Mennydörgés és villámlás - Fizika az iskolában
Becsülik, hogy egy éven belül a világ minden tájáról mintegy 16 millió próza és minden második a földön 100 villám. Tanulmányok a vizsgálatokat évtizedekig úgy találta, hogy az elosztó viharok világszerte meglehetősen stabil. Mi leginkább kitett viharok hegyvidéki régiókban a Kaukázus - a szám a vihar napok száma évente eléri a 60. Moszkva, mintegy 20 - 25 nap zivatarok.
Hogyan magyarázza ezt a következetességet a vihar? Az oka ennek a jelenségnek az az állapot kialakulásának viharfelhők. Lightning - helyi folyamatok a légkörben, de a folyamat nagyon gyors, ami jelentős változás az elektromos mező a Föld közelében Chance akció.
Légköri levegő alatt folyamatos akció számos ionizálónál: sugárzás kéreg, rövidhullámú része a spektrum a napsugárzás, a kozmikus sugárzás. Zivatarok alatt jelennek díjakat a légkörben, összehasonlíthatatlanul nagyobb, mint azok, amelyeket ionizáló berendezések, és van egy éles váltás az elektromos mező. Oktatási esőfelhők jelenléte miatt erős és függőleges levegő áramlik. Egy erős felfelé forrólevegő-áramot a a föld felszínén vezet egy bizonyos magasságban, ahol a hőmérséklet alacsony, a nagy és gyors hőmérséklet-változások a függőleges konvekció. Ennek eredményeként a hirtelen elkezd vízgőz lecsapódása, a gyors csepegő és zivatarok. A körülményektől függően az esemény két fő típusa van a zivatar: vnutrimassovye (helyi vagy hő) és frontális zivatarok. Chance Vnutrimassovye melegítve előállíthatók az alsó vagy a felső réteg a levegő-hűtés. Egyenetlen a levegő melegítése a talaj közelében, különösen a hegyvidéki területeken, és a konvekciós hatására kiválik a villám csapadék. Ezért gyakori zivatarok a hegyekben.
Kerék zivatarok jelennek meg az ülésen, és a határ a nagy tömegek a levegő különböző hőmérsékleteken. A hideg levegő beszivárgása réteg melegebb - az oka a óceán zivatarok és viharok kísérő ciklonok. Így egyértelmű, hogy a kialakulását zivatarok közvetlenül kapcsolódik a terep és az éghajlat. Ez megmagyarázza a vihar tevékenység különböző régióiban a földön.
A Chance jellemző, hogy a kicsapódás kíséri intenzív elektromos kisülés. A megjelenése egy felhő díjak kapcsolódó folyamatok kialakulását és töltés esőcseppek, a munka szél mozgásával légáramlatokat.
Ha az ellentétes töltésű felhők között, vagy egy felhő, és néhány tárgy a földön, amelynek töltése, elektromos mező elegendő megtörni a levegő ezen a ponton lesz egy erős elektromos kisülés kíséretében fényes villanást és a mennydörgés. Ilyen kisülés úgynevezett cipzár.
Vizsgálata fizikai természetét villám kezdődött több mint kétszáz évvel ezelőtt. Tovább zseni Lomonoszov találtuk, hogy egy gyenge elektromos szikra akkor kapunk, ha a befolyás gép, és egy hatalmas, erős villámlás, elpusztítva a házat, és osztja a fák, egy és ugyanaz a fizikai jelenség. Azonban a részletes és alapos tanulmányt a villám. a létesítmény teljes minőségi hasonlóság a szikra kisülés csak lehetséges, a tudomány jelenlegi állása szerint. Ez szükséges, egyrészt, a létrehozása nagy teljesítményű generátor feszültségek és áramok, amely lehetővé tette, hogy megkapjuk az in vitro szikra hossza több tíz centiméter, hogy több méter, a áramok és egyéb paraméterek megegyeznek a fent, amelyek jelen vannak a cipzár; másrészt a jelenléte egy ilyen mérőberendezés például egy elektronikus kamera és egy oszcilloszkóp egy nagysebességű fényképészeti film, amellyel sikerült nyomon követni a fejlődés idővel az ilyen „instant” folyamatokat, mint a szikra és a villámlás.
A fényképészeti azt mutatta, hogy a villám a szem által érzékelt, vagy egy fix kamera, mint egy nagyon gyors egyetlen villanást, sőt, igen gyakran áll több, egymást követő bit, egy bit pontosan ugyanúgy az előzőt. Másfelől, a külön mentesítési, vagy ahogy nevezik, a lökő, van egy nagyon komplex szerkezetű, és több fokozatban a fejlődését.
Jellemzői villám és szikrák továbbá elektronikus oszcilloszkóp. Ez rögzíti a feszültség és az elektromos áram a kilépő és a változás őket időben. Összehasonlítva a rekordok az oszcilloszkóp - hullámforma - fotográfiai scan a kisülés, lehetséges, hogy szemléltesse az egymást követő fázisait a villám.
Segítségével ezeket az eszközöket végzett alapos tanulmányozása villám in vivo és szikrák a laboratóriumban, ahol lehetőség van megváltoztatni a feltételeket a kísérlet, és ennek következtében a természet a mentesítést. Fokozatosan, a tudósok behatolt a természet villám, és most a kép a fejlesztés és elektromos folyamatok minden fázisában többnyire már ismert.
Amikor az elektromos mező intenzitása bizonyos része a felhő eléri a 30 kilovolt centiméterenként, az elektronok szert sebességgel, hogy az energia elegendő ahhoz, hogy ionizálja a levegő molekulák. Freed ebben ionizációs elektronok bombázzák az új molekulák, viszont ionizáló őket. Így alakult és folyamatosan növekvő lavina elektronok megy a felhő a föld felé. Ahogy haladunk a lavina ionizációs folyamatok erősítése végett. Így egy vezetőképes csatornát. Ő felmelegszik és elkezd világítani. Ez izzó járattal terjedő felhő-föld villám már látható a képeken. Ő hívott egy vezető, mint megnyitva az utat több elektromosan nem vezető levegőt. Amint a vezető megközelíti a földön, vagy valamilyen tárgy a földön a vezető indukál ellentétes töltéseket. Minél közelebb van a vezető, annál töltés szivárgás, hogy találkozzon vele. Az ütközés pillanatában, ez a tömeg hajlamos vádakról a vezető a vezető csatorna. Tehát van egy semlegesítése a negatív töltés vezetője. A folyamat a semlegesítés oszlik ütemben több ezer kilométer másodpercenként. Ez a fázis az úgynevezett fő kisülés villám csatorna. A fő áramlási csatorna nagyon nagy áramot, elérve több tízezer amper. Oszcilloszkóp ebben az időben írja éles jelenlegi csúcs, és a film úgy tűnik, nagyon világos vonal, szorosan követi a vezető, de kiderült, hogy ez szögben. Amikor a fő csatorna eléri felhő rajta folyik töltés halmozódik fel a környező részeit a felhő. Ez a fázis hasonló a villám ív. Most a hőmérséklet a csatornában eléri a több tízezer fok. Miután vége az impulzus, ha a jelenlegi megszűnik egy felhő ismét kialakítható nagy mennyiségű díjak, majd, a továbbra is megtartja megfelelő vezetőképességű csatorna következő impulzus, majd egy másik, és így tovább. D. felvételének villám 20 vagy több ismétlődő kisülések.
Óta az orosz 30-as éveiben a huszadik század zajlanak több éves munka a tanulmány a villámlás és a szikra, és tudósok tettek egy nagy hozzájárulás a felfedezés a természet e jelenségeket. Megnyitása vezető a szikra szakaszban nagyon vékony vezetője a tanulmány, amely kimutatta, hogy bonyolult a szerkezete a csatornák - érdeme, tudósaink. Ezek a munkák, valamint egy részletes tanulmányt a villám különböző körülmények nyithatnak egy másik érdekes jellemzője a viselkedését.
Míg cipzár alakul távol a földre, a vezetési út határozza ingadozása a környezeti levegő jelenlétében bizonyos talajnedvesség, felhalmozódása elektromos töltések. Ahogy közeledünk a föld villám pályája kezd egyre nagyobb nyomás nehezedik vezetőképessége különböző talajrétegek, valamint, hogy a földön, vagy a föld tárgyakat. És, mint általában, villám csap arra a pontra, ahol a legmagasabb vezetőképesség. Ezért villámcsapás gyakran nem a magas helyeken rosszul vezető föld, homok, például, és a síkságokon és szurdokok, ahol erecske vagy vannak földfelszín alatti vízadó. Lightning mintha „választja” a hely, ahol ez sokkal kényelmesebb, hogy elérje. Ennek magyarázata a látszólag furcsa, a korrupció kapott professzor JS Stekolnikova elméletében szelektív ragaszkodás. Alapján ez az elmélet az Energia Intézet Tudományos Akadémia, a Szovjetunió 1943-ben telepedett le a fontos kérdést, villámvédelmi az olaj tavak. Védelem az épületek villám ellen - villámvédelmi - részt már évszázadok óta. A működési elve a villámhárító, használt és jelenleg kínált MV Lomonoszov. Villámhárító elutasítja már egyre folyás a biztonságos tárgyat vesz át, és eltereli a földre.
A 40 éves, a huszadik század Protector vált egy egzakt tudomány, ami elméletileg megalapozottak módszerek villámvédelmi különböző tárgyak és szerkezetek. Ez az alapja minden villámvédelmi villám - többnyire fém rudak, fölé magasodó védendő és a földhöz van kötve egy ellenállás néhány ohm. Lightning vállalnak nagy elektromos töltés, és lemerült a földbe.
Jelenleg tudósaink új feladatok elé kapcsolatos villámvédelmi a nagy építkezések a kommunizmus - vízerőművek a Volga, Dnyeper és Amu-darja, valamint nagyfeszültségű távvezetékek tőlük, ami elkezd folyni nagy áram. sokemeletes épületek építés alatt Moszkvában. Moszkvai Egyetem található Lenin Hills, magassága eléri a 230 m, akkor emelkedik a felhők és az elektromos mező ellátásához szükséges közötti felhő, és egy épület, sokkal több, mint a hagyományos magasságú épületek. Villámvédelmi Moszkvai Egyetem és más magas épületek kifejlesztett egy egész villám rendszer, amely jól megalapozott és teljes körű védelmet a grandiózus építkezések.