Что такое молния и отчего возникает?

Интересные факты

Загадочная природа возникновения молний не дает покоя ученым. И не зря.

По оценкам ученых, вероятность быть убитым молнией не так уж и высока – примерно 1 шанс на 2 000 000: такие же шансы умереть, упав с кровати. А вот шансы увидеть шаровую молнию хотя бы раз в жизни намного меньше – примерно 1 из 10 тысяч.

Если видны сначала разряды, а потом слышен гром, то молнии возникают в небе очень далеко, хотя возникновение разряда и сопровождается громом. Задержка звука происходит из-за того, что свет долетает быстрее, чем звук. Узнать более подробно о молнии, можно из видео, представленного в статье.

Молнии бывают не только на нашей планете. Также это явление наблюдается на других планетах: на Марсе, Венере и не только. Вспышки появляются неожиданно, длятся доли секунды и состоят из нескольких разрядов.

Также опасны шаровые молнии. О них мало что известно, но говорят, что рядом с ними нельзя двигаться, так как эти виды вспышек любят «погулять». Они могут даже в дом залететь, если будут открыты окна и двери во время грозы.

Самое красивое явление – это Огни Святого Эльма. Так называется свечение, возникающее после грозы на остроконечных фонарях, мачтах кораблей, зданиях.

Видео

https://gkd.ru/405063a-kak-poyavlyaetsya-molniya-prichinyi-i-interesnyie-faktyi

https://www.nkj.ru/archive/articles/20099/

http://picslife.ru/priroda/kak-i-pochemu-voznikaet-molniya.html

Молния

Молнией называют электрический разряд, который сопровождается сильной вспышкой света. Явление можно наблюдать во время грозы. Появление молнии часто сопровождается громом – звуковой волной, которая происходит от повышения давления на пути электрического разряда.

Молнии бывают внутриоблачные и наземные. Последние представляют угрозу для людей. Молния движется к поверхности ступенями, каждая из которых – несколько метров, со скоростью до 50 тысяч километров в секунду. Предметы, выступающие над землей, выбрасывают ответный стример, который позволяет остановить разрушительную мощь заряда. Именно так работают молниеотводы.

По данным американского исследования потерь от ударов молний в 1959-1994 годах, мужчины намного чаще становились жертвами этого атмосферного явления:

• 84% смертельных случаев пришлись на мужчин;
• 82% случаев с травмами пришлись на мужчин.

Как отметили в прессе, либо тестостерон притягивает молнии, либо мужчины в четыре раза чаще размахивают в воздухе металлическими предметами.

То же исследование отметило, что общее число смертей от поражения молниями за вторую половину XX века уменьшилось. Это связывают почти в равной мере с двумя факторами:

• Ставшая более совершенной система прогноза погоды.
• Развитие медицины и средств сообщения.

За период 1959-1994 годов в США от ударов молний погибло 3 239 человек, а 9 818 — получили травмы. Авторы исследования отметили, что, в среднем, один из пяти погибших скончался на месте. Часть остальных смертей связана с тем, что врачи не знали, как лечить человека, пережившего удар молнией.

Вид молнии

Каждый видел, что свечение представляет собой не прямую линию, а ломаную.

Из-за чего молния появляется в таком виде? Процессу образования подобной ломаной способствует форма проводящего канала, представленная в виде ступенек. Каждая из подобных ступенек – это место, где движущиеся молекулы останавливаются из-за столкновения с воздухом и изменяют направление.

Емкость подобного конденсатора мала, но зато напряжение в нем колоссальное и может достигать миллионов вольт. Причем во время свечения то, что мы видим с земли, – это не одна молния, а несколько разрядов, каждый из которых длится миллионные доли секунды.

Шаровая молния

Природное явление, когда молния принимает форму шара. В этом случае траектория ее полета становится непредсказуемой, что делает ее еще опаснее для человека. В большинстве случаев такой электрический ком возникает совместно с другими видами, но зафиксирован факт его появления даже в солнечную погоду.

Как образуется шаровая молния? Именно этим вопросом чаще всего задаются люди, столкнувшиеся с этим феноменом. Как всем известно, некоторые вещи являются прекрасными проводниками электричества, так вот именно в них, накапливая свой заряд, и начинает зарождаться шар. Также он может появиться из основной молнии. Очевидцы же утверждают, что она возникает просто из ниоткуда.

Диаметр молнии колеблется от нескольких сантиметров до метра. Что же касается цвета, то существует несколько вариантов: от белого и желтого до ярко-зеленого, крайне редко можно встретить черный электрический шар. После стремительного спуска он движется горизонтально, примерно в метре от поверхности земли. Такая молния может неожиданно менять траекторию и так же неожиданно исчезнуть, высвободив при этом огромную энергию, из-за которой происходит плавление или же вовсе разрушение различных предметов. Живет она от десяти секунд до нескольких часов.

Что такое молния?

Согласно науке, можно сказать, что молния является искровым разрядом, возникающим в атмосфере. В числе основных проявлений можно назвать яркую вспышку света и громкий звук, который принято называть громом. Кроме Земли, молнии можно встретить на других планетах, например, Венере, Юпитере, Сатурне, Уране и других, где есть какая-то газовая среда.

Во время удара молнии высвобождается огромное количество энергии. В результате ее температура в несколько раз превышает температуру поверхности Солнца. Сила тока в разряде молнии на Земле достигает 500 ампер, а напряжение доходит до нескольких миллионов вольт.

Как раз из-за большого количества энергии, молния редко длится дольше долей секунд. Как правило значение доходит до четверти секунды (0,25), но бывают и исключения. Так, самая продолжительная молния зафиксирована на отметке почти восьми секунд (7,74).

Такая красота и почти восемь секунд.

Сейчас мы не будем останавливаться на определении молнии, как пометке для срочной новости или печатного издания, хотя суть понятна, и именно из-за скоротечности или, если хотите, молниеносности события они так и называются.

История

В 1851 году Элиас Хоу получил патент на «Автоматическую застежку для одежды непрерывного действия». Он не пытался серьезно продвигать его, упустив признание, которое он мог бы получить в противном случае. Устройство Хоу было больше похоже на замысловатый шнурок, чем на настоящую застежку-молнию.

Сорок два года спустя, в 1893 году, Уиткомб Джадсон , который изобрел пневматическую уличную железную дорогу, запатентовал «шкафчик для застежек». Устройство служило (более сложной) застежкой на крючок для обуви. При поддержке бизнесмена полковника Льюиса Уокера Джадсон основал компанию Universal Fastener Company для производства нового устройства. Шкафчик с застежкой дебютировал на Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году и не имел большого коммерческого успеха. Иногда Джадсона считают изобретателем застежки-молнии, но его устройство не использовалось в одежде.

Компания Universal Fastener Company переехала в Хобокен, штат Нью-Джерси , в 1901 году, реорганизовавшись в компанию по производству и производству крепежных изделий. Гидеон Сундбэк , шведско- американский инженер-электрик , был нанят для работы в компании в 1906 году. Хорошие технические навыки и брак с дочерью директора завода Эльвирой Аронсон привели Сундбека к должности главного конструктора. Компания переехала в Мидвилл, штат Пенсильвания, где работала большую часть 20-го века под названием Talon, Inc. Сандбек работал над улучшением застежки и в 1909 году зарегистрировал патент в Германии. Права на это изобретение в США принадлежали компании Meadville (действующей как Hookless Fastener Co.), но Sundback сохранила права за пределами США и использовала их для создания в последующие годы Lightning Fastner Co. в Сент-Катаринс, Онтарио. Работа Сандбэка с этой фирмой привела к распространенному заблуждению, что он был канадцем и что молния возникла в этой стране.

Gideon Sundback увеличил количество крепежных элементов с четырех на дюйм (примерно по одному каждые 6,4 мм) до десяти или одиннадцати (примерно каждые 2,5 мм), ввел два лицевых ряда зубцов, которые стягиваются ползунком в единое целое, и увеличил проем. для зубов ориентируется ползунком. Патент на «Съемную застежку» был выдан в 1917 году. Гидеон Сундбэк также создал производственную машину для нового устройства. Машина «SL» или «без царапин» взяла специальную Y-образную проволоку и вырезала из нее совки, затем пробила углубление и перо совка и зажала каждый совок на тканевой ленте, чтобы получить непрерывную цепочку на молнии. В течение первого года работы оборудование Sundback производило несколько сотен футов (около 100 метров) крепежа в день. В марте того же года швейцарский изобретатель Матье Бурри улучшил конструкцию, добавив систему фиксации, прикрепленную к последним зубцам, но его версия так и не попала в производство из-за противоречивых патентов.

В 1923 году во время поездки в Европу Sundback продал свои европейские права Мартину Отмару Винтерхальтеру, который улучшил конструкцию, используя ребра и канавки вместо шарниров и кулачков Sundback, и начал массовое производство вместе со своей компанией Riri сначала в Германии, а затем в Швейцарии.

Застежка-молния объединяет две стороны

Популярный в Северной Америке термин « молния» (британская молния или иногда застежка-молния ) пришла из компании BF Goodrich в 1923 году. Компания решила использовать застежку Gideon Sundback на резиновых сапогах нового типа (или галошах ) и назвала ее как застежка-молния, так и название прижилось. Двумя основными способами использования застежки-молнии в первые годы ее существования были закрытие ботинок и мешочков с табаком. В 1925 году компания Schott NYC начала использовать молнии для изготовления одежды на кожаных куртках.

В 1930-х годах началась кампания по продаже детской одежды с застежками-молниями. Кампания хвалила застежки-молнии за то, что они способствуют развитию у маленьких детей уверенности в себе, позволяя им одеваться самостоятельно. Застежка-молния превзошла пуговицу в 1937 году, когда французские модельеры восхищались застежками-молниями на мужских брюках. Esquire объявил застежку-молнию «Новейшей идеей пошива для мужчин», и среди многих достоинств застежки-молнии было то, что она исключает «возможность непреднамеренного и смущающего беспорядка».

Самым последним нововведением в дизайне застежки-молнии стало появление моделей, которые открывались с двух сторон, как на куртках. Сегодня молния является наиболее распространенной застежкой, которая используется на одежде, багаже, кожаных изделиях и различных других предметах.

Виды молний и факты о молниях

1. Линейные молнии встречаются чаще всего. Электрический раскат при этом выглядит как разросшееся дерево, перевернутое корнями вверх. При появлении такой молнии от главного канала отходит несколько более коротких и тонких «отростков». Длина подобного разряда обычно достигает 20 километров, а сила тока — 20000 ампер.
2. Происхождение внутриоблачных молний сопровождается изменением магнитных и электрических полей, а также излучением радиоволн. Подобный раскат с большой вероятностью появляется ближе к экватору. В умеренных широтах его увидеть можно крайне редко.
3. Наземные молнии — это явление, которое проходит несколько этапов. Сначала происходит ударная ионизация, которая создается в начале свободными электронами, присутствующими в воздухе. Под воздействием электрического поля элементарные частицы увеличивают скорость и направляются к земле. Там они сталкиваются с молекулами, из которых состоит воздух.

Шаровая молния

Шаровая молния представляет из себя светящийся клубок, что пролетает над поверхностью земли и разрывается при контакте с твердым предметом. Данное явление считается малоизученным.

Читай также: Интересные факты о зиме, снег, снежинки, снежные лавины

Шаровые молнии различаются по цвету — от черного до белого.

Поведение шаровой молнии может быть непредсказуемым. Ее скорость полета и траектория не отвечает никаким подсчетам. Иногда может казаться, что молния имеет разум и инстинкты. Она может облетать возникающие перед ней дома, деревья, фонарные столбы, а может, будто ослепнув, врезаться в них.

Электрическое поле в шаровой молнии по размерам приближено к уровню пробоя в диэлектрике. В этом поле и возбуждаются оптические уровни атомов, а шаровая молния из-за этого приобретает способность светиться.

Почему мы слышим гром?

Гром – это звуковое сопровождение молнии, без которого невозможно достигнуть необходимого порога страха. Именно грома человек боится больше, чем светящейся полоски на небе.

При прохождении электрического разряда (молнии) происходит резкое повышение температуры окружающего воздуха до нескольких тысяч или даже миллионов градусов. Этот температурный скачок приводит к локальному расширению нагретого воздуха (взрыв), которое вызывает ударную волну (раскат грома). Если молния имеет много изломов, то мы слышим несколько раскатов грома при каждой резкой смене направления возникает новый “взрыв“.

Так как скорость звука в воздухе меньше скорости света, мы слышим гром немного позже самой вспышки. По времени задержки грома можно примерно посчитать расстояние до того места, где появилась молния. Для этого нужно посчитать: через сколько секунд слышится гром после вспышки. Каждые 3 секунды примерно равны расстоянию в 1 километр.

То есть, если после вспышки прошло 9 секунд до того как прогремел гром, то молния сверкнула на расстоянии 3 км.

Что такое молния

Чаще всего молнии возникают в грозовых облаках, но могут наблюдаться при извержении вулканов, пылевых бурях и торнадо.

Как появляется молния

Всё дело в процессах, которые происходят в облаках. Каждое облако состоит из огромного количества капелек, а когда их концентрация повышается, мы можем наблюдать тучу. Внутри облака капельки часто замерзают и становятся льдинками, которые сталкиваясь друг с другом, получают положительный и отрицательный заряды. Положительно заряженные льдинки всегда скапливаются наверху облака, отрицательные — в нижней его части. Так и получается, что верхняя часть облака заряжается положительно, нижняя — отрицательно.

Чаще всего для возникновения молнии нужны два таких облака. Они должны подойти друг к другу: одно — положительной стороной, другое — отрицательной. До определённого момента два облака не контактируют из-за воздушной прослойки между ними, но со временем заряженные частицы начинают прорываться, ведь плюс и минус притягиваются.

Возникновение молнии

Именно за первыми заряженными частицами, которые преодолели воздушный барьер, следует вся накопленная энергия. В этот момент и возникает молния.

Виды молний

В зависимости от того, куда направлен разряд, можно выделить такие разновидности:

• Молния внутри облака. Нередко разряд проходит внутри одного облака, ведь в нём есть и положительный, и отрицательный заряды.
• Молния облако-облако. Наиболее распространённый тип, когда разряд происходит между двумя облаками. Для этого они должны быть грозовыми и подойти друг к другу противоположно заряженными сторонами.
• Молния облако-земля. В этом случае вместо второго положительно заряженного облака выступает поверхность земли или какой-либо объект на ней. Область земли под облаком оказывается положительной из-за того, что при испарении лишилась отрицательных электронов. Таким образом, складываются условия, когда разряд проходит между отрицательной нижней частью облака и положительной поверхностью земли.

Почему молния не возникает зимой

Ледяные кристаллы в облаке приходят в движение из-за восходящего с земли тёплого потока воздуха. Зимой такой поток не очень сильный, поэтому большинство облаков не становятся грозовыми.

Почему слышен гром

Раскат грома — это ничто иное, как ударная волна от молнии. Когда возникает электрический разряд, воздух вокруг резко нагревается до запредельных температур и мгновенно расширяется, создавая звуковую волну. Свет от молнии распространяется быстрее, чем звук, поэтому мы сначала видим вспышку, а потом слышим гром.

Какие бывают молнии?

Прежде, чем подробно рассказать о типах молний, надо сказать, какими они вообще бывают. Четыре основных типа были приведены парой строк выше, а именно: линейная, зигзагообразная, шаровая и сухая.

Линейной молнией называют короткий резкий разряд, который вспыхивает моментально, озаряет собой небо и пропадет. Иногда даже самой молнии не видно, так как она проходит очень быстро и часто даже бьет не в землю, а между облаками.

Зигзагообразной принято называть чуть более долгие молнии, которые имеют кривую траекторию и дают хоть несколько долей секунды, чтобы себя рассмотреть. Иногда можно заметить даже небольшую пульсацию света в них.

Шаровая молния — это крайне редкое явление. Если с обычной молнией мы встречаемся по несколько раз в год, а жители некоторых регионов — несколько раз в неделю, то шанс увидеть шаровую молнию не превышает один к десяти тысячам. Именно поэтому явление считают очень мистический, и если вы ее видели, вам очень повезло. Надо бежать за лотерейным билетом.

С сухой молнией все просто. Так обычно называют молнию, которая происходит без дождя. Не самое часто явление, но периодически все равно случается. И уж точно чаще, чем шаровая.

Что такое шаровая молния, и как она появляется?

Кроме обычных молний, с которыми все более менее понятно, хоть и остаются некоторые вопросы, есть еще и шаровые молнии, которые вообще не изучены толком и никто не может объяснить, откуда они берутся, почему и куда пропадают.

Изначально шаровая молния является светящимся шаром (иногда форма может немного отличаться), который по подсчетам имеет температуру 500-1000 градусов Цельсия, может перемещаться в пространстве, проходить через стекло и взрываться через несколько минут после появления. Пока больше неизвестно ничего.

Многое из этого вы точно не знали: Интересные и малоизвестные факты о молниях

Первые упоминания о них относятся еще ко временам до нашей эры. Правда, тогда это было очень иносказательно и включало в себя разговоры об огненных птицах и тому подобном. Сейчас это очень похоже на описание шаровых молний, но с уверенностью об этом говорить нельзя.

Это птица Феникс, но примерно так представляли себе шаровые молнии в древнем мире.

До недавнего времени многие ученые вообще не верили в существование такого явления, а заявления очевидцев считали следствием повреждения сетчатки после удара обычной молнией. Тем более все говорили о разной форме. Сейчас в это начали верить и занялись исследованиями, но информации все равно мало.

Кто-то считает их сгустками газа, кто-то особыми частицами с огромным количеством энергии, а кто-то и вовсе говорит о высших силах.

Тем не менее, это не отменяет того факта, что шаровые молнии могут повреждать объекты, с которыми вступили в контакт. Например, плавить стекло и металл, поджигать дерево и кипятить воду. Есть даже рассказы о том, как они замыкали высоковольтные линии передач, создавая дугу.

Есть несколько гипотез этого явления, каждая из которых до сих пор не подтверждена, но и не опровергнута.

Одна из них гласит, что шаровая молния это специфическое взаимодействие азота с кислородом, в результате которого и вырабатывается энергия на ее существование. Согласно другой гипотезе явление представляет собой вихрь шарообразной формы из пылевых частиц с активными газами. Такими они стали из-за полученного электрического разряда. В итоге, шаровая молния является чем-то вроде батареи. Эта гипотеза объясняет специфический запах и шлейфовое свечение рядом с шаровой молнией.

Шаровая молния может выглядеть так или иначе, но более изученной от этого она не становится.

Есть гипотеза, которая оспаривает обе предыдущих, говоря нам, что существование шаровой молнии невозможно без подпитки ее энергией снаружи. Но такая гипотеза рушится отсутствием доказательств существования волн нужной для питания длины.

Все это лишний раз доказывает, что шаровую молнию надо опасаться, так как даже нет четких описаний того, как надо действовать при ее появлении. Самой главной рекомендацией является немедленное покидание зоны ее действия, но без лишней спешки, чтобы не нарушить движение воздуха и не увлечь ее за собой.

Спрайт-молния

Совсем недавно, в 1989 году, ученые обнаружили еще один вид молнии, который получил название спрайт. Открытие произошло совершенно случайно, потому что феномен наблюдается крайне редко и длится лишь десятые доли секунды. От других электрических разрядов их отличает высота, на которой они появляются – примерно 50-130 километров, в то время как другие подвиды не преодолевают 15-километровый рубеж. Также спрайт-молния отличается огромным диаметром, который достигает 100 км. Они выглядят как вертикальные столбы света и вспыхивают группами. Их цвет различается в зависимости от состава воздуха: ближе к земле, где больше кислорода, они зеленые, желтые или белые, а вот под влиянием азота, на высоте более 70 км, они приобретают ярко-красный оттенок.

Природа электричества

Все тела состоят из атомов — от облаков и деревьев до человеческого организма. У каждого атома есть ядро, несущее положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны. Исключением является простейший атом водорода, в ядре которого нет нейтрона, а есть только один протон.

Вокруг ядра обращаются отрицательно заряженные электроны. Положительные и отрицательные заряды взаимно притягиваются, поэтому электроны вращаются вокруг ядра атома, как пчелы около сладкого пирога.

Притяжение между протонами и электронами обусловлено электромагнитными силами. Поэтому электричество присутствует везде, куда бы мы ни посмотрели. Как мы видим, оно содержится и в атомах.

В нормальных условиях положительные и отрицательные заряды каждого атома уравновешивают друг друга, поэтому тела, состоящие из атомов, обычно не несут никакого суммарного заряда — ни положительного, ни отрицательного.

В результате соприкосновение с другими предметами не вызывает электрического разряда. Но иногда равновесие электрических зарядов в телах может нарушиться. Возможно, вы это испытываете на себе, находясь дома в холодный зимний день.

В доме очень сухо и жарко. Вы, шаркая босыми ногами, ходите по паласу. Незаметно для вас часть электронов с ваших подошв перешла к атомам ковра.

Вот теперь вы несете электрический заряд, так как количество протонов и электронов в ваших атомах уже не сбалансировано. Попробуйте теперь взяться за металлическую ручку двери. Между вами и ею проскочит искра, и вы почувствуете электрический удар.

Произошло вот что — ваше тело, которому не хватает электронов для достижения электрического равновесия, стремится за счет сил электромагнитного притяжения восстановить равновесие. И оно восстанавливается. Между рукой и дверной ручкой возникает поток электронов, направленный к руке.

Если бы в комнате было темно, то вы увидели бы искры. Свет виден потому, что электроны при перескакивании испускают кванты света. Если в комнате тихо, вы услышите легкое потрескивание.

На фоне голубого неба они выглядят очень безобидными. Но так же, как вы в комнате, они могут нести электрический заряд. Если это так — берегитесь! Когда облако восстанавливает электрическое равновесие внутри себя — вспыхивает целый фейерверк.

Правила поведения в доме

Внутри помещений тоже существует опасность поражения.

Природа все еще неподвластна человеку и несет многие опасности. Все виды молний — это, по своей сути, мощнейшие электрические разряды, которые в несколько раз превышают по мощности все искусственно созданные человеком источники тока.

• Планета Венера: описание, строение, характеристики
• Физики из МИАН описали поведение материи внутри черных дыр
• Физики из MIT и России раскрыли принципы работы первого в мире 51-кубитного квантового компьютера
• Защитные системы организма сокращают продолжительность жизни
• Технические характеристики Циркуляционных Насосов
• Самое глубокое место в мировом океане: Марианская впадина
• Ученые из России придумали способ удешевить процедуру МРТ » Здоровый образ жизни
• Решение задания 16 вариант 10 ЕГЭ 2017 по математике профильный уровень Ященко 36 вариантов
• И вновь Юпитер удивляет ученых
• Черные дыры: строение, описание, характеристики

← Первичное и вторичное жилье – а что же лучше?Как установить Windows 10 — Пошаговая инструкция →

Древние представления о молнии

В древности молния вызывала у людей не менее сильные чувства. Ею восхищались и ее боялись, считая ее оружием богов. Не зря наиболее грозные и воинственные божества практически у всех народов были вооружены именно молниями: Зевс – у древних греков, Юпитер – у римлян, Перун – у славян.

В древнеиндийском пантеоне богов молнией были вооружены Шива-Разрушитель и Индра-Воин, у которого для метания молний даже имелось специальное оружие – ваджра.

В то же время молния нередко считалась символом пробуждения жизненных сил и энергии. Так, по верованиям древних китайцев, погодой управляла специальная небесная управа из четырех богов.

Молнией заведовала богиня Дянь-му, которая сближала и разводила небесные зеркала, начиная вспышкой молнии неуклонное движение жизни на полях и в сердцах людей. В христианстве молния символизирует Божественное откровение и Божественный суд.