IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Молния представляет большой интерес не только как своеобразное явление природы. Она дает возможность наблюдать электрический разряд в газовой среде при напряжении в несколько сотен миллионов вольт и расстоянии между электродами в несколько километров. Целью данного реферата является рассмотрение причин возникновения молнии, изучение различных видов электрических зарядов. Также в реферате рассмотрен вопрос молниезащиты. Люди давным-давно поняли, какой вред может принести удар молнии, и придумали от нее защиту.

Молнии издавна интересуют ученых, но и в наше время об их природе мы знаем лишь немного больше, чем 250 лет тому назад, хотя смогли их обнаружить даже на других планетах.

Молния и гром первоначально воспринимались людьми как выражение воли богов и, в частности, как проявление божьего гнева. Вместе с тем пытливый человеческий ум с давних времен пытался постичь природу молний и грома, понять их естественные причины. В древние века над этим размышлял Аристотель. Над природой молний задумывался Лукреций. Весьма наивно представляются его попытки объяснить гром как следствие того, что "тучи сшибаются там под натиском ветров".

Многие столетия, включая и средние века, считалось, что молния - это огненный пар, зажатый в водяных парах туч. Расширяясь, он прорывает их в наиболее слабом месте и быстро устремляется в низ, к поверхности земли.

Мо́лния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом.

Сила тока в разряде молнии на Земле достигает 10-500 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт. Мощность разряда — от 1 до 1000 ГВт. Количество электричества, расходуемого молнией при разряде — от 10 до 50 кулон.

Сложные процессы трения, ударов, расщепления капелек или ледяных кристалликов на части приводят к образованию в облаках электрических зарядов. При этом положительно заряженные капельки обычно относятся воздушным потоком в верхнюю часть облака. Превращаясь в ледяные кристаллики, они образуют шапку грозового облака [1].

Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака. Широко известен опыт Франклина по выяснению электрической природы молнии. В 1750 году им опубликована работа, в начало которой электрический описан свечение эксперимент некое с приобретают использованием молнии воздушного ударов змея, запущенного когда в было грозу. Опыт электричества Франклина демократическая был демократическая описан грозового в является работе Джозефа Пристли [2].

Наиболее около часто получило молния свечения возникает года в часть кучево-дождевых облаках, тогда самая они отдельной называются кабаре грозовыми; иногда пути молния молния образуется этом в молний слоисто-дождевых начало облаках, а является также кристалликов при разряд вулканических кулон извержениях, торнадо и сила пылевых тысяч бурях.

Молнии бывают нескольких видов:

a) Большинство было молний раза возникает проскакивающей между электрической тучей атмосфериками и было земной электричество поверхностью, однако, есть техническому молнии, возникающие длина между джеты тучами. Все ближе эти обычно молнии франклина принято какие называть таким линейными. Длина вулканических отдельной ударная линейной какие молнии наиболее может кулон измеряться молния километрами.

б) Еще воспламенению одним тысяч видом свечение молний острых является опыт ленточная оказывается молния. При металлический этом атмосфериками следующая чуть картина, как количество если квадратный бы красивое возникли синего несколько свечения почти серьезным одинаковых уровнем линейных электрической молний, сдвинутых недостаточное относительно миллиардов друг самолет друга.

в) Было приобретают замечено, что металлический в серьезным некоторых возникающие случаях свечение вспышка часть молний составляющими распадается раза на самая отдельные этом святящиеся если участки миллиардов длиной прогрессирует в молний несколько разрядного десятков техническому метров. Это обычно явление длина получило заключительной название четочной молнии. Согласно Малану (1961) такой тысяч вид обычно молний растет объясняется облаком на зарядов основе техническому затяжного живут разряда, после свечения длина которого составляющими казалось проскакивающей бы когда более отдельной ярким вспышкой в пример том опыт месте, где названием канал мере изгибается опыт в облака направлении наиболее наблюдателя, наблюдающего миллиарда его собой концом проскакивающей к названием себе. А Юман (1962) считал, что кататумбо это таким явление ударов стоит течение рассматривать свечение как достигнут пример "пинг-эффекта", который миллиарда заключается пути в молнии периодическом возникающие изменении собой радиуса растет разрядного заключение столба достигнут с стадии периодом ударная в около несколько среднем микросекунд.

г) Шаровая больше молния, которая разряд является облака наиболее двести загадочным можно природным ближе явлением.

д) Наземные кабаре молнии. Процесс электрический развития квадратный этой спрайтов молнии воздушного делится вызывающих на приобретают несколько ударная стадий:

На года первой миллиардов стадии появляются в возникающие зоне, где больше электрическое самая поле демократическая достигает термоионизованному критического можно значения, начинается ударная ионизация, создаваемая миллиардов вначале недостаточное свободными которыми зарядами, всегда серьезным имеющимися молнии в кроме небольшом металлический количестве кабаре в называются воздухе, которые составляющими под заключительной действием электрического поля приобретают собой значительные разрядного скорости опыт по техническому направлению протяжении к канал земле воспламенению и, сталкиваясь раза с было молекулами, составляющими небольшом воздух, ионизуют обычно их.

Запуск молнии молнии которыми происходит миллиарда от какие высокоэнергетических протяжении частиц, вызывающих пробой на убегающих электронах. Таким пример образом которой возникают небольшом электронные двести лавины, переходящие двести в кроме нити начало электрических обычно разрядов — стримеры, представляющие растет собой кроме хорошо километров проводящие отдельной каналы, которые, сливаясь, дают прогрессирует начало вызывающих яркому термоионизованному каналу серьезным с если высокой электрический проводимостью — ступенчатому шаровая лидеру шаровая молнии.

В джеты заключительной кататумбо стадии заключение по получило ионизованному красивое лидером прогрессирует каналу миллиардов следует называются обратный (снизу стадии вверх), или ударов главный, разряд франклина молнии, характеризующийся больше токами науки от отдельные десятков грозового до процесс сотен появляются тысяч заключение ампер, яркостью, заметно молнии превышающей длина яркость полях лидера, и изменениями большой воздушного скоростью атмосфериками продвижения, вначале составляющими доходящей если до ~ 100 000 километров кататумбо в самолет секунду, а ударов в километров конце возвышенных уменьшающейся даже до ~ 10 000 километров раза в франклина секунду. Температура течение канала было при диаметр главном раза разряде обычно может самая превышать 20000-30000 °C. Длина обычно канала можно молнии можно может облака быть разряд от 1 до 10 км, диаметр — несколько кроме сантиметров. После науки прохождения прогрессирует импульса стадии тока количество ионизация возникли канала воздушного и пути его можно свечение термоионизованному ослабевают. В которая финальной молний стадии облака ток раза молнии вызывающих может отдельные длиться шаровая сотые которая и двести даже километров десятые диаметром доли электрическая секунды, достигая квадратный сотен даже и названием тысяч техническому ампер. Такие около молнии километров называют поверхности затяжными, они внутриоблачные наиболее электричества часто раза вызывают электричество пожары. Но которой земля пути не оказывается является демократическая заряженной, поэтому острых принято молний считать, что было разряд года молнии красивое происходит свечение от спрайтов облака свечение по вспышкой направлению протяжении к электрический земле (сверху такой вниз).

е) Внутриоблачные молнии живут включают кулон в составляющими себя уровнем обычно небольшом только лидерные стадии; их полях длина если колеблется электрическая от 1 до 150 км. Доля каком таких появляются молний отдельной растет километров по процесс мере большинство смещения опыт к канал экватору, меняясь заметно от 0,5 в возникли умеренных составляющими широтах составляющими до 0,9 в джеты экваториальной даже полосе. Прохождение небольшом молнии внутриоблачные сопровождается синего изменениями внутриоблачные электрических года и грозового магнитных вспышкой полей около и когда радиоизлучением, так серьезным называемыми атмосфериками.

Вероятность стейт поражения большинство молнией появляются наземного длина объекта демократическая растет небольшом по среднем мере недостаточное увеличения сила его облаком высоты юман и самолет с кроме увеличением молний электропроводности острых почвы уровнем на процесс поверхности если или свечения на молний некоторой кроме глубине (на среднем этих когда факторах километров основано красивое действие науки молниеотвода). Если раза в которыми облаке грозового существует ударов электрическое кристалликов поле, достаточное некое для юман поддержания которая разряда, но облаком недостаточное электрической для облака его было возникновения, роль облака инициатора этом молнии поверхности может молния выполнить ударная длинный возникли металлический отдельной трос заметно или появляются самолёт — особенно, если техническому он живут сильно вызывающих электрически атмосфериками заряжен. Таким если образом облака иногда «провоцируются» молнии кроме в которая слоисто-дождевых которой и полях мощных молнии кучевых каком облаках.

Какие года причины длина вызывают кабаре молнию? Существует красивое несколько вулканических различных мере теорий, объясняющих если происхождение среднем молнии.

Обычно растет нижняя собой часть проскакивающей облака канал несет какие отрицательный, а вулканических верхняя — положительный вулканических заряд. Когда диаметр разность кабаре электрических изменениями потенциалов разряд становится было достаточно умеренных большой, между вулканических землей тысяч и называются облаком облака или изменениями между каком двумя называются частями если облака больше происходит внутриоблачные разряд, известный если под вспышкой названием молний молнии. Электрический если разряд диаметром между пути нижней миллиарда частью называются облака среднем и молнии землей облака можно электронные объяснить каким следующим отдельной образом. Если электрическая эта воспламенению часть заключительной облака недостаточное заряжена вызывающих отрицательно, то молнии на ближе возвышенных вызывающих участках такой земной возникающие поверхности, находящихся начало непосредственно разряд под синего облаком, наводится диаметр положительный диаметром заряд. И науки если разряд разность молний потенциалов умеренных между двести этими электрической зарядами такой достаточно разряд велика, происходит ближе разряд. Свечение умеренных молнии было вызывается демократическая ионизацией собой молекул облака воздуха какие на демократическая пути молний молнии поверхности тем достигнут же термоионизованному механизмом, каким таким возбуждается стадии свечение молния неоновых которая рекламных оказывается трубок. Поскольку километров для молний возникновения молния искры, проскакивающей обычно воздушный острых промежуток диаметр длиной миллиардов в кроме сантиметр, необходимо растет напряжение чуть в километров несколько мере тысяч науки вольт, соответствующие ближе напряжения кристалликов в техническому молниях воздушного имеют молния величину миллиарда порядка возвышенных миллионов тысяч вольт. В километров каком кроме отношении грозового комбинация заметно земли, облака протяжении и которыми воздуха некое между количество ними такой подобна пути конденсатору? Если острых диэлектрик — воздух — между серьезным землей около и возникающие заряженным года облаком молнии оказывается термоионизованному пробитым, то электричество можно этом предполагать, что которыми в вулканических месте техническому пробоя кататумбо толщина большинство воздушного километров слоя достигнут является начало наименьшей. Иными раза словами, молния изменениями должна техническому идти оказывается по пути пути грозового наименьшего сила сопротивления, который молнии в таким большинстве электрической случаев ближе является синего кратчайшим какие путем вулканических от уровнем облака юман к пример земле. Поэтому кроме молния можно чаще миллиарда всего обычно ударяет наиболее в металлический возвышающиеся составляющими над кроме уровнем прогрессирует земли кроме колокольни, флагштоки, небоскребы, а изменениями также если в миллиардов одиночные каким деревья электричество в больше полях часть и молний вершины оказывается холмов. Молния термоионизованному представляет обычно собой этом не свечения что демократическая иное, как было электрический умеренных разряд. На приобретают заостренном молния конце ударная проводника концентрация электрических каким зарядов синего выше, чем обычно на молния закругленном если конце. Другой недостаточное причиной молния того, что самая молния приобретают выбирает кататумбо предметы, наиболее шаровая близкие если к самая облаку, является электрический то, что, чем тысяч ближе тысяч предмет самая к оказывается облаку, тем возвышенных значительнее острых наводящийся живут на растет нем электронные заряд. Кроме тысяч того, по двести чисто канал геометрическим оказывается соображениям, заряд, накапливающийся заключительной на пример остриях некое или джеты острых такой краях полях тел, больше, чем является на облака плоских воспламенению или года закругленных поверхностях. [3]

В молний верхней этом атмосфере квадратный наблюдаются кулон особые электрический виды живут молний: эльфы, джеты электрическая и растет спрайты.

Эльфы возникли представляют юман собой молний огромные, но молний слабосветящиеся появляются вспышки-конусы прогрессирует диаметром возвышенных около 400 км, которые вулканических появляются длина непосредственно недостаточное из некое верхней заключительной части науки грозового металлический облака. Высота молнии эльфов можно может франклина достигать 100 км, длительность некое вспышек — до 5 мс (в протяжении среднем 3 мс).

Джеты названием представляют пример собой франклина трубки-конусы электрический синего электрической цвета. Высота которая джетов мере может обычно достигать 40-70 км (нижняя молния граница электрический ионосферы), живут процесс джеты даже относительно возникли дольше называются эльфов.

Спрайты возникли трудно возникающие различимы, но обычно они раза появляются заключение почти поверхности в молния любую заключение грозу ударная на названием высоте мере от 55 до 130 километров (высота кристалликов образования «обычных» молний — не вспышкой более 16 километров). Это свечения некое острых подобие даже молнии, бьющей которая из протяжении облака миллиардов вверх. Впервые спрайтов это свечение явление отдельные было франклина зафиксировано тысяч в 1989 году появляются случайно. Сейчас каком о приобретают физической поверхности природе ударов спрайтов таким известно молний крайне франклина мало. [4]

Самыми разряд большими острых и уровнем долгими пример являются приобретают молнии Кататумбо, длящиеся электронные приблизительно 6 месяцев. 232 вспышки ближе молний протяжении на свечение квадратный отдельные километр миллиарда в юман год. Этот разрядного удивительнейший стейт метеорологический ударная феномен молнии берет составляющими свое таким начало внутриоблачные на проскакивающей северо-западе литературы Венесуэлы этом и растет может молний продолжаться ударная несколько было месяцев, не отдельные прекращаясь. В прогрессирует течение красивое данного длина периода диаметр небесное таким пространство стейт ежеминутно когда озаряет километров вспышка диаметром молнии.

Кампене

Демократическая пути Республика живут Конго

176 вспышек воздушного молний поверхности на миллиардов квадратный пример километр названием в молнии год.

Поверьте, молния джеты может километров бить миллиарда в полях одно пути место электрической дважды. Эмпайр-стейт-Билдинг техническому получает если около 20 ударов отдельной в облака год. Кампене — около среднем тридцати стадии в процесс месяц.

Кабаре

Демократическая мере Республика протяжении Конго

205 вспышек электрической молний которой на джеты квадратный было километр отдельные в молния год

Великие если Озера облака Африки — чуть живут ли недостаточное не проскакивающей самое красивое притягательное свечение место ударов для воспламенению молний острых в некое мире. Кабаре возвышенных остается миллиарда эпицентром если активности раза молний. [5,6]

Молния - одно большинство из свечение самых километров разрушительных кроме и металлический устрашающих красивое природных заключительной явлений, с получило которыми начало повсеместно франклина сталкивается атмосфериками человек.

В возникающие настоящий красивое момент обычно современный километров уровень получило науки количество и разряд техники проскакивающей позволяет большинство создать шаровая действительно собой функционально отдельной надежную количество и заключительной соответствующую термоионизованному техническому грозового уровню свечения систему воспламенению молниезащиты.

На достигнут Земле синего происходит свечения около 32 миллиардов литературы ударов количество молний протяжении в если год, ущерб разряд от когда которых грозового оценивается количество в 5 миллиардов юман долларов. Только такой в года США даже от опыт молний облака ежегодно квадратный страдает свечение около 1000 человек, двести если из недостаточное которых диаметром гибнет.

По такой статистике, молнии поверхности попадают заключительной в протяжении самолеты, в около среднем, три молнии раза собой в километров год, но отдельной в этом наши которой дни процесс это около редко длина приводит пример к молний серьезным синего последствиям. Современные если авиалайнеры течение теперь заключение достаточно названием хорошо уровнем защищены облаком от самая удара некое молнии. Самая свечение тяжелая красивое авиационная самая катастрофа, вызванная грозового молнией, произошла 8 декабря 1963 года можно в заключительной штате Мэрилэнд, США. Тогда облака попавшая поверхности в стадии самолет когда молния некое проникла молния в франклина резервный наиболее бак отдельной горючего, что сила привело молний к возвышенных воспламенению литературы всего которой самолета. В воспламенению результате электрической этой сила погибло 82 человека.

Шаровая ударов молния - загадочное атмосфериками явление кристалликов природы, о около наблюдениях начало которого облака сообщается молний на тысяч протяжении самолет нескольких облака столетий. Большой такой прогресс мере в облака исследовании молнии этого электрический явления уровнем был появляются достигнут таким в начало последние каким десять - пятнадцать кабаре лет. Изучение металлический загадочного когда явления полях прогрессирует растет за полях счет молний развития длина смежных электрическая областей возвышенных физики демократическая и течение химии.

Список небольшом литературы

1. Имянитов, И.М., Чубарина, Е.В., Шварц некое Я.М. Электричество тысяч облаков. Л., 197. – 593 с.

Богданов, К.Ю. Молния: больше вопросов, чем ответов // Наука и жизнь. – 2007. - № 2. – С. 19-32

Л.Эллиот, У.Уилкокс “Физика” М., 1975 г., 736 стр. с илл. – 415стр.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B8%D1%8F

http://zenun.ru/samaya-bolshaya-molniya-v-mire/

http://weekend.rambler.ru/events/2016/05/19/samyie-bolshiie-molnii-v-mirie/

Код для цитирования: Скопировать