Arzt Biologische Wissenschaften, Kandidat der physikalischen und mathematischen Wissenschaften K. BOGDANOV.

In jedem Augenblick verschiedene Punkte Die Erde funkelt mit Blitzen mehr als 2000 Gewitter. Jede Sekunde schlagen etwa 50 Blitze auf der Erdoberfläche ein, und im Durchschnitt wird jeder Quadratkilometer davon sechsmal im Jahr vom Blitz getroffen. B. Franklin zeigte auch, dass Blitze, die von Gewitterwolken auf die Erde treffen, elektrische Entladungen sind, die auf sie übertragen werden negative Ladung mehrere zehn Anhänger, und die Amplitude des Stroms während eines Blitzeinschlags beträgt 20 bis 100 kA. Hochgeschwindigkeitsaufnahmen zeigten, dass die Blitzentladung einige Zehntelsekunden dauert und aus mehreren noch kürzeren Entladungen besteht. Blitze sind für Wissenschaftler schon lange von Interesse, aber heute wissen wir nur wenig mehr über ihre Natur als vor 250 Jahren, obwohl wir sie sogar auf anderen Planeten nachweisen konnten.

Wissenschaft und Leben // Illustrationen

Die Fähigkeit, sich durch Reibung verschiedener Materialien zu elektrisieren. Das in der Tabelle höher liegende Material des Reibpaares ist positiv geladen, das darunter liegende negativ.

Der negativ geladene Boden der Wolke polarisiert die Erdoberfläche darunter, so dass sie positiv geladen ist, und wenn die Bedingungen für einen elektrischen Zusammenbruch eintreten, tritt eine Blitzentladung auf.

Verteilung der Gewitterhäufigkeit über die Land- und Meeresoberfläche. Die dunkelsten Orte auf der Karte entsprechen einer Häufigkeit von nicht mehr als 0,1 Gewittern pro Jahr und Quadratkilometer und die hellsten - mehr als 50.

Regenschirm mit Blitzableiter. Das Modell wurde im 19. Jahrhundert verkauft und war sehr gefragt.

Das Schießen einer Flüssigkeit oder eines Lasers auf eine Gewitterwolke, die über dem Stadion hängt, lenkt den Blitz zur Seite ab.

Mehrere Blitzeinschläge durch den Start einer Rakete in eine Gewitterwolke. Die linke vertikale Linie ist die Spur der Rakete.

Ein großer "verzweigter" Fulgurit mit einem Gewicht von 7,3 kg, der vom Autor am Stadtrand von Moskau gefunden wurde.

Aus geschmolzenem Sand entstandene hohle zylindrische Fulguritfragmente.

Weißer Fulgurit aus Texas.

Blitz - ewige Quelle aufladen elektrisches Feld Erde. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden Atmosphärensonden zur Messung des elektrischen Feldes der Erde eingesetzt. Seine Stärke an der Oberfläche stellte sich als etwa 100 V/m heraus, was der Gesamtladung des Planeten von etwa 400.000 C entspricht. In der Erdatmosphäre dienen Ionen als Ladungsträger, deren Konzentration mit der Höhe zunimmt und in 50 km Höhe ein Maximum erreicht, wo unter Einwirkung von kosmische Strahlung bildete sich eine elektrisch leitfähige Schicht - die Ionosphäre. Daher ist das elektrische Feld der Erde das Feld eines Kugelkondensators mit einer angelegten Spannung von etwa 400 kV. Unter der Wirkung dieser Spannung fließt ein Strom von 2-4 kA von den oberen Schichten zu den unteren, deren Dichte 1-2 beträgt. 10 -12 A/m 2 , und es werden bis zu 1,5 GW Energie freigesetzt. Und dieses elektrische Feld würde verschwinden, wenn es keinen Blitz gäbe! Daher wird bei gutem Wetter der elektrische Kondensator - Erde - entladen und bei einem Gewitter aufgeladen.

Ein Mensch spürt das elektrische Feld der Erde nicht, da sein Körper ein guter Leiter ist. Daher befindet sich die Ladung der Erde auch auf der Oberfläche des menschlichen Körpers und verzerrt lokal das elektrische Feld. Unter einer Gewitterwolke kann die Dichte der am Boden induzierten positiven Ladungen erheblich zunehmen, und die elektrische Feldstärke kann 100 kV / m überschreiten, das 1000-fache ihres Wertes bei gutem Wetter. Infolgedessen erhöht sich die positive Ladung jedes Haares auf dem Kopf einer Person, die unter einer Gewitterwolke steht, um den gleichen Betrag, und sie stehen, sich voneinander abstoßend, an einem Ende.

Elektrifizierung - Entfernung von "geladenem" Staub. Um zu verstehen, wie eine Wolke elektrische Ladungen trennt, erinnern wir uns, was Elektrisierung ist. Der einfachste Weg, einen Körper aufzuladen, besteht darin, ihn an etwas anderem zu reiben. Die Elektrifizierung durch Reibung ist am stärksten Alter Weg elektrische Ladungen empfangen. Schon das Wort „Elektron“ in der Übersetzung aus dem Griechischen ins Russische bedeutet Bernstein, da Bernstein schon immer negativ geladen war, wenn er an Wolle oder Seide gerieben wurde. Die Größe der Ladung und ihr Vorzeichen hängen von den Materialien der Schleifkörper ab.

Es wird angenommen, dass der Körper, bevor er an einem anderen gerieben wurde, elektrisch neutral ist. In der Tat, wenn ein geladener Körper in der Luft verbleibt, werden entgegengesetzt geladene Staubpartikel und Ionen beginnen, daran zu haften. Auf der Oberfläche eines jeden Körpers befindet sich also eine Schicht aus "geladenem" Staub, die die Ladung des Körpers neutralisiert. Daher ist die Elektrifizierung durch Reibung der Prozess der teilweisen Entfernung von "geladenem" Staub von beiden Körpern. In diesem Fall hängt das Ergebnis davon ab, wie viel besser oder schlechter der "aufgeladene" Staub von den Schleifkörpern entfernt wird.

Die Cloud ist eine Fabrik zur Herstellung elektrischer Ladungen. Es ist schwer vorstellbar, dass in der Cloud ein paar Materialien in der Tabelle aufgeführt sind. Auf den Körpern können jedoch unterschiedlich „geladene“ Stäube auftreten, selbst wenn sie aus dem gleichen Material bestehen – es reicht aus, dass sich die Oberflächenmikrostruktur unterscheidet. Wenn zum Beispiel ein glatter Körper an einem rauen reibt, werden beide elektrisiert.

Gewitterwolke ist große Menge Dampf, von dem ein Teil zu winzigen Tröpfchen oder Eisschollen kondensiert. Die Spitze einer Gewitterwolke kann sich in einer Höhe von 6-7 km befinden, und die Unterseite hängt in einer Höhe von 0,5-1 km über dem Boden. Oberhalb von 3-4 km bestehen Wolken aus Eisschollen verschiedene Größen denn die Temperatur ist immer unter Null. Diese Eiswürfel sind in ständiger Bewegung verursacht durch aufsteigende warme Luftströme von der erhitzten Erdoberfläche. Kleine Eisstücke lassen sich leichter von aufsteigenden Luftströmungen wegtragen als große. Daher "flinke" kleine Eisstücke, die sich bewegen oberer Teil Wolken kollidieren ständig mit großen. Bei jeder solchen Kollision kommt es zu einer Elektrifizierung, bei der große Eisstücke negativ und kleine positiv geladen werden. Im Laufe der Zeit befinden sich positiv geladene kleine Eisstücke oben in der Wolke und negativ geladene große unten. Mit anderen Worten, die Spitze eines Gewitters ist positiv geladen, während die Unterseite negativ geladen ist. Alles ist bereit für eine Blitzentladung, bei der die Luft zusammenbricht und eine negative Ladung vom Boden der Gewitterwolke zur Erde fließt.

Lightning - Hallo aus dem Weltraum und der Quelle Röntgenstrahlung. Die Wolke selbst ist jedoch nicht in der Lage, sich selbst zu elektrisieren, um eine Entladung zwischen ihr zu verursachen Unterseite und Erde. Elektrische Feldstärke in Donnerwolkeüberschreitet niemals 400 kV/m, und ein elektrischer Durchschlag in Luft tritt bei einer Spannung von mehr als 2500 kV/m auf. Damit ein Blitz entsteht, wird also neben einem elektrischen Feld noch etwas anderes benötigt. 1992 schloss der russische Wissenschaftler A. Gurevich ab Institut für Physik Sie. P. N. Lebedev von der Russischen Akademie der Wissenschaften (FIAN) schlug vor, dass kosmische Strahlen, hochenergetische Teilchen, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aus dem Weltraum auf die Erde fallen, eine Art Zündung für Blitze sein können. Tausende solcher Partikel bombardieren jede Sekunde jeden Quadratmeter Erdatmosphäre.

Nach Gurevichs Theorie ionisiert ein Teilchen kosmischer Strahlung, das mit einem Luftmolekül kollidiert, dieses, was zur Bildung einer großen Anzahl hochenergetischer Elektronen führt. Einmal im elektrischen Feld zwischen der Wolke und der Erde, werden die Elektronen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, wodurch ihre Bewegungsbahn ionisiert wird und somit eine Lawine von Elektronen verursacht wird, die sich mit ihnen zur Erde bewegen. Der durch diese Elektronenlawine erzeugte ionisierte Kanal wird von Blitzen zur Entladung verwendet (siehe "Science and Life" Nr. 7, 1993).

Jeder, der einen Blitz gesehen hat, hat festgestellt, dass es sich nicht um eine hell leuchtende gerade Linie handelt, die Wolke und Erde verbindet, sondern um eine unterbrochene Linie. Daher wird der Prozess der Bildung eines leitenden Kanals für eine Blitzentladung als "Stufenleiter" bezeichnet. Jede dieser "Stufen" ist der Ort, an dem die auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigten Elektronen aufgrund von Kollisionen mit Luftmolekülen anhielten und die Bewegungsrichtung änderten. Ein Beweis für eine solche Interpretation der Stufennatur des Blitzes sind die Röntgenblitze, die mit den Momenten zusammenfallen, in denen der Blitz, als würde er stolpern, seine Flugbahn ändert. Jüngste Studien haben gezeigt, dass Blitze eine ziemlich starke Quelle von Röntgenstrahlen sind, deren Intensität bis zu 250.000 Elektronenvolt betragen kann, was etwa dem Doppelten der bei Röntgenaufnahmen des Brustkorbs verwendeten entspricht.

Wie löst man einen Blitz aus? Es ist sehr schwierig zu studieren, was an einem unverständlichen Ort passieren wird und wann. Nämlich während Jahre arbeiteten Wissenschaftler, die die Natur des Blitzes untersuchten. Es wird angenommen, dass der Sturm am Himmel von Elia, dem Propheten, angeführt wird und wir seine Pläne nicht kennen. Wissenschaftler haben jedoch sehr lange versucht, den Propheten Elia zu ersetzen, indem sie einen leitenden Kanal zwischen einer Gewitterwolke und der Erde geschaffen haben. Dafür startete B. Franklin während eines Gewitters einen Drachen, der in einem Draht und einem Schlüsselbund aus Metall endete. Dadurch verursachte er schwache Entladungen, die den Draht hinunterflossen, und war der erste, der bewies, dass Blitze eine negative elektrische Entladung sind, die von Wolken zum Boden fließt. Franklins Experimente waren extrem gefährlich, und einer von denen, die versuchten, sie zu wiederholen - Russischer Akademiker G. V. Richman - starb 1753 an einem Blitzschlag.

In den 1990er Jahren lernten Forscher, wie man Blitze heraufbeschwört, ohne ihr Leben zu gefährden. Eine Möglichkeit, einen Blitz zu verursachen, besteht darin, eine kleine Rakete vom Boden direkt in eine Gewitterwolke zu starten. Entlang der gesamten Flugbahn ionisiert die Rakete die Luft und erzeugt so einen leitfähigen Kanal zwischen Wolke und Boden. Und wenn die negative Ladung des Wolkenbodens groß genug ist, kommt es entlang des erzeugten Kanals zu einer Blitzentladung, deren alle Parameter von Geräten in der Nähe der Raketenstartrampe aufgezeichnet werden. Um mehr zu schaffen Bessere Bedingungen Bei einer Blitzentladung wird ein Metalldraht an der Rakete befestigt, der sie mit dem Boden verbindet.

Blitz: Lebensspender und Motor der Evolution. 1953 zeigten die Biochemiker S. Miller (Stanley Miller) und G. Urey (Harold Urey), dass einer der "Bausteine" des Lebens - Aminosäuren - durch elektrische Entladung durch Wasser gewonnen werden kann, in dem die Gase der „Ur“-Atmosphäre der Erde gelöst werden (Methan, Ammoniak und Wasserstoff). Fünfzig Jahre später wiederholten andere Forscher diese Experimente und kamen zu denselben Ergebnissen. Auf diese Weise, wissenschaftliche Theorie Die Entstehung des Lebens auf der Erde weist dem Blitzschlag eine grundlegende Rolle zu.

Wenn kurze Stromimpulse durch Bakterien geleitet werden, entstehen in ihrer Hülle (Membran) Poren, durch die DNA-Fragmente anderer Bakterien eindringen können, wodurch einer der Mechanismen der Evolution ausgelöst wird.

Warum sind Gewitter im Winter so selten? F. I. Tyutchev, der geschrieben hatte „Ich liebe ein Gewitter Anfang Mai, wenn der erste Donner im Frühling ...“, wusste, dass es im Winter fast keine Gewitter gibt. Um eine Gewitterwolke zu bilden, sind aufsteigende Strömungen feuchter Luft erforderlich. Konzentration gesättigte Dämpfe steigt mit der Temperatur an und erreicht im Sommer sein Maximum. Der Temperaturunterschied, von dem aufsteigende Luftströmungen abhängen, ist umso größer, je höher ihre Temperatur nahe der Erdoberfläche ist, da ihre Temperatur in mehreren Kilometern Höhe nicht von der Jahreszeit abhängt. Dadurch ist auch die Intensität der aufsteigenden Strömungen im Sommer maximal. Daher haben wir im Sommer am häufigsten Gewitter, und im Norden, wo es im Sommer kalt ist, sind Gewitter eher selten.

Warum sind Gewitter über Land häufiger als über Meer? Damit sich die Wolke entladen kann, muss die Luft darunter genügend Ionen enthalten. Luft, die nur aus Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen besteht, enthält keine Ionen, und es ist sogar in einem elektrischen Feld sehr schwierig, sie zu ionisieren. Aber wenn viele Fremdpartikel in der Luft sind, wie zum Beispiel Staub, dann gibt es auch viele Ionen. Ionen entstehen durch die Bewegung von Partikeln in der Luft, genauso wie sie durch Reibung aneinander elektrisiert werden. Verschiedene Materialien. Offensichtlich ist über Land viel mehr Staub in der Luft als über Ozeanen. Deshalb donnern Gewitter öfter über Land. Es wurde auch festgestellt, dass Blitze vor allem dort einschlagen, wo die Konzentration von Aerosolen in der Luft besonders hoch ist - Rauch und Emissionen aus der Ölraffinerieindustrie.

Wie Franklin Blitze ablenkte. Glücklicherweise ereignen sich die meisten Blitzeinschläge zwischen den Wolken und stellen daher keine Gefahr dar. Es wird jedoch angenommen, dass Blitze jedes Jahr weltweit mehr als tausend Menschen töten. Von wenigstens, in den Vereinigten Staaten, wo solche Statistiken geführt werden, werden jedes Jahr etwa 1000 Menschen von Blitzen getroffen und mehr als hundert von ihnen sterben. Wissenschaftler versuchen seit langem, die Menschen vor dieser "Strafe Gottes" zu schützen. Zum Beispiel verteidigte der Erfinder des ersten elektrischen Kondensators (Leyden-Krug), Pieter van Muschenbroek (1692-1761), in einem Artikel über Elektrizität, der für die berühmte französische Enzyklopädie geschrieben wurde, die traditionellen Methoden, um Blitze zu verhindern - das Läuten von Glocken und das Abfeuern von Kanonen. was sich seiner Meinung nach als recht effizient herausstellte.

Benjamin Franklin, der versuchte, das Kapitol der Hauptstadt von Maryland zu schützen, befestigte 1775 eine dicke Eisenstange an dem Gebäude, die mehrere Meter über die Kuppel ragte und mit dem Boden verbunden war. Der Wissenschaftler weigerte sich, seine Erfindung zu patentieren und wünschte, dass sie den Menschen so schnell wie möglich dienen würde.

Die Nachricht von Franklins Blitzableiter verbreitete sich schnell in ganz Europa und er wurde in alle Akademien gewählt, einschließlich der russischen. In manchen Ländern stieß die fromme Bevölkerung jedoch auf Empörung über diese Erfindung. Die bloße Vorstellung, dass eine Person die Hauptwaffe von „Gottes Zorn“ so leicht und einfach zähmen könnte, schien blasphemisch. Deshalb haben Menschen an verschiedenen Orten aus frommen Gründen Blitzableiter zerbrochen. Ein merkwürdiger Vorfall ereignete sich 1780 in der kleinen Stadt Saint-Omer in Nordfrankreich, wo die Bürger die Entfernung eines eisernen Blitzableitermastes forderten und der Fall vor Gericht kam. Der junge Jurist, der den Blitzableiter vor den Angriffen der Obskurantisten verteidigte, baute seine Verteidigung darauf auf, dass sowohl der menschliche Geist als auch seine Fähigkeit, die Naturgewalten zu besiegen, besitzen göttlichen Ursprungs. Alles, was hilft, ein Leben zu retten, ist zum Guten – argumentierte die junge Anwältin. Er gewann den Prozess und erlangte großen Ruhm. Der Name des Anwalts war Maximilian Robespierre. Nun, mittlerweile ist das Porträt des Erfinders des Blitzableiters die begehrteste Reproduktion der Welt, denn es ziert den bekannten Hundert-Dollar-Schein.

Wie Sie sich mit einem Wasserstrahl und einem Laser vor Blitzen schützen können. Kürzlich wurde es vorgeschlagen neuer Weg Kampf gegen den Blitz. Aus ... einem Flüssigkeitsstrahl entsteht ein Blitzableiter, der vom Boden direkt in Gewitterwolken geschossen wird. Blitzflüssigkeit ist eine Salzlösung, der zugesetzt wird flüssige Polymere: Salz soll die elektrische Leitfähigkeit erhöhen, und das Polymer verhindert, dass der Strahl in einzelne Tröpfchen "aufbricht". Der Strahldurchmesser beträgt etwa einen Zentimeter und maximale Höhe- 300 Meter. Wenn der flüssige Blitzableiter fertiggestellt ist, wird er mit Sport- und Spielplätzen ausgestattet, auf denen sich der Springbrunnen automatisch einschaltet, wenn die elektrische Feldstärke hoch genug wird und die Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlags maximal ist. Eine Ladung fließt aus einer Gewitterwolke über einen Flüssigkeitsstrom und macht Blitze für andere sicher. Ein ähnlicher Schutz gegen eine Blitzentladung kann mit Hilfe eines Lasers erreicht werden, dessen Strahl durch Ionisierung der Luft einen Kanal für eine elektrische Entladung weg von Menschenmassen schafft.

Kann uns der Blitz in die Irre führen? Ja, wenn Sie einen Kompass verwenden. BEIM berühmter Roman G. Melvila „Moby Dick“ beschrieb einen solchen Fall, als eine Blitzentladung, die ein starkes Magnetfeld erzeugte, die Kompassnadel neu magnetisierte. Der Schiffskapitän nahm jedoch eine Nähnadel, schlug darauf, um sie zu magnetisieren, und ersetzte sie durch eine kaputte Kompassnadel.

Kann man in einem Haus oder Flugzeug vom Blitz getroffen werden? Leider ja! Blitzstrom kann durch eine Telefonleitung von einem nahe gelegenen Mast in ein Haus eindringen. Versuchen Sie daher, während eines Gewitters kein normales Telefon zu verwenden. Es wird angenommen, dass es sicherer ist, mit einem Funktelefon oder einem Mobiltelefon zu sprechen. Bei Gewitter keine Rohre berühren Zentralheizung und Klempnerarbeiten, die das Haus mit dem Boden verbinden. Aus den gleichen Gründen raten Experten, bei Gewitter alles abzuschalten. elektronische Geräte einschließlich Computer und Fernseher.

Was Flugzeuge betrifft, so versuchen sie im Allgemeinen, Gebiete damit zu umfliegen Gewitteraktivität. Und doch wird eines der Flugzeuge im Durchschnitt einmal im Jahr vom Blitz getroffen. Sein Strom kann Passagiere nicht treffen, er fließt an der Außenfläche des Flugzeugs herunter, aber er kann die Funkkommunikation unterbrechen, Navigationsausrüstung und Elektronik.

Fulgurit ist ein versteinerter Blitz. Bei einer Blitzentladung werden 10 9 -10 10 Joule Energie freigesetzt. Das meiste davon wird für die Erstellung ausgegeben Schockwelle(Donner), Luftheizung, Lichtblitz und andere Elektromagnetische Wellen, und nur ein kleiner Teil ragt an der Stelle heraus, wo der Blitz in den Boden eindringt. Doch auch dieser „kleine“ Teil reicht völlig aus, um einen Brand auszulösen, einen Menschen zu töten und ein Gebäude zu zerstören. Blitze können den Kanal, durch den sie reisen, auf bis zu 30.000 aufheizen ° C, das Fünffache der Temperatur auf der Sonnenoberfläche. Die Temperatur im Inneren des Blitzes ist viel höher als die Schmelztemperatur von Sand (1600-2000 °C), aber ob der Sand schmilzt oder nicht, hängt auch von der Dauer des Blitzes ab, die von einigen zehn Mikrosekunden bis zu Zehntelsekunden reichen kann . Die Amplitude des Blitzstromimpulses beträgt normalerweise mehrere zehn Kiloampere, kann aber manchmal 100 kA überschreiten. Der stärkste Blitz und verursacht die Geburt von Fulguriten - Hohlzylinder aus geschmolzenem Sand.

Das Wort "Fulgurit" kommt vom lateinischen fulgur, was Blitz bedeutet. Der längste der ausgegrabenen Fulgurite ging bis in eine Tiefe von mehr als fünf Metern unter die Erde. Fulgurite werden auch als Reflow-Solid bezeichnet Felsen, gebildet durch einen Blitzeinschlag; sie sind manchmal in großen Zahlen auf felsigen Berggipfeln gefunden. Fulgurite, die aus umgeschmolzener Kieselsäure bestehen, sind normalerweise kegelförmige Röhren, die so dick wie ein Bleistift oder ein Finger sind. Sie Innenfläche glatt und geschmolzen, und der äußere besteht aus Sandkörnern, die an der geschmolzenen Masse haften. Die Farbe von Fulguriten hängt von den mineralischen Verunreinigungen im Sandboden ab. Die meisten von ihnen sind rotbraun, grau oder schwarz, aber auch grünliche, weiße oder sogar durchscheinende Fulgurite kommen vor.

Anscheinend wurde die erste Beschreibung von Fulguriten und ihrer Verbindung mit Blitzeinschlägen 1706 von Pastor D. Hermann gemacht. Anschließend fanden viele Fulgurite in der Nähe von Menschen, die vom Blitz getroffen wurden. Charles Darwin während Weltreise auf dem Schiff "Beagle", gefunden auf sandiges Ufer In der Nähe von Maldonado (Uruguay) gibt es mehrere Glasröhren, die mehr als einen Meter senkrecht in den Sand ragen. Er beschrieb ihre Größe und verband ihre Entstehung mit Blitzentladungen. Bekannt US-amerikanischer Physiker Robert Wood bekam ein "Autogramm" des Blitzes, der ihn beinahe umgebracht hätte:

"Ein starkes Gewitter zog auf, und der Himmel über uns hatte sich bereits aufgeklärt. Ich ging durch das Feld, das unser Haus vom Haus meiner Schwägerin trennt. Ich ging etwa zehn Meter den Weg entlang, als plötzlich meine Tochter Margaret Ich hielt etwa zehn Sekunden an und kam kaum weiter, als plötzlich eine hellblaue Linie mit dem Donnern eines Zwölf-Zoll-Geschützes durch den Himmel schnitt, zwanzig Schritte vor mir auf den Weg schlug und eine riesige Kolonne aufrichtete Ich ging weiter, um zu sehen, welche Spur der Blitz hinterlassen hatte: verbranntes Kleeblatt mit einem Durchmesser von fünf Zoll und einem Loch von einem halben Zoll in der Mitte ... Ich ging zurück ins Labor, schmolz acht Pfund Zinn und goss es hinein das Loch... wie es sein sollte, im Griff und zum Ende hin allmählich konvergierend. Es war etwas länger als drei Fuß" (zitiert nach W. Seabrook. Robert Wood. - M.: Nauka, 1985, S. 285 ).

Das Erscheinen einer Glasröhre im Sand während einer Blitzentladung ist darauf zurückzuführen, dass sich zwischen den Sandkörnern immer Luft und Feuchtigkeit befindet. Der elektrische Strom des Blitzes erhitzt die Luft und den Wasserdampf in Sekundenbruchteilen auf enorme Temperaturen, was zu einem explosionsartigen Anstieg des Luftdrucks zwischen den Sandkörnern und seiner Ausdehnung führt, was Wood, der wie durch ein Wunder nicht Opfer des Blitzes wurde, hörte und sah. Die expandierende Luft bildet im Inneren des geschmolzenen Sandes einen zylindrischen Hohlraum. Anschließendes schnelles Abkühlen fixiert Fulgurit - ein Glasröhrchen im Sand.

Fulgurit wird oft sorgfältig aus dem Sand ausgegraben und hat die Form einer Baumwurzel oder eines Astes mit zahlreichen Fortsätzen. Solche verzweigten Fulgurite entstehen, wenn eine Blitzentladung auf nassen Sand trifft, der bekanntlich eine höhere elektrische Leitfähigkeit hat als trockener Sand.In diesen Fällen breitet sich der in den Boden eindringende Blitzstrom sofort zu den Seiten aus und bildet a Struktur ähnlich der Wurzel eines Baumes und der resultierende Fulgurit wiederholt nur diese Form. Fulgurit ist sehr zerbrechlich und Versuche, anhaftenden Sand zu entfernen, führen oft zu seiner Zerstörung. Dies gilt insbesondere für verzweigte Fulgurite, die in nassem Sand gebildet werden.

Blitz

Wir denken oft, dass Strom nur in Kraftwerken erzeugt wird und schon gar nicht in den faserigen Massen von Wasserwolken, die so dünn sind, dass man leicht mit der Hand hineingreifen kann. Allerdings gibt es Elektrizität in den Wolken, wie auch im menschlichen Körper.

Natur der Elektrizität

Alle Körper bestehen aus Atomen, von Wolken und Bäumen bis hin zu menschlicher Körper. Jedes Atom hat einen Kern, der positiv geladene Protonen enthält und neutrale Neutronen. Die Ausnahme ist einfachste Atom Wasserstoff hat in seinem Kern kein Neutron, sondern nur ein Proton.

Um den Atomkern kreisen negativ geladene Elektronen. Positive und negative Ladungen ziehen sich an, also kreisen die Elektronen um den Kern eines Atoms, wie Bienen um einen süßen Kuchen. Die Anziehungskraft zwischen Protonen und Elektronen beruht auf elektromagnetischen Kräften. Strom ist also überall vorhanden. Wie wir sehen können, ist es auch in Atomen enthalten.

BEIM normale Bedingungen Die positiven und negativen Ladungen jedes Atoms gleichen sich aus, sodass Körper, die aus Atomen bestehen, normalerweise keine Nettoladung tragen, weder positiv noch negativ. Dadurch verursacht der Kontakt mit anderen Gegenständen keine elektrische Entladung. Aber manchmal kann das Gleichgewicht der elektrischen Ladungen in Körpern gestört werden. Sie können dies selbst erleben, wenn Sie an einem kalten Wintertag zu Hause sind. Das Haus ist sehr trocken und heiß. Du schlurfst barfuß durch den Palast. Ohne Ihr Wissen sind einige der Elektronen von Ihren Fußsohlen zu den Atomen des Teppichs übergegangen.

Verwandte Materialien:

Wie entsteht Hagel?

Jetzt trägst du elektrische Ladung, da die Anzahl der Protonen und Elektronen in Ihren Atomen nicht mehr ausgeglichen ist. Versuchen Sie nun, den Türgriff aus Metall zu fassen. Ein Funke wird zwischen Ihnen und ihr fliegen und Sie werden einen elektrischen Schlag spüren. Folgendes ist passiert - Ihr Körper, der nicht genug Elektronen hat, um ein elektrisches Gleichgewicht zu erreichen, versucht, das Gleichgewicht aufgrund der elektromagnetischen Anziehungskräfte wiederherzustellen. Und es wird restauriert. Es gibt einen Elektronenfluss zwischen der Hand und der Türklinke zur Hand hin. Wenn der Raum dunkel wäre, würden Sie Funken sehen. Licht ist sichtbar, weil die Elektronen beim Springen Lichtquanten aussenden. Wenn es im Raum ruhig ist, hören Sie ein leichtes Knistern.

Elektrizität umgibt uns überall und ist in allen Körpern enthalten. Wolken in diesem Sinne sind keine Ausnahme. Im Hintergrund blauer Himmel sie sehen sehr harmlos aus. Aber genau wie Sie sich in einem Raum befinden, können sie eine elektrische Ladung tragen. Wenn ja, Vorsicht! Wenn die Wolke das elektrische Gleichgewicht in sich selbst wiederherstellt, bricht ein ganzes Feuerwerk los.

Wie erscheint ein Blitz?

Folgendes passiert: In einer riesigen dunklen Gewitterwolke zirkulieren ständig starke Luftströmungen, die verschiedene Partikel zusammenschieben - Körner aus Meersalz, Staub und so weiter. So wie Ihre Fußsohlen beim Reiben an einem Teppich von Elektronen befreit werden und Teilchen in einer Wolke beim Zusammenstoß von Elektronen befreit werden, die zu anderen Teilchen springen. Es kommt also zu einer Umverteilung der Gebühren. Einige Teilchen, die ihre Elektronen verloren haben, sind positiv geladen, während andere, die zusätzliche Elektronen aufgenommen haben, jetzt eine negative Ladung haben.

Verwandte Materialien:

Wie entsteht ein Kugelblitz?

Aus nicht ganz geklärten Gründen sind schwerere Teilchen negativ geladen, während leichtere Teilchen positiv geladen sind. Dadurch wird der schwerere untere Teil der Wolke negativ geladen. Der negativ geladene untere Teil der Wolke stößt Elektronen zur Erde hin ab, da sich gleiche Ladungen abstoßen. So entsteht unter der Wolke ein positiv geladener Teil Erdoberfläche. Dann, genau nach demselben Prinzip, nach dem ein Funke zwischen dir und der Türklinke überspringt, wird derselbe Funke zwischen Wolke und Erde überspringen, nur sehr groß und stark, das ist der Blitz. Elektronen fliegen in einem riesigen Zickzack auf die Erde zu und finden dort ihre Protonen. Statt eines kaum hörbaren Knisterns wischen Donner.

Ungefähr jede Sekunde 700 Blitz, und jedes Jahr etwa 3000 Menschen werden durch Blitzeinschläge getötet. körperliche Natur Der Blitz wurde nicht vollständig erklärt, und die meisten Menschen haben nur eine ungefähre Vorstellung davon, was es ist. Einige Entladungen kollidieren in den Wolken oder so ähnlich. Heute haben wir uns an unsere Physikautoren gewandt, um mehr über die Natur des Blitzes zu erfahren. Wie der Blitz erscheint, wo der Blitz einschlägt und warum der Donner grollt. Nach dem Lesen des Artikels kennen Sie die Antwort auf diese und viele andere Fragen.

Was ist Blitz

Blitz- elektrische Funkenentladung in der Atmosphäre.

elektrische Entladung- dies ist dem Vorgang des Stromflusses im Medium, verbunden mit einer deutlichen Erhöhung seiner elektrischen Leitfähigkeit gegenüber Normalzustand. Existieren verschiedene Typen elektrische Entladungen bei Erdgas: Funke, Bogen, schwelend.

Die Funkenentladung tritt auf, wenn Luftdruck und wird von einem charakteristischen Knistern eines Funkens begleitet. Eine Funkenentladung ist eine Ansammlung von verschwindenden und sich gegenseitig ersetzenden fadenförmigen Funkenkanälen. Funkenkanäle werden auch genannt Streamer. Die Funkenkanäle sind mit ionisiertem Gas, also Plasma, gefüllt. Ein Blitz ist ein riesiger Funke, und ein Donner ist ein sehr lautes Krachen. Aber nicht alles ist so einfach.

Die physikalische Natur des Blitzes

Wie erklärt sich die Entstehung des Blitzes? System Wolke-Erde oder Wolke-Wolke ist eine Art Kondensator. Luft spielt die Rolle eines Dielektrikums zwischen Wolken. Der untere Teil der Wolke ist negativ geladen. Bei ausreichender Potentialdifferenz zwischen Wolke und Erde entstehen Bedingungen, bei denen es in der Natur zu Blitzen kommt.

Gestufter Anführer

Vor dem Hauptblitz können Sie einen kleinen Punkt beobachten, der sich von der Wolke zum Boden bewegt. Dies ist der sogenannte Stufenleiter. Elektronen unter der Wirkung einer Potentialdifferenz beginnen sich in Richtung Masse zu bewegen. Wenn sie sich bewegen, kollidieren sie mit Luftmolekülen und ionisieren sie. Ein ionisierter Kanal wird von der Wolke zum Boden gelegt. Durch die Ionisierung der Luft durch freie Elektronen steigt die elektrische Leitfähigkeit im Bereich der Leitbahn deutlich an. Der Leiter ebnet sozusagen den Weg für die Hauptentladung und bewegt sich von einer Elektrode (Wolke) zur anderen (Boden). Die Ionisierung erfolgt ungleichmäßig, sodass sich der Leiter verzweigen kann.

Fehlzündung

In dem Moment, in dem sich der Leader dem Boden nähert, steigt die Spannung an seinem Ende. Vom Boden oder von über die Oberfläche herausragenden Objekten (Bäume, Gebäudedächer) wird ein Antwortstreamer (Kanal) auf den Anführer geworfen. Diese Eigenschaft des Blitzes wird genutzt, um sich vor ihnen zu schützen, indem ein Blitzableiter installiert wird. Warum trifft ein Blitz eine Person oder einen Baum? Eigentlich ist es ihr egal, wo sie zuschlagen soll. Schließlich sucht der Blitz den kürzesten Weg zwischen Erde und Himmel. Deshalb ist es während eines Gewitters gefährlich, sich auf der Ebene oder an der Wasseroberfläche aufzuhalten.

Wenn das Vorfach den Boden erreicht, beginnt ein Strom durch den verlegten Kanal zu fließen. In diesem Moment wird der Hauptblitz beobachtet, begleitet von einem starken Anstieg der Stromstärke und der Freisetzung von Energie. Hier ist die Frage, woher kommt der blitz Es ist interessant, dass sich der Leader von der Wolke zum Boden ausbreitet, aber der umgekehrte helle Blitz, den wir zu sehen gewohnt sind, breitet sich vom Boden zur Wolke aus. Es ist richtiger zu sagen, dass Blitze nicht vom Himmel zur Erde gehen, sondern zwischen ihnen auftreten.

Warum schlägt ein Blitz ein?

Donner ist das Ergebnis einer Stoßwelle, die durch die schnelle Ausdehnung ionisierter Kanäle erzeugt wird. Warum sehen wir zuerst Blitze und hören dann Donner? Es geht um den Unterschied in der Schallgeschwindigkeit (340,29 m/s) und der Lichtgeschwindigkeit (299.792.458 m/s). Indem Sie die Sekunden zwischen Donner und Blitz zählen und mit der Schallgeschwindigkeit multiplizieren, können Sie herausfinden, in welcher Entfernung der Blitz von Ihnen eingeschlagen ist.

Brauchen Sie einen Job in der Atmosphärenphysik? Für unsere Leser gibt es jetzt 10% Rabatt auf

Arten von Blitzen und Fakten über Blitze

Blitze zwischen Himmel und Erde sind nicht die häufigsten Blitze. Meistens treten Blitze zwischen Wolken auf und stellen keine Bedrohung dar. Neben Erd- und Wolkenblitzen gibt es Blitze, die sich in der oberen Atmosphäre bilden. Welche Arten von Blitzen gibt es in der Natur?

• Blitze innerhalb der Wolke;
• Kugelblitz;
• "Elfen";
• Jets;
• Sprites.

Die letzten drei Arten von Blitzen können ohne nicht beobachtet werden spezielle Geräte, da sie ab einer Höhe von 40 Kilometern entstehen.

Hier sind die Fakten über Blitze:

• Die Länge des längsten aufgezeichneten Blitzes auf der Erde war 321 km. Dieser Blitz wurde in Oklahoma gesehen, 2007.
• Der längste Blitz dauerte 7,74 Sekunden und wurde in den Alpen aufgenommen.
• Blitze bilden sich nicht nur auf Erde. Wissen Sie genau über Lightning on Venus, Jupiter, Saturn und Uranus. Der Blitz des Saturn ist millionenfach stärker als der der Erde.
• Der Blitzstrom kann Hunderttausende Ampere und die Spannung Milliarden Volt erreichen.
• Die Temperatur des Blitzkanals kann erreichen 30000 Grad Celsius ist 6 mal die Oberflächentemperatur der Sonne.

Kugelblitz

Kugelblitz - separate Ansicht Blitze, deren Natur ein Rätsel bleibt. Ein solcher Blitz bewegt sich in der Luft leuchtendes Objekt in Form einer Kugel. Nach wenigen Zeugnissen Kugelblitz es kann sich auf einer unvorhersehbaren Bahn bewegen, in kleinere Blitze zerfallen, explodieren oder einfach unerwartet verschwinden. Es gibt viele Hypothesen über die Entstehung von Kugelblitzen, aber keine kann als zuverlässig anerkannt werden. Tatsache ist, dass niemand weiß, wie Kugelblitze aussehen. Einige Hypothesen reduzieren die Beobachtung dieses Phänomens auf Halluzinationen. Kugelblitze wurden noch nie im Labor beobachtet. Alle Wissenschaftler können mit ihren Augenzeugenberichten zufrieden sein.

Abschließend laden wir Sie ein, sich das Video anzusehen, und erinnern Sie daran: Wenn Ihnen die Kursarbeit oder die Kontrolle an einem sonnigen Tag wie ein Blitz auf den Kopf fiel, verzweifeln Sie nicht. Seit dem Jahr 2000 helfen die Fachkräfte des Studierendenwerks Studierenden. Holen Sie sich jederzeit qualifizierte Hilfe. 24 Stunden pro Tag, 7 Tage in der Woche sind wir bereit, Ihnen zu helfen.

Blitze sind ein reizvolles und aufregendes Naturphänomen. Gleichzeitig ist es eines der gefährlichsten und unberechenbarsten Naturphänomen. Aber was wissen wir wirklich über Blitze? Wissenschaftler auf der ganzen Welt sammeln Blitzfakten, versuchen, sie in ihren Labors zu reproduzieren, messen ihre Leistung und Temperatur, sind aber immer noch nicht in der Lage, die Natur des Blitzes zu bestimmen und sein Verhalten vorherzusagen. Aber schauen wir uns trotzdem an interessante Faktenüber Blitze, die bereits bekannt sind.

In diesem Moment toben etwa 1800 Gewitter auf der Welt.

Jedes Jahr erlebt die Erde durchschnittlich 25 Millionen Blitzeinschläge oder über hunderttausend Gewitter. Das sind mehr als 100 Blitze pro Sekunde.

Ein durchschnittlicher Blitzschlag dauert eine Viertelsekunde.

Sie können Donner in 20 Kilometern Entfernung von Blitzen hören.

Die Blitzentladung breitet sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 190.000 km/s aus.

Die durchschnittliche Länge einer Blitzentladung beträgt 3-4 Kilometer.

Einige Blitze bewegen sich auf einem verdrehten Weg in der Luft, der im Durchmesser die Dicke Ihres Fingers nicht überschreiten darf, und die Länge des Blitzwegs beträgt 10 bis 15 Kilometer.

Die Temperatur eines typischen Blitzes kann 30.000 Grad Celsius überschreiten – das ist etwa das Fünffache der Oberflächentemperatur der Sonne.

"Der Blitz schlägt nie zweimal an derselben Stelle ein." Leider ist dies ein Mythos. Blitze schlagen oft mehrmals an derselben Stelle ein.

Die alten Griechen glaubten, dass eine neue Perle erscheint, wenn ein Blitz ins Meer einschlägt.

Bäume können manchmal Blitzeinschläge erleiden und trotzdem kein Feuer fangen. Denn der Strom gelangt durch die nasse Oberfläche direkt ins Erdreich.

Wenn ein Blitz einschlägt, verwandelt sich der Sand in Glas. Nach einem Gewitter findet man Glasschlieren im Sand.

Wenn Ihre Kleidung nass ist, wird Ihnen der Blitz weniger Schaden zufügen.

Während eines 6-stündigen Gewitters über den Vereinigten Staaten funkelten 15.000 Blitze am Himmel. Es gab das Gefühl, dass der Blitz ständig brannte.

Das höchste Gebäude der Welt, der CN Tower, wird etwa 78 Mal im Jahr vom Blitz getroffen.

Blitze sind auch auf Venus, Jupiter, Saturn und Uranus zu sehen.

Im Mittelalter glaubte man, Blitz und Donner seien die Nachkommen des Teufels Kirchenglocken böse Geister verscheuchen. Daher versuchten die Mönche während eines Gewitters ständig, die Glocken zu läuten, und wurden dementsprechend meistens Opfer von Blitzen.

Die irrationale Angst vor Blitzen wird Keraunophobie genannt. Angst vor Donner - Brontophobie.

Es gibt zwischen 100 und 1000 Fälle von Kugelblitzen gleichzeitig auf der Erde, aber die Wahrscheinlichkeit, dass Sie mindestens einen davon sehen, liegt bei 0,01 %.

Im Durchschnitt sterben in Russland etwa 550 Menschen durch Blitzeinschläge.

Etwa ein Viertel aller Menschen, die Opfer eines Blitzes geworden sind, sterben.

Männer werden etwa sechsmal häufiger durch Blitze getötet als Frauen.

Das Telefon ist eine der häufigsten Ursachen dafür, dass eine Person vom Blitz getroffen wird. Telefonieren Sie nicht während eines Gewitters, auch nicht in Innenräumen. Nach einem Blitzeinschlag bleiben verzweigte Streifen am menschlichen Körper zurück - Zeichen des Blitzes. Verschwinden, wenn sie mit einem Finger gedrückt werden.

Der Nachdruck von Artikeln und Fotos ist nur mit einem Hyperlink auf die Website gestattet:

Der lang ersehnte Hitzerückgang wird von heftigen Gewittern begleitet. Petersburg für letzte Woche zwei mächtige Gewitter fegten durch. Der Anblick war schrecklich. Der Himmel schien zu zerspringen und zu zerreißen, Blitze blitzten wie Explosionen auf.
Warum entsteht ein solches Gewitter, wie entsteht es in der Atmosphäre? Solche Fragen kommen gerade in dieser stürmischen Zeit in den Sinn. Lassen Sie uns versuchen, es herauszufinden, indem wir uns auf kompetente Quellen verlassen. Wie Sie sehen werden Temperatur spielt hier eine wichtige Rolle.

Wo kommt es am häufigsten zu Gewittern?

Über die Kontinente in den Tropen. Es gibt eine Größenordnung weniger Gewitter über dem Ozean. Einer der Gründe für diese Asymmetrie ist die intensive Konvektion in kontinentalen Regionen, wo das Land effektiv erwärmt wird. Sonnenstrahlung. Der schnelle Anstieg der erwärmten Luft trägt zur Bildung starker konvektiver vertikaler Wolken bei, in deren oberen Teil die Temperatur unter -40 ° C liegt. Infolgedessen bilden sich Eispartikel, Schneepellets und Hagel, deren Wechselwirkung vor dem Hintergrund einer schnellen Aufwärtsströmung zu einer Ladungstrennung führt.

Ungefähr 78 % aller Blitzeinschläge ereignen sich zwischen 30 °S. und 30°N. Maximal durchschnittliche Dichte die Zahl der Ausbrüche pro Einheit der Erdoberfläche wird in Afrika (Ruanda) beobachtet. Das gesamte Einzugsgebiet des Kongo-Flusses mit einer Fläche von etwa 3 Millionen km 2 weist regelmäßig die höchste Blitzaktivität auf.

Wie wird eine Gewitterwolke aufgeladen?

Das ist das meiste Interesse fragen im „Gewitter“. Gewitterwolken sind riesig. Damit im Umkreis von mehreren Kilometern ein elektrisches Feld vergleichbarer Größe wie ein Durchschlagsfeld (ca. 30 kV/cm für Luft unter Normalbedingungen) entstehen kann, ist der zufällige Ladungsaustausch bei Kollisionen trüber Festkörper oder Flüssigkeiten notwendig Partikel führen zu einem konsistenten, kollektiven Effekt des Hinzufügens von Mikroströmen zu einem makroskopischen Strom mit einem sehr großen Wert (mehrere Ampere). Wie durch Messungen des elektrischen Feldes auf der Erdoberfläche sowie im bewölkten Medium (auf Ballons, Flugzeugen und Raketen) gezeigt wurde, nimmt in einer typischen Gewitterwolke die negative "Haupt"-Ladung - im Durchschnitt mehrere zehn Coulomb - eine Höhe ein Intervall entsprechend Temperaturen von 10 bis 25 ° C. Die "Haupt"-Positivladung beträgt ebenfalls mehrere zehn Anhänger, befindet sich jedoch über der Hauptnegativladung Großer Teil Blitzentladungen Wolke-Erde verleiht der Erde eine negative Ladung. Eine kleinere (10 C) positive Ladung wird jedoch oft auch am Boden der Wolke gefunden.

Um die oben beschriebene (Tripol-)Struktur des Feldes und der Ladung in einer Gewitterwolke zu erklären, werden verschiedene Mechanismen der Ladungstrennung betrachtet. Sie hängen vor allem von Faktoren wie Temperatur und Phasenzusammensetzung des Mediums ab. Trotz der Fülle verschiedener mikrophysikalischer Mechanismen der Elektrifizierung betrachten viele Autoren heute den hauptsächlichen nicht-induktiven Ladungsaustausch bei Kollisionen von kleinen (mit Größen von Einheiten bis zu zehn Mikrometern) Eiskristallen und Schneekornpartikeln. BEIM Laborexperimente gefunden wurde charakteristischer Wert Temperatur, bei der sich das Vorzeichen der Ladung ändert, die sog. Umkehrpunkt, meist zwischen 15 und 20°C. Es war diese Funktion, die gemacht hat dieser Mechanismus so beliebt, weil es bei dem typischen Temperaturprofil in der Wolke die Tripolstruktur der Ladungsdichteverteilung erklärt.

Jüngste Experimente haben gezeigt, dass viele Gewitterwolken sogar noch mehr sind Komplexe Struktur Raumladung (bis zu sechs Schichten). Aufwinde in solchen Wolken können schwach sein, aber das elektrische Feld hat eine stabile Mehrschichtstruktur. Nahe der Nullisotherme (0 °C) bilden sich hier recht schmale (mehrere hundert Meter dicke) und stabile Raumladungsschichten, die maßgeblich für die hohe Blitzaktivität verantwortlich sind. Die Frage nach Mechanismus und Mustern der Schichtbildung positive Ladung in der Nähe der Nullisotherme bleibt umstritten. Das am IAP entwickelte Modell basierend auf dem Mechanismus der Ladungstrennung beim Schmelzen von Eispartikeln bestätigt die Bildung einer positiven Ladungsschicht beim Schmelzen von Eispartikeln nahe der Null-Isotherme in etwa 4 km Höhe. Berechnungen ergaben, dass sich in 10 Minuten eine Feldstruktur mit maximal etwa 50 kV/m ausbildet.

Wie schlägt ein Blitz ein?

Es gibt mehrere Theorien. Kürzlich wurde ein neues Blitzszenario vorgeschlagen und untersucht, das mit dem Erreichen einer selbstorganisierten Kritikalität durch die Wolke verbunden ist. Im Modell elektrischer Zellen (mit einer charakteristischen Größe von ~1–30 m) mit einem Potential, das zufällig in Raum und Zeit wächst, kann ein separater kleiner Zusammenbruch zwischen einem Paar von Zellen eine „Epidemie“ von Mikroentladungen innerhalb der Wolke verursachen - stochastischer Prozess fraktale „Metallisierung“ der Intracloud-Umgebung, d.h. ein schneller Übergang der Wolkenumgebung in einen Zustand, der einem voluminösen Netz dynamischer leitfähiger Fäden ähnelt, gegen die die für das Auge sichtbar Blitzkanal - ein leitender Plasmakanal, durch den die elektrische Hauptladung übertragen wird

Nach einigen Vorstellungen wird die Entladung durch hochenergetische kosmische Strahlen ausgelöst, die einen Prozess auslösen, der als außer Kontrolle geratener Zusammenbruch bezeichnet wird. Interessanterweise erweist sich das Vorhandensein einer zellulären Struktur des elektrischen Feldes in einer Gewitterwolke als wesentlich für den Prozess der Elektronenbeschleunigung auf relativistische Energien. Zufällig orientierte elektrische Zellen erhöhen zusammen mit der Beschleunigung die Lebensdauer relativistischer Elektronen in einer Wolke aufgrund der Diffusionsnatur ihrer Flugbahnen stark. Dies macht es möglich, die signifikante Dauer von Röntgen- und Gammastrahlenausbrüchen und die Art ihrer Beziehung zu Blitzen zu erklären. Rolle kosmische Strahlung für atmosphärische Elektrizität sollten durch Experimente geklärt werden, um ihre Korrelation mit Gewittern zu untersuchen. Solche Experimente werden derzeit im Hochgebirge Tien Shan durchgeführt wissenschaftliche Station Physikalisches Institut der Russischen Akademie der Wissenschaften und am Baksan-Neutrino-Observatorium des Instituts Kernforschung RAN.

Wir stellen auch fest, dass die Entladungsphänomene in der mittleren Atmosphäre, die mit der Gewitteraktivität korrelieren, je nach Höhe über der Erde unterschiedliche Namen erhalten haben. Dies sind Sprites (der Leuchtbereich erstreckt sich von Höhen von 50-55 km bis 85-90 km über dem Boden, und die Dauer des Blitzes beträgt einige bis zehn Millisekunden), Elfen (Höhen - 70-90 km, Dauer weniger als 100 μs) und Jets (Entladungen, Wolken, die im oberen Teil beginnen und sich manchmal mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 km/s bis in mesosphärische Höhen ausbreiten).

Blitztemperatur

In der Literatur findet man Daten, dass die Temperatur des Blitzkanals während der Hauptentladung 25.000 °C überschreiten kann. Eindeutige Beweise dafür, dass die Blitztemperatur 1700 ° C erreichen kann, findet man auf den felsigen Gipfeln der Berge und in Gebieten mit starker Gewitteraktivität Fulgurite (von lateinisch fulgur - Blitzeinschlag) - Quarzröhren, die von einem Blitzeinschlag gesintert werden und unterschiedlich sein können bizarre Formen.

Das Foto zeigt einen 2006 in Arizona, USA, gefundenen Fulgurit (Details unter www.notjustrocks.com). Das Aussehen einer Glasröhre entsteht dadurch, dass sich zwischen den Sandkörnern immer Luft und Feuchtigkeit befindet. Der elektrische Blitzstrom heizt Luft und Wasserdampf in Sekundenbruchteilen auf enorme Temperaturen auf, wodurch der Luftdruck zwischen den Sandkörnern explosionsartig ansteigt und sich ausdehnt. Die expandierende Luft bildet im Inneren des geschmolzenen Sandes einen zylindrischen Hohlraum. Anschließendes schnelles Abkühlen fixiert Fulgurit - ein Glasröhrchen im Sand. Fulgurite, die aus umgeschmolzener Kieselsäure bestehen, sind normalerweise kegelförmige Röhren, die so dick wie ein Bleistift oder ein Finger sind. Ihre innere Oberfläche ist glatt und geschmolzen, und die äußere Oberfläche wird durch Sandkörner und an der Schmelze anhaftende Fremdeinschlüsse gebildet. Die Farbe von Fulguriten hängt von den mineralischen Verunreinigungen im Sandboden ab. Fulgurit ist sehr spröde, und Versuche, anhaftenden Sand zu entfernen, führen oft zu seiner Zerstörung. Dies gilt insbesondere für verzweigte Fulgurite, die in nassem Sand gebildet werden. Der Durchmesser des röhrenförmigen Fulgurits beträgt nur wenige Zentimeter, die Länge kann mehrere Meter erreichen, Fulgurit wurde mit einer Länge von 5-6 Metern gefunden.

Das Studium von Blitzen und atmosphärischer Elektrizität im Allgemeinen ist sehr interessant und wichtig. wissenschaftliche Richtung. Zahlreiche Publikationen sind zu diesem Thema erschienen. wissenschaftliche Abhandlungen und populäre Artikel. Ein Link zu einem der umfassendsten Übersichtsartikel befindet sich am Ende unserer Notiz.

Abschließend möchte ich darauf hinweisen, dass Blitze eine ernsthafte Bedrohung für das menschliche Leben darstellen. Die Niederlage einer Person oder eines Tieres durch Blitze tritt häufig im Freien auf, da elektrischer Strom geht einher mit der kürzeste Weg"Sturmwolke-Erde". Blitze schlagen oft in Bäume und Trafoanlagen ein Eisenbahn wodurch sie sich entzünden. Es ist unmöglich, innerhalb eines Gebäudes von einem gewöhnlichen linearen Blitz getroffen zu werden, es besteht jedoch die Meinung, dass der sogenannte Kugelblitz durch Risse und Risse dringen kann Fenster öffnen. Gewöhnliche Blitze sind gefährlich für Fernseh- und Radioantennen auf Dächern. Hoch hinausragende Gebäude, sowie für Netzwerkgeräte.