغت دایره المعارفی . 2009 .

ببینید "صاعقه (پدیده)" در فرهنگ های دیگر چیست:

رعد و برق: رعد و برق یک پدیده جوی است. رعد و برق توپ یک پدیده جوی است. زیپ نوعی بست است که برای اتصال یا جدا کردن دو قطعه ماده (معمولاً پارچه) طراحی شده است. زنجیره خرده فروشی مولنیا، محبوب... ... ویکی پدیا

تخلیه طبیعی انباشته های زیاد بار الکتریکی در لایه های زیرین جو. یکی از اولین کسانی که این را تاسیس کرد آمریکایی بود دولتمردو دانشمند ب. فرانکلین. او در سال 1752 آزمایشی را با بادبادک کاغذی انجام داد که به طناب آن وصل شده بود... ... دایره المعارف جغرافیایی

یک پدیده طبیعی به شکل تخلیه الکتریکی بین ابرها و زمین. م یکی از عوامل خطر در بیمه است. فرهنگ لغت اصطلاحات تجاری. Akademik.ru. 2001... فرهنگ لغت اصطلاحات تجاری

تخلیه طبیعی انباشته های زیاد بار الکتریکی در لایه های زیرین جو. یکی از اولین کسانی که این را تثبیت کرد، دولتمرد و دانشمند آمریکایی بی. فرانکلین بود. او در سال 1752 آزمایشی را با بادبادک کاغذی انجام داد که به طناب آن وصل شده بود... ... دایره المعارف کولیر

این اصطلاح معانی دیگری دارد، رجوع به رعد و برق (معانی) شود. رعد و برق رعد و برق یک تخلیه جرقه الکتریکی غول پیکر در جو است که معمولا می تواند رخ دهد ... ویکی پدیا

این نام تخلیه الکتریکی بین دو ابر یا بین قسمت هایی از همان ابر یا بین ابر و زمین است. سه نوع M وجود دارد: خطی، مبهم یا مسطح و کروی. 1) خطی M. به طرز خیره کننده ای روشن به نظر می رسد... ... فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون

رعد و برق- ▲ پدیده طبیعی تخلیه الکتریکی در گازها، (بودن) در جو، رعد و برق، جرقه غول پیکر تخلیه جوی (بین ابرها یا بین ابرها و سطح زمین) که به صورت فلش نور درخشان و همراه با رعد و برق ظاهر می شود. .…… فرهنگ لغت ایدئوگرافیک زبان روسی

پدیده ای فیزیکی که برای همه به ویژه در شرق شناخته شده است و اغلب در St. کتاب مقدس، گاهی به عنوان نماد داوری و خشم خدا بر شریران (مزمور 10:6)، گاهی به عنوان تصویری از نور درخشان خارق العاده (متی 28:3)، گاهی به عنوان شبیه... کتاب مقدس عهد عتیق و جدید. ترجمه سینودی. طاق دایره المعارف کتاب مقدس. نیکیفور.

رعد و برق- رعد و برق، i، g یک پدیده نوری، که درخشش درخشانی در آسمان است که در اثر تخلیه جرقه ای قدرتمند الکتریسیته جوی بین ابرها یا بین ابرها و زمین ایجاد می شود. شب هنگام طوفان رعد و برق به یک درخت کاج قدیمی برخورد کرد... ... فرهنگ لغتاسامی روسی

طبیعتاً یک مفهوم علمی و استعاری است که اغلب در چارچوب توصیف مکانیسم های خلقت جهان و کار لوگوس استفاده می شود و همچنین با نور و روشنایی همراه است. در بیشتر ادیان و اسطوره ها خدا از چشم انسان پنهان است اما... ... تاریخ فلسفه: دایره المعارف

رعد و برق

ما اغلب فکر می‌کنیم که الکتریسیته چیزی است که فقط در نیروگاه‌ها تولید می‌شود و مطمئناً در توده‌های فیبری ابرهای آبی که آنقدر کمیاب هستند که می‌توان به راحتی دست خود را در آنها فرو کرد، تولید نمی‌شود. با این حال، برق در ابرها وجود دارد، همانطور که حتی در بدن انسان نیز وجود دارد.

ماهیت برق

همه اجسام از اتم ساخته شده اند - از ابرها و درختان گرفته تا بدن انسان. هر اتم دارای یک هسته حاوی پروتون های با بار مثبت و نوترون های خنثی است. استثنا ساده ترین اتم هیدروژن است که در هسته آن نوترونی وجود ندارد بلکه فقط یک پروتون وجود دارد.

الکترون های با بار منفی در اطراف هسته گردش می کنند. بارهای مثبت و منفی یکدیگر را جذب می کنند، بنابراین الکترون ها مانند زنبورها به دور هسته یک اتم می چرخند. جاذبه بین پروتون و الکترون به دلیل نیروهای الکترومغناطیسی است. بنابراین، برق به هر کجا که نگاه کنیم وجود دارد. همانطور که می بینیم، در اتم ها نیز وجود دارد.

که در شرایط عادیبارهای مثبت و منفی هر اتم یکدیگر را متعادل می کنند، بنابراین اجسام متشکل از اتم ها معمولاً بار خالص ندارند - نه مثبت و نه منفی. در نتیجه تماس با اشیاء دیگر باعث تخلیه الکتریکی نمی شود. اما گاهی اوقات تعادل بارهای الکتریکی در اجسام ممکن است مختل شود. ممکن است خودتان در یک روز سرد زمستانی وقتی در خانه هستید این را تجربه کنید. خانه بسیار خشک و گرم است. تو که با پاهای برهنه خودت را تکان می‌دهی، در اطراف قصر قدم می‌زنی. بدون اطلاع شما، برخی از الکترون های کف پای شما به اتم های فرش منتقل می شود.

مواد مرتبط:

چرا رعد و برق ها رنگ های متفاوتی دارند؟

اکنون شما حامل یک بار الکتریکی هستید زیرا تعداد پروتون‌ها و الکترون‌ها در اتم‌های شما دیگر متعادل نیست. حالا سعی کنید دستگیره فلزی در را بگیرید. جرقه ای بین شما و او خواهد پرید و برق گرفتگی را احساس خواهید کرد. اتفاقی که افتاده این است که بدن شما که الکترون کافی برای رسیدن به تعادل الکتریکی ندارد، به دنبال بازیابی تعادل از طریق نیروهای جاذبه الکترومغناطیسی است. و بازسازی می شود. بین دست و دستگیره در، جریانی از الکترون ها به سمت دست وجود دارد. اگر اتاق تاریک بود، جرقه می دید. نور قابل مشاهده است زیرا الکترون ها هنگام پرش کوانتومی نور ساطع می کنند. اگر اتاق ساکت باشد، صدای ترق خفیفی خواهید شنید.

الکتریسیته همه جا ما را احاطه کرده و در همه بدن ها وجود دارد. ابرها از این نظر مستثنی نیستند. در پس زمینه آسمان آبی آنها بسیار بی ضرر به نظر می رسند. اما درست مانند شما در اتاق، آنها می توانند بار الکتریکی حمل کنند. اگر چنین است، مراقب باشید! هنگامی که ابر تعادل الکتریکی را در درون خود بازیابی می کند، یک آتش بازی کامل رخ می دهد.

رعد و برق چگونه ظاهر می شود؟

اتفاقی که می افتد این است: جریان های هوای قدرتمند دائماً در یک ابر رعد و برق تاریک و عظیم در گردش هستند و ذرات مختلف را به هم می فشارند - دانه های نمک اقیانوس، غبار و غیره. همانطور که کف پای شما وقتی به فرش مالیده می‌شود از الکترون‌ها آزاد می‌شود، ذرات ابر نیز هنگام برخورد از الکترون‌ها آزاد می‌شوند که به ذرات دیگر می‌پرند. به این ترتیب توزیع مجدد شارژ اتفاق می افتد. برخی از ذرات که الکترون های خود را از دست داده اند دارای بار مثبت هستند، در حالی که برخی دیگر که الکترون های اضافی گرفته اند اکنون دارای بار منفی هستند.

مواد مرتبط:

باران در سیارات دیگر

به دلایلی که کاملاً مشخص نیست، ذرات سنگین‌تر دارای بار منفی می‌شوند، در حالی که ذرات سبک‌تر دارای بار مثبت می‌شوند. بنابراین، قسمت پایینی سنگین تر ابر بار منفی می یابد. قسمت پایینی ابر با بار منفی، الکترون ها را به سمت زمین هل می دهد، همانطور که بارها یکدیگر را دفع می کنند. بنابراین، بخشی از سطح زمین با بار مثبت در زیر ابر تشکیل می شود. سپس، دقیقاً طبق همان اصل که جرقه ای بین شما و دستگیره در می پرد، همان جرقه بین ابر و زمین می پرد، فقط بسیار بزرگ و قدرتمند - این رعد و برق است. الکترون ها به صورت زیگزاگ غول پیکر به سمت زمین پرواز می کنند و پروتون های خود را در آنجا پیدا می کنند. به جای صدای تق تق به سختی قابل شنیدن، صدای کف زدن شدید رعد و برق به گوش می رسد.

رعد و برق یک جرقه الکتریکی غول پیکر است. وقتی به ساختمان ها برخورد می کند باعث آتش سوزی می شود، درختان بزرگ را می شکافد و مردم را مبتلا می کند. در هر لحظه از زمان نقاط مختلفبیش از 2000 رعد و برق با رعد و برق زمین را می لرزاند. در هر ثانیه حدود 50 رعد و برق به سطح زمین برخورد می کند و به طور متوسط ​​در هر ثانیه کیلومتر مربعرعد و برق شش بار در سال می زند

رعد و برق یک تخلیه جرقه الکتریکی غول‌پیکر در جو است که معمولاً در هنگام رعد و برق رخ می‌دهد و منجر به فلاش نور و رعد و برق همراه می‌شود. رعد و برق در زهره، مشتری، زحل و اورانوس نیز ثبت شده است. جریان در تخلیه رعد و برق به 10-20 هزار آمپر می رسد، بنابراین تعداد کمی از مردم پس از اصابت صاعقه موفق به زنده ماندن می شوند.

سطح کره زمین بیشتر از هوا رسانای الکتریکی است. با این حال، هدایت الکتریکی هوا با افزایش ارتفاع افزایش می یابد. هوا معمولا دارای بار مثبت و زمین دارای بار منفی است. قطرات آب در یک ابر رعد و برق به دلیل جذب ذرات ریز باردار (یون) در هوا شارژ می شوند. قطره ای که از ابر می افتد دارای بار منفی در بالا و بار مثبت در پایین است. قطره های در حال سقوط بیشتر ذرات باردار منفی را جذب می کنند و بار منفی می گیرند. در فرآیند چرخش در ابر، قطرات آب پاشیده می شوند، با قطرات کوچک با بار منفی و قطرات بزرگ با بار مثبت پرواز می کنند. همین اتفاق در مورد کریستال های یخ در بالای ابر می افتد. وقتی ذرات کوچک یخ شکافته می شوند، بار مثبت پیدا می کنند و با جریان های صعودی به قسمت بالایی ابر منتقل می شوند، در حالی که ذرات بزرگ با بار منفی به داخل ابر فرود می آیند. قسمت پایینابرها در نتیجه جدا شدن بارها، میدان های الکتریکی در یک ابر رعد و برق و در فضای اطراف ایجاد می شود. با تجمع بارهای حجمی زیاد در یک ابر رعد و برق، تخلیه جرقه (رعد و برق) بین قسمت های جداگانه ابر یا بین ابر و سطح زمین رخ می دهد. رعد و برق تخلیه توسط ظاهرمتفاوت هستند. بیشترین مشاهده شده رعد و برق منشعب خطی، گاهی اوقات رعد و برق توپ و غیره است.

رعد و برق نه تنها به عنوان یک پدیده طبیعی عجیب و غریب بسیار مورد توجه است. مشاهده تخلیه الکتریکی در یک محیط گازی با ولتاژ چند صد میلیون ولت و فاصله بین الکترودهای چند کیلومتری امکان پذیر است.

در سال 1750، B. Franklin به انجمن سلطنتی لندن پیشنهاد کرد تا آزمایشی را با میله آهنی نصب شده بر روی یک پایه عایق و بر روی یک برج مرتفع انجام دهد. او انتظار داشت که وقتی یک ابر رعد و برق به برج نزدیک می شود، باری از علامت مخالف در انتهای بالایی میله خنثی اولیه متمرکز شود و باری از همان علامتی که در پایه ابر در انتهای پایین قرار دارد متمرکز شود. . اگر شدت میدان الکتریکی در حین تخلیه رعد و برق به اندازه کافی افزایش یابد، بار از انتهای بالایی میله تا حدی به هوا جریان می یابد و میله باری مشابه با پایه ابر به دست می آورد.

آزمایش پیشنهاد شده توسط فرانکلین در انگلستان انجام نشد، اما در سال 1752 در مارلی نزدیک پاریس توسط فیزیکدان فرانسوی ژان دالامبر انجام شد.او از یک میله آهنی به طول 12 متر استفاده کرد که در یک بطری شیشه ای قرار داده شده بود. عایق)، اما آن را روی برج قرار نداد. دستیار او در 10 مه گزارش داد که وقتی یک ابر رعد و برق بالای میله بود، جرقه هایی رخ داد که سیمی به زمین نزدیک شد.

خود فرانکلین که از آزمایش موفقیت آمیز انجام شده در فرانسه بی خبر بود، در ژوئن همان سال آزمایش معروف خود را با بادبادک انجام داد و جرقه های الکتریکی را در انتهای سیمی که به آن بسته شده بود مشاهده کرد. بر سال آیندهبا مطالعه بارهای جمع آوری شده از میله، فرانکلین تشخیص داد که پایه ابرهای رعد و برق معمولاً دارای بار منفی هستند.

مطالعات دقیق تر در مورد رعد و برق در پایان قرن 19 امکان پذیر شد. به لطف بهبود روش های عکاسی، به ویژه پس از اختراع دستگاهی با لنزهای چرخان، که امکان ثبت فرآیندهای در حال توسعه را فراهم می کند. این نوع دوربین به طور گسترده ای در مطالعه تخلیه جرقه استفاده می شد. مشخص شده است که انواع مختلفی از رعد و برق وجود دارد که رایج ترین آنها خط، صفحه (در ابر) و توپ (تخلیه هوا) است.

رعد و برق خطی 2-4 کیلومتر طول دارد و دارد قدرت زیادجاری هنگامی که قدرت میدان الکتریکی به یک مقدار بحرانی می رسد و فرآیند یونیزاسیون رخ می دهد تشکیل می شود. دومی در ابتدا توسط الکترون های آزاد که همیشه در هوا وجود دارند ایجاد می شود. تحت تأثیر میدان الکتریکی، الکترون‌ها سرعت بالایی پیدا می‌کنند و در مسیر خود به سمت زمین، با برخورد با اتم‌های هوا، آنها را شکافته و یونیزه می‌کنند. یونیزاسیون در یک کانال باریک رخ می دهد که رسانا می شود. هوا در حال گرم شدن است. از طریق کانالی از هوای گرم، بار از ابر با سرعت بیش از 150 کیلومتر در ساعت به سطح زمین جریان می یابد. این اولین مرحله از فرآیند است. هنگامی که باری بین ابر و زمین به سطح زمین می رسد، یک کانال رسانا ایجاد می شود که از طریق آن بارها به سمت یکدیگر حرکت می کنند: بارهای مثبت از سطح زمین و بارهای منفی انباشته شده در ابر. صاعقه خطی با صدای غلتشی قوی همراه است. - رعد و برق، یادآور انفجار. صدا در نتیجه گرم شدن و انبساط سریع هوا در کانال و سپس خنک شدن و فشرده سازی سریع آن ظاهر می شود.

رعد و برق مسطح در یک ابر رعد و برق رخ می دهد و به صورت فلاش نور منتشر ظاهر می شود.

رعد و برق توپ از یک توده درخشان به شکل یک توپ، کمی کوچکتر تشکیل شده است توپ فوتبال، با سرعت کم در جهت باد حرکت می کند. آنها با یک انفجار بزرگ می ترکند یا بدون هیچ اثری ناپدید می شوند. رعد و برق توپ بعد از رعد و برق خطی ظاهر می شود. اغلب او تمام می شود درهای بازو پنجره ها به داخل محل نفوذ می کنند. ماهیت رعد و برق توپ هنوز مشخص نیست تخلیه هوای رعد و برق توپ، که از یک ابر رعد و برق شروع می شود، اغلب به صورت افقی هدایت می شود و به سطح زمین نمی رسد.

برای محافظت در برابر رعد و برق، میله های رعد و برق ایجاد می شوند که با کمک آنها بار رعد و برق در امتداد یک مسیر امن مخصوص آماده شده به زمین منتقل می شود.

تخلیه رعد و برق معمولاً شامل سه یا چند ضربه مکرر است - پالس هایی که مسیر یکسانی را دنبال می کنند. فواصل بین پالس های متوالی بسیار کوتاه است، از 1/100 تا 1/10 ثانیه (این همان چیزی است که باعث سوسو زدن رعد و برق می شود). به طور کلی، فلاش حدود یک ثانیه یا کمتر طول می کشد. یک فرآیند معمولی توسعه رعد و برق را می توان به شرح زیر توصیف کرد. اول، یک تخلیه رهبری ضعیف نورانی از بالا به سطح زمین سرازیر می شود. هنگامی که او به آن می رسد، یک بازگشت درخشان یا تخلیه اصلی از سطح زمین به بالا از طریق کانالی که رهبر گذاشته است عبور می کند.

تخلیه اصلی، به عنوان یک قاعده، به صورت زیگزاگ حرکت می کند. سرعت انتشار آن از صد تا چند صد کیلومتر در ثانیه است. در راه خود، مولکول های هوا را یونیزه می کند و کانالی با رسانایی افزایش می دهد که از طریق آن تخلیه معکوس با سرعتی تقریباً صد برابر بیشتر از تخلیه اصلی به سمت بالا حرکت می کند. تعیین اندازه کانال دشوار است، اما قطر تخلیه اصلی بین 1-10 متر تخمین زده می شود و قطر تخلیه برگشتی چندین سانتی متر است.

تخلیه های رعد و برق با انتشار امواج رادیویی در محدوده وسیع - از 30 کیلوهرتز تا فرکانس های بسیار پایین، تداخل رادیویی ایجاد می کنند. بیشترین انتشار امواج رادیویی احتمالاً در محدوده 5 تا 10 کیلوهرتز است. چنین تداخل رادیویی با فرکانس پایین در فضای بین مرز زیرین یونوسفر و سطح زمین "متمرکز" است و می تواند تا فاصله هزاران کیلومتری از منبع گسترش یابد.

صاعقه: حیات بخش و موتور تکامل. در سال 1953، بیوشیمی‌دان‌های S. Miller (Stanley Miller) و G. Urey (Harold Urey) نشان دادند که یکی از "آمینه‌های سازنده" حیات - اسیدهای آمینه - را می‌توان با عبور دادن تخلیه الکتریکی از آب به دست آورد که در آن گازهای جو "اولیه" زمین حل می شوند (متان، آمونیاک و هیدروژن). 50 سال بعد، محققان دیگر این آزمایشات را تکرار کردند و به نتایج مشابهی دست یافتند. بدین ترتیب، نظریه علمیمنشا حیات روی زمین نقش اساسی را به صاعقه می‌دهد. هنگامی که پالس‌های جریان کوتاه از باکتری‌ها عبور می‌کنند، منافذی در پوسته (غشاء) آن‌ها ظاهر می‌شوند که از طریق آن قطعات DNA باکتری‌های دیگر می‌توانند وارد شوند و یکی از مکانیسم‌های تکامل را آغاز کنند.

چگونه با استفاده از جت آب و لیزر از خود در برابر رعد و برق محافظت کنیم؟ اخیراً در اصل پیشنهاد شده است راه جدیدمبارزه با رعد و برق یک میله صاعقه از ... یک جت مایع که مستقیماً از زمین به ابرهای رعد و برق شلیک می شود، ایجاد خواهد شد. مایع رعد و برق یک محلول نمکی است که پلیمرهای مایع به آن اضافه می‌شود: نمک برای افزایش رسانایی الکتریکی در نظر گرفته شده است و پلیمر از "شکستن" جت به قطرات منفرد جلوگیری می‌کند. قطر جت حدود یک سانتی متر و حداکثر ارتفاع آن 300 متر خواهد بود. هنگامی که صاعقه گیر مایع نهایی شد، مجهز به زمین های ورزشی و کودکان خواهد بود، جایی که وقتی قدرت میدان الکتریکی به اندازه کافی بالا می رود و احتمال برخورد صاعقه حداکثر است، فواره به طور خودکار روشن می شود. یک بار از یک جریان مایع از یک ابر رعد و برق جاری می شود و رعد و برق را برای دیگران ایمن می کند. محافظت مشابهی در برابر تخلیه رعد و برق می تواند با استفاده از لیزر انجام شود که پرتو آن با یونیزه کردن هوا کانالی را برای تخلیه الکتریکی به دور از جمعیت ایجاد می کند.

آیا صاعقه می تواند ما را به بیراهه بکشاند؟ بله، اگر از قطب نما استفاده می کنید. در رمان معروف جی ملویل "موبی دیک" دقیقاً چنین موردی توضیح داده شده است که تخلیه رعد و برق که یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد می کند، سوزن قطب نما را دوباره مغناطیس می کند. با این حال، ناخدای کشتی گرفت سوزن خیاطیضربه بزنید تا مغناطیسی شود و آن را به جای سوزن آسیب دیده قطب نما قرار دهید.

آیا ممکن است در داخل خانه یا هواپیما مورد اصابت صاعقه قرار بگیرید؟ متاسفانه بله! جریان صاعقه می تواند از طریق سیم تلفن از یک تیر مجاور وارد خانه شود. بنابراین، در هنگام رعد و برق، سعی کنید از آن استفاده نکنید گوشی معمولی. اعتقاد بر این است که صحبت کردن با تلفن رادیویی یا تلفن همراه ایمن تر است. در هنگام رعد و برق، نباید لوله های گرمایش مرکزی و آب را که خانه را به زمین متصل می کند، لمس کنید. به همین دلایل، کارشناسان توصیه می کنند در هنگام طوفان رعد و برق، تمام وسایل برقی از جمله رایانه ها و تلویزیون ها را خاموش کنید.

در مورد هواپیماها، به طور کلی، آنها سعی می کنند در مناطقی با فعالیت رعد و برق پرواز کنند. و با این حال، به طور متوسط، یکی از هواپیماها سالی یک بار مورد اصابت صاعقه قرار می گیرد. جریان آن نمی تواند مسافران را تحت تأثیر قرار دهد، از سطح بیرونی هواپیما به پایین سرازیر می شود، اما می تواند به ارتباطات رادیویی، تجهیزات ناوبری و الکترونیک آسیب برساند.