Joka sekunti, suunnilleen 700 salama, ja joka vuosi noin 3000 ihmisiä kuolee salamaniskuissa. Salaman fyysistä luonnetta ei ole täysin selitetty, ja useimmilla ihmisillä on vain karkea käsitys siitä, mikä se on. Jotkut purkaukset törmäävät pilvissä tai jotain sellaista. Tänään käännyimme fysiikan kirjoittajien puoleen saadaksemme lisätietoja salaman luonteesta. Kuinka salama ilmestyy, mihin salama iskee ja miksi ukkonen jyrisee. Luettuasi artikkelin tiedät vastauksen näihin ja moniin muihin kysymyksiin.

Mikä on salama

Salama- kipinäsähköpurkaus ilmakehässä.

sähköpurkaus- tämä on virran virtausprosessi väliaineessa, joka liittyy sen sähkönjohtavuuden merkittävään kasvuun verrattuna normaalitilaan. Kaasussa on erilaisia ​​sähköpurkauksia: kipinä, kaari, kytevä.

Kipinäpurkaus tapahtuu ilmakehän paineessa ja siihen liittyy tyypillinen kipinäräjähdys. Kipinäpurkaus on kokoelma katoavia ja korvaavia filamenttisia kipinäkanavia. Spark-kanavia kutsutaan myös streamerit. Kipinäkanavat on täytetty ionisoidulla kaasulla eli plasmalla. Salama on jättimäinen kipinä, ja ukkonen on erittäin kova räjähdys. Mutta kaikki ei ole niin yksinkertaista.

Salaman fyysinen luonne

Miten salaman alkuperä selitetään? Järjestelmä pilvi-maa tai pilvi-pilvi on eräänlainen kondensaattori. Ilma toimii eristeenä pilvien välillä. Pilven alaosassa on negatiivinen varaus. Kun pilven ja maan välillä on riittävä potentiaaliero, syntyy olosuhteita, joissa salama esiintyy luonnossa.

Askelmainen johtaja

Ennen pääsalamaa voit havaita pienen pisteen liikkuvan pilvestä maahan. Tämä on niin kutsuttu askeljohtaja. Potentiaalieron vaikutuksesta elektronit alkavat liikkua kohti maata. Liikkuessaan ne törmäävät ilmamolekyyleihin ja ionisoivat ne. Ionisoitua kanavaa rakennetaan pilvestä maahan. Johtuen ilman ionisaatiosta vapaiden elektronien toimesta, sähkönjohtavuus johtoradan vyöhykkeellä kasvaa merkittävästi. Johtaja ikään kuin tasoittaa tietä pääpurkaukselle siirtymällä yhdeltä elektrodilta (pilvi) toiselle (maa). Ionisaatio tapahtuu epätasaisesti, joten johtaja voi haarautua.

Kostautua

Sillä hetkellä, kun johtaja lähestyy maata, jännitys hänen päässään nousee. Maasta tai pinnan yläpuolelle ulkonevista esineistä (puista, rakennusten katoista) heitetään vastausstriimi (kanava) kohti johtajaa. Tätä salaman ominaisuutta käytetään suojaamaan niitä vastaan ​​asentamalla salamanvarsi. Miksi salama iskee ihmiseen tai puuhun? Itse asiassa hän ei välitä minne lyödä. Loppujen lopuksi salama etsii lyhintä tietä maan ja taivaan välillä. Siksi ukkosmyrskyn aikana on vaarallista olla tasangolla tai veden pinnalla.

Kun johtaja saavuttaa maan, virta alkaa virrata asetetun kanavan läpi. Juuri tällä hetkellä havaitaan salaman päävälähdys, johon liittyy jyrkkä virran voimakkuuden kasvu ja energian vapautuminen. Tässä on kysymys, mistä salama tulee? On mielenkiintoista, että johtaja leviää pilvestä maahan, mutta käänteinen kirkas salama, jonka olemme tottuneet näkemään, leviää maasta pilveen. On oikein sanoa, että salama ei kulje taivaasta maan päälle, vaan tapahtuu niiden välillä.

Miksi salama iskee?

Ukkonen on seurausta shokkiaallosta, joka syntyy ionisoitujen kanavien nopeasta laajenemisesta. Miksi näemme ensin salaman ja sitten kuulemme ukkonen? Kyse on erosta äänen (340,29 m/s) ja valon nopeuksissa (299 792 458 m/s). Laskemalla ukkosen ja salaman väliset sekunnit ja kertomalla ne äänen nopeudella saat selville, millä etäisyydellä salama osui sinuun.

Tarvitsetko työtä ilmakehän fysiikan alalta? Lukijoillemme on nyt 10 % alennus kaikenlaista työtä

Salaman tyypit ja tosiasiat salamasta

Salama taivaan ja maan välillä ei ole yleisin salama. Useimmiten salama tapahtuu pilvien välissä, eikä se aiheuta uhkaa. Maan ja pilvensisäisten salamoiden lisäksi ilmakehän yläkerrokseen muodostuu salamoita. Millaisia ​​salamatyyppejä luonnossa on?

• Pilven sisäinen salama;
• Pallasalama;
• "Tontut";
• Suihkukoneet;
• Sprites.

Kolmea viimeistä salamatyyppiä ei voida havaita ilman erityisiä instrumentteja, koska ne muodostuvat 40 kilometrin korkeudessa ja sitä korkeammalla.

Tässä on faktoja salamasta:

• Maan pisimmän tallennetun salaman pituus oli 321 km. Tämä salama nähtiin Oklahomassa, 2007.
• Pisin salama kesti 7,74 sekuntia ja äänitettiin Alpeilla.
• Salama muodostuu paitsi Maapallo. Tiedä tarkalleen salaman syttymisestä Venus, Jupiter, Saturnus ja Uranus. Saturnuksen salama on miljoonia kertoja voimakkaampi kuin Maan.
• Salaman virta voi nousta satoihin tuhansiin ampeeriin ja jännite miljardeihin voltteihin.
• Salamakanavan lämpötila voi nousta 30000 celsiusastetta on 6 kertaa auringon pintalämpötila.

Tulipallo

Pallasalama on erillinen salamatyyppi, jonka luonne on edelleen mysteeri. Tällainen salama on valoisa esine, joka liikkuu ilmassa pallon muodossa. Rajoitettujen todisteiden mukaan pallosalama voi liikkua arvaamatonta rataa pitkin, jakaantua pienempiin salamoihin, räjähtää tai yksinkertaisesti kadota odottamatta. Pallosalaman alkuperästä on monia hypoteeseja, mutta yhtäkään ei voida tunnustaa luotettavaksi. Tosiasia on, että kukaan ei tiedä kuinka pallosalama ilmestyy. Jotkut hypoteesit vähentävät tämän ilmiön havainnoinnin hallusinaatioiksi. Pallosalamaa ei ole koskaan havaittu laboratoriossa. Kaikki tiedemiehet voivat olla tyytyväisiä silminnäkijöiden kertomuksiin.

Lopuksi kutsumme sinut katsomaan videon ja muistuttamaan: jos kurssipaperi tai ohjausobjekti putosi päähäsi kuin salama aurinkoisena päivänä, älä vaivu. Opiskelijapalveluiden asiantuntijat ovat auttaneet opiskelijoita vuodesta 2000 lähtien. Pyydä pätevää apua milloin tahansa. 24 tuntia päivässä, 7 päivinä viikossa olemme valmiita auttamaan sinua.

Vuonna 1992 venäläinen fyysikko Alexander Gurevich fysikaalisesta instituutista. PN Lebedev RAS ehdotti, että salaman aiheuttavat kosmiset säteet, jotka tulevat maan ilmakehään.

Ei tietenkään, olemme kaikki kuulleet Benjamin Franklinin hypoteesista, jonka mukaan salama on purkaus, joka tapahtuu pilvien ja maan pinnan välillä yksinkertaisesti niiden varauserojen vuoksi. Tällä konseptilla on kuitenkin melko heikko kohta. Purkauksen esiintyminen edellyttää, että pilvien ja pinnan (tai viereisten pilvien) välillä on liian suuri ero. Kuten sääpallojen 1990-luvulla saamista tiedoista kävi ilmi, käytännössä tällaista eroa ei ole enempää kuin kymmenesosa. Salamaa näyttää kuitenkin edelleen tapahtuvan. Joten mitä varten?

Alexander Gurevich ja Co. uskovat, että korkeaenergiset hiukkaset ilmakehässä laukaisevat prosessin, jota kutsutaan Runway Elektronin hajoamiseksi (RTE). Ja PUE:n "laukaisija" on kosmiset säteet. Nämä kaukaisten supernovaräjähdysten (ja muiden prosessien) synnyttämät varautuneiden hiukkasten, pääasiassa protonien, virrat, jotka joutuvat ilmakehään ja törmäävät ilman atomien ytimiin, aiheuttavat lumivyörymäisen prosessin, jossa muodostuu vapaita elektroneja, joilla on merkittävää energiaa (laaja ilma) suihkut).

Ukkospilvien sähkökentät kiihdyttävät elektroneja lähes valonnopeuksiin. Elektronien uudet törmäykset ilmaatomien kanssa synnyttävät ylimääräisiä vapaita elektroneja sekä röntgen- ja gammasäteilyä ("tumma salama", josta "KL" ei kyllästy kirjoittamaan), muuttuen sähköpurkaussäikeiksi - striimereiksi, hyvin johtavat kanavat, joiden sulautuessa syntyy lämpöionisoitu kanava, jolla on korkea johtavuus (alias porrastettu salamajohto).

Teoriassa kaikki näyttää hyvin harmoniselta: RB esiintyy ilmakehässä jatkuvassa sähkökentässä, joka on suuruusluokkaa pienempi kuin normaali hajoamiskenttä, eli kosmisten säteiden läsnä ollessa havaitut ilmakehän sähkökentät riittävät lopulta selittämään sekä tumma salama että sen näkyvä vastine.

Mutta aivan viime aikoihin asti tämä kaikki jäi vain teoriaksi: ei ollut konkreettista näyttöä siitä, että kosmiset säteet olisivat vastuussa karanneiden elektronien hajoamisesta.

Valitettavasti tällaisten prosessien toistaminen laboratoriossa osoittautui melko vaikeaksi, ja asia ei ole vain se, että tämä vaatii 10 miljoonan voltin jännitteen. Jo pitkään on tiedetty, että maan ilmakehään tulevat kosmiset säteet synnyttävät radiopulsseja ja ukkosmyrskyjen aikana radiopulsseja on enemmän samanarvoisina kuin silloin, kun ukkosmyrskyä ei ole.

Hypoteesin tarkistamiseksi havaintojen avulla Aleksanteri Gurevitš ja Anatoli Karashtin Radiofysiikan tutkimuslaitoksesta (Nižni Novgorod) analysoivat tiedot radiointerferometreistä, jotka on otettu 3 800 salamaniskun aikana Venäjän ja Kazakstanin yllä. Koska radiointerferometrit mahdollistavat niiden rekisteröimien radioaaltojen sitomisen tiettyihin suuntiin, tiedemiehet ovat kyenneet yksiselitteisesti korreloimaan satoja ja jopa tuhansia lyhyitä ja voimakkaita radiopulsseja välittömästi salamaniskua edeltävien hetkien kanssa. Lisäksi kävi ilmi, että radiopulssien erityiset parametrit ovat yhtäpitäviä niiden kosmisten säteiden tuottaman teoreettisesti ennustetun ominaisuuksien kanssa.

Mitä sitten kävi ilmi, havainnot selittivät kaiken? Itse asiassa, vaikka on vahvistettu, että kosmiset säteet toimivat "siemenenä" pimeässä ja sitä seuranneessa tavallisessa salamassa, tärkeä epäselvyys säilyy. Venäjän ja Kazakstanin yllä ei yksinkertaisesti ole tarpeeksi kosmisia säteitä, joilla on tarvittavat energiat synnyttääkseen havaitun salaman "romahtamisen".

Tämän "epäjohdonmukaisuuden" selittämiseksi fyysikot analysoivat radiointerferometreillä tallennettujen aaltojen mahdollisen vuorovaikutuksen luonnetta vesipisaroiden ja rakeiden (hydrometrien) kanssa. Kävi ilmi, että kun matalaenergiset elektronit, jotka seuraavat korkeaenergiaisia ​​vapaita elektroneja, kulkevat pisaroiden ja rakeiden ohi ilmakehässä, käynnistyy sarja mikropurkauksia, jotka vahvistavat radikaalisti sekä sähkökenttää alueella, jossa tuleva salama esiintyy, että radiopulssi, jonka laitteet myöhemmin tallentavat.

Yläosa: Maan ilmakehään osuvien kosmisten säteiden taajuus. Pohja: salamaniskujen tiheys pinta-alayksikköä kohti. On selvästi nähtävissä, että kosmiset säteet eivät yksin riitä synnyttämään salamaa: ne tarvitsevat vuorovaikutusta vesipisaroiden kanssa.

Jo 250 vuotta sitten kuuluisa amerikkalainen tiedemies ja julkisuuden henkilö Benjamin Franklin totesi, että salama on sähköpurkaus. Mutta toistaiseksi ei ole ollut mahdollista paljastaa kaikkia salaman salaisuuksia: tämän luonnonilmiön tutkiminen on vaikeaa ja vaarallista.

(20 kuvaa salamasta + video Salama hidastettuna)

Pilven sisällä

Ukkospilveä ei voi sekoittaa tavalliseen pilveen. Sen synkkä, lyijyinen väri selittyy sen suurella paksuudella: tällaisen pilven alareuna roikkuu enintään kilometrin etäisyydellä maanpinnasta, kun taas ylempi voi nousta 6-7 kilometrin korkeuteen.

Mitä tämän pilven sisällä tapahtuu? Pilviä muodostava vesihöyry jäätyy ja esiintyy jääkiteinä. Kuumennetusta maasta lähtevät nousevat ilmavirrat kuljettavat pieniä jääpalasia ylös ja pakottavat ne jatkuvasti törmäämään suuriin asettuviin.

Muuten, talvella maa lämpenee vähemmän, ja tähän aikaan vuodesta ei käytännössä ole voimakasta nousua. Siksi talven ukkosmyrskyt ovat erittäin harvinaisia.

Törmäysprosessissa jäälautat sähköistyvät, kuten tapahtuu, kun erilaisia ​​esineitä hierotaan toisiaan vasten, esimerkiksi kammat hiuksia vasten. Lisäksi pienet jääpalat saavat positiivisen varauksen ja suuret - negatiivisen. Tästä syystä salaman muodostavan pilven yläosa saa positiivisen varauksen ja alaosa negatiivisen varauksen. Jokaisella etäisyysmetrillä on satojen tuhansien volttien potentiaaliero - sekä pilven ja maan välillä että pilven osien välillä.

Salaman kehitys

Salaman kehitys alkaa siitä, että jossain pilven paikassa on keskus, jossa on lisääntynyt ionien pitoisuus - vesimolekyylejä ja kaasuja, jotka muodostavat ilmaa, joista elektroneja on otettu pois tai joihin on lisätty elektroneja.

Joidenkin hypoteesien mukaan tällainen ionisaatiokeskus saadaan sähkökentässä olevien vapaiden elektronien kiihtymisestä, joita ilmassa on aina pieniä määriä, ja niiden törmäyksestä neutraalien molekyylien kanssa, jotka ionisoituvat välittömästi.

Toisen hypoteesin mukaan alkutyönnön aiheuttavat kosmiset säteet, jotka tunkeutuvat ilmakehämme koko ajan ionisoivat ilmamolekyylejä.

Ionisoitu kaasu toimii hyvänä sähkönjohtimena, joten virta alkaa kulkea ionisoituneiden alueiden läpi. Lisäksi - lisää: ohivirtaus lämmittää ionisaatioaluetta aiheuttaen yhä enemmän korkeaenergisiä hiukkasia, jotka ionisoivat lähialueita - salamakanava leviää hyvin nopeasti.

Seuraa johtajaa

Käytännössä salaman kehittyminen tapahtuu useissa vaiheissa. Ensinnäkin johtavan kanavan etureuna, jota kutsutaan "johtajaksi", etenee useiden kymmenien metrien hyppyinä, joka kerta muuttaa hieman suuntaa (tämä saa salaman kääntymään mutkikkaaksi). Lisäksi "johtajan" etenemisnopeus voi joissain hetkissä saavuttaa 50 tuhatta kilometriä yhdessä sekunnissa.

Lopulta "johtaja" saavuttaa maan tai toisen osan pilvestä, mutta tämä ei ole vielä salaman jatkokehityksen päävaihe. Kun ionisoitu kanava, jonka paksuus voi olla useita senttimetrejä, on "lävistetty", varautuneet hiukkaset ryntäävät sitä pitkin valtavalla nopeudella - jopa 100 tuhatta kilometriä vain sekunnissa, tämä on itse salama.

Kanavan virta on satoja ja tuhansia ampeeria, ja lämpötila kanavan sisällä saavuttaa samalla 25 tuhatta astetta - siksi salama antaa niin kirkkaan salaman, joka näkyy kymmenien kilometrien päästä. Ja hetkelliset lämpötilan laskut, tuhansia asteita, aiheuttavat voimakkaimmat ilmanpaineen laskut, jotka etenevät ääniaallon - ukkonen - muodossa. Tämä vaihe kestää hyvin lyhyen ajan - sekunnin tuhannesosia, mutta sen aikana vapautuva energia on valtava.

viimeinen taso

Loppuvaiheessa varausten liikkeen nopeus ja intensiteetti kanavassa laskee, mutta pysyvät silti riittävän suurina. Juuri tämä hetki on vaarallisin: viimeinen vaihe voi kestää vain sekunnin kymmenesosia (ja vielä vähemmän). Tällainen melko pitkäaikainen vaikutus maassa oleviin esineisiin (esimerkiksi kuiviin puihin) johtaa usein tulipaloihin ja tuhoihin.

Lisäksi asia ei pääsääntöisesti rajoitu yhteen luokkaan - uudet "johtajat" voivat liikkua syrjäytyneen polun varrella aiheuttaen toistuvia purkauksia samassa paikassa, jopa useita kymmeniä.

Huolimatta siitä, että ihmiskunta on tuntenut salaman siitä lähtien, kun ihminen ilmestyi maan päälle, sitä ei ole vielä täysin tutkittu tähän mennessä.

Opi: Mikä on ukkonen? Mikä on salama?

Voiko olla ukkonen ilman salamaa ja päinvastoin, salama ilman ukkonen?

Voiko ukkosmyrskyä olla muina vuodenaikoina, kuten talvella?

Miten ukkonen ja salama vaikuttavat ihmisen psyykeen?

Miten kansanmerkit ukkosmyrskystä vastaavat todellisuutta?

Artikkelin tarkoitus:

Selvitä ukkonen ja salaman alkuperä ja selvitä mikä on pelottavampaa ja vaarallisempaa - ukkonen vai salama?

Tarkista ukkosmyrskyä koskevien kansanmerkkien yhdenmukaisuus

Etsi tieteellistä tietoa salaman ja ukkonen alkuperästä;

Etsi kansanmerkkejä näistä luonnonilmiöistä;

Tarkkaile: miksi on ukkosmyrskyä, kuinka se menee ohi; sen vaikutus ihmisten ja eläinten tilaan; luonnontila ukkosmyrskyn jälkeen;

Tee omat johtopäätöksesi.

Hypoteesit:

1. Jos sää on kuuma useita päiviä, tulee varmasti ukkosmyrsky.

2. Eläimet ja linnut tuntevat ukkosmyrskyn lähestymisen.

3. Salama on erittäin suuri sähkövaraus, joten se on vaarallinen ihmishengelle.

Tutkimustuote:

Kokoa kokoelma kansanmerkkejä ja arvoituksia ukkosmyrskystä.

Tutkimusmenetelmät:

Kirjallisuusanalyysi, havainnot

Emme pidä monia luonnonilmiöitä kovinkaan tärkeänä, vaan pidämme niitä itsestäänselvyytenä. Mutta ukkosmyrsky ei ilmeisesti jätä välinpitämättömäksi ketään ihmistä maan päällä.

Monet ihmiset pelkäävät ukkosmyrskyä, varsinkin kun se kulkee suoraan pään yläpuolella, kun koko taivas on salamoissa ja ukkonen jyrisee.

Olen aina erittäin peloissani, kun on ukkosmyrskyä.

Eräänä päivänä palatessaan etelästä autolla joutuimme kovaan ukkosmyrskyyn. Oli kuuma heinäkuun päivä. Se oli erittäin tukkoinen. Yhtäkkiä pilviä alkoi kerääntyä, kuului ukkonen. Sade satoi. Se oli hyvin pelottavaa. Jatkoimme ajamista rankkasateessa. Pelkäsin kovasti ukkosta. Kun ukkonen iskee, maa näyttää halkeavan. Miksi hän jyrisee? Mikä aiheuttaa ukkonen? Innostuin oppimaan siitä.

Tietoja ukkosmyrskystä muinaisessa mytologiassa

Muinaisten kreikkalaisten tärkein jumala - Zeus - oli myös salaman ja ukkonen jumala. Häntä kutsuttiin ukkostajaksi, pilventekijäksi. Zeus rypittää kulmiaan - ja pilvet kerääntyvät. Vihassaan hän iskee salamalla, pelottaa ukkonen.

Roomalainen ukkonen jumala oli Jupiter. Muinaisten kreikkalaisten Zeuksen tavoin roomalaiset pitivät Jupiteria pääjumalana. Hindujen keskuudessa ukkonen jumala oli jumala Indra, skandinaavilaisten keskuudessa - jumala Thor, slaavien keskuudessa - jumala Perun.

Perun on ukkospilvien, ukkonen ja salaman jumala. Runoilija Konstantin Balmont antoi erittäin ilmeikkään muotokuvan Thundereristä:

Perunin ajatukset ovat nopeita,

Mitä ikinä hän haluaa, niin nyt.

Heittää kipinöitä, heittää kipinöitä

Kimaltelevien silmien pupillit.

Perun oli aseistettu nuilla, nuolilla varustetulla jousella (salamot ovat Jumalan heittämiä nuolia) ja kirveellä. Kirvestä pidettiin yhtenä Jumalan tärkeimmistä symboleista.

Perun osoittautuu usein olevan kiinteästi yhteydessä tulen lisäksi veden, puun ja kiven kulttiin. Häntä pidetään taivaallisen tulen esi-isänä, joka laskeutuu maan päälle, antaa elämän. Kevätlämmön tullessa se lannoittaa maata sateilla ja tuo kirkkaan auringon esiin pilvien takaa. Hänen ponnistelunsa ansiosta maailma on joka kerta ikään kuin syntynyt uudelleen.

Slaavit edustivat Perunia ratsastajana, joka laukkaa läpi taivaan hevosen selässä tai ratsastaa vaunuissa. Vaunujen pauhina luulivat ukkonen. Ja myös Perun kuviteltiin keski-ikäiseksi vihaiseksi mieheksi, jolla oli punainen pyörteilevä parta. On huomattava, että punainen parta on ukkosjumalan välttämätön piirre eri kansojen keskuudessa. Erityisesti Skandinavian panteonin Thunderer Thoria pidettiin punapartaisena. Perun tietää varmasti, että hänen hiuksensa olivat kuin ukkospilvi - musta ja hopea. Perunin vaunuja valjastivat siivekkäät orit, valkoiset ja korpit.

Perunin nimi on hyvin vanha. Nykykielelle käännettynä se tarkoittaa "se, joka lyö kovemmin", "murskaava". Perunia pidettiin moraalilain perustajana ja ensimmäisenä totuuden puolustajana.

Ihmiset uskoivat, että Perun, joka kävelee ympäri maailmaa, ottaa mielellään metsäsonni Turan muodon, joten härkää pidettiin Perunin pyhänä eläimenä.

Perunin pyhäköt järjestettiin ulkoilmaan. Ne olivat kukan muotoisia; arkeologien kaivamissa pyhäköissä on yleensä kahdeksan "terälehteä", mutta muinaisina aikoina tutkijoiden mukaan niitä oli kuusi. "Terälehdet" olivat kuoppia, joissa paloi sammumattomat pyhät tulet. Keskellä oli veistoksellinen kuva Perunista. Jumalan kuvan eteen asetettiin alttari, tavallisesti kivisormuksen muodossa. Sinne kasattiin uhreja ja vuodatettiin uhriverta, useimmiten eläinten verta.

Tieteellinen selitys ukkosen ja salaman alkuperästä

Ukkonen tulee salamasta. Se johtuu niistä, että kaikki melu ja rätinä. Ja salama saadaan pilvien törmäyksen vuoksi. Kostea ilma nousee ja muodostuu sadepilviä. Koska yläosassa on kylmä, pisarat muuttuvat jääkiteiksi. Pilvien kiteet hankaavat toisiaan vasten, sähköä syntyy ja salama saadaan - tämä on salama. Salama valaisee taivasta, sen tiellä oleva ilma lämpenee ja laajenee nopeasti. On räjähdysaalto, ja kuulemme ukkonen. Siitä on jopa runo:

Pilvi puhui pilvelle:

Pois tieltä, lentävä höyry!

Etkö näe, että minulla on kiire.

Lennän ja murskaan!

Pilvipilvi vastasi:

Sinun on parasta rullata se itse.

Et pääse pois tieltä - minä

Revin sinut riekaleiksi.

Nauru purskahti vastaukseksi.

Anna tietä? Ei!

Gryan miekkaukkonen -

Ja sano hyvästit päällesi!

Älä huoli, varmuuden vuoksi

Minulla on räjähdepanos.

Taistelen kanssasi

Sähköinen nuoli.

Molemmat pilvet muuttuivat mustiksi

Otsat ovat kuin kiven jyrkät.

Ja kuin kaksi härkää pellolla,

Pilvet törmäsivät taivaalla.

Ympärillä pimeni,

Maailma sulki silmänsä pelosta.

Molemmat pilviä silloin tällöin

Tulinuolien ampuminen

Leikattu kuoliaaksi sapelilla.

Ukkonen vierähti taivaalla

Tärisee ympäriinsä

Se kimaltelee täällä, se kimaltelee siellä -

vittu! - ja taivas puoliksi!

Ja metsät ja pellot vapisevat:

Hajoaako maapallo?

Voiko ukkonen olla ilman salamaa? Ukkosmyrskyn aikana ukkonen ja salama esiintyvät samaan aikaan, mutta ensin näemme salaman ja sitten kuulemme ukkosen. Ukkonen on vain salaman ääni, joka aiheuttaa salaman.

Mikä on oikein: ukkosenjohtimet vai ukkosenjohtimet?

Kumpi on pelottavampaa: ukkonen vai salama?

Todellinen ukkonen ei haittaa. On välttämätöntä pelätä salamaa, joka synnytti sen. Salama on valtava sähkökipinä. Se lentää muutamassa sekunnin murto-osassa useita kilometrejä. Sen tiellä oleva ilma lämpenee välittömästi. Siellä on räjähdys. Siitä lähtevä ääni on ukkonen. Salaman kanssa vitsit ovat huonoja.

Jos hän iskee heinäsuovasta, hän sytyttää sen tuleen, sytyttää tulen. Siksi asuinrakennukset, tehdasputket on suojattu ukkosenjohtimilla. Tämä on sellainen metallitanko. Yksi sen päistä kohoaa rakennusten yläpuolelle, toinen on haudattu maahan. Salama löytää välittömästi lyhyen polun ja ketään tai mitään vahingoittamatta menee maahan. Tottumuksesta sanotaan - ukkosenjohtimet. Mutta se ei ole oikein. Aivan oikein - ukkosenjohtimet.

Omat havainnot ja johtopäätökseni

Tein kesällä havaintoja siitä, mitä merkkejä ukkosmyrskyn alkamisesta voi odottaa, yritin korreloida niitä kansanmerkkeihin.

Analysoin tulokset ja päädyin:

1. Ukkosmyrskyä odotetaan useimmiten pitkäaikaisen helleaallon jälkeen.

2. Ennen ukkosmyrskyä: Aamulla on kuuma ja tukkoista. "Nousee! Tulee ukkosmyrsky", ihmiset sanovat.

Illalla valtava musta pilvi lähestyy taivasta. Se laajenee, kasvaa silmiemme edessä ja roikkuu nyt pahaenteisesti pään yläpuolella. Voimakkaat tuulenpuuskat nostavat maasta pölypylväitä, katkenneita oksia ja poimimaan lehtiä. Hämärä laskeutuu. Salama välähtää kirkkaasti ja sokaisee välittömällä valolla. Ukkonen jylisee korviaan. Ja ylhäältä putoaa vesivirtoja.

3. Ukkosmyrskyn aikana. Kaatosade on tulossa. Ympärillä ei näy mitään. Maahan muodostuu lätäköitä, kaikki kuopat ja syvennykset täyttyvät vedellä. Ne täyttyivät vedellä ja virrat virtasivat. Vähitellen kirkastuu. Sade laantuu. Lempeä aurinko ilmestyy.

4. Ukkosmyrskyn jälkeen.

Tuoreutta ilmassa. Helpotuksen tunne. Iloa sielussa. Lintujen Twitter. Haluan sanoa myrskylle: "Kiitos! Kuinka tuoretta se on! Se ei ole ollenkaan pelottavaa!" Hän ikään kuin kuultuaan kiitollisia sanoja lähettää meille upean sateenkaaren.

Tarkistin joitain kansanmerkkejä. Todella:

1. Hyttyset purevat kovemmin ennen sadetta.

2. Pääskyset lentävät matalalla - sateeseen.

3. Sammakot hyppäävät maassa - ennen sadetta.

4. Linnut hiljenivät - ennen ukkosmyrskyä he odottavat ukkosta.

Ukkosta ja salamaa voi verrata sähköhitsaajan työhön. Hitsattaessa myös kipinä leimahtaa - salama. Ja sen rätinä on kuin ukkonen. Suojakäsineet suojaavat hitsaajaa sellaiselta salamaniskulta, ja mustat lasit suojaavat häntä sokaiselta valolta. Näin myös kuinka hitsaajat työskentelevät kesällä.

Kerran äitini rauta paloi – se kimalteli ja rätisi.

Korjaamattomassa pistorasiassa, kun sähkölaite laitettiin päälle, se myös kimalteli ja rätisi. Papa sanoi, että tämä on myös salama ja ukkonen, vain pieniä, mutta yhtä vaarallisia kuin oikeat.

Säännöt turvalliselle käytökselle ukkosmyrskyn aikana

Kuinka käyttäytyä ukkosmyrskyn aikana?

Luin Leo Tolstoin tarinan "Kuinka ukkosmyrsky sai minut metsässä" Tässä tarinassa kirjailija kertoo tapauksen lapsuudestaan. Kuinka hän meni metsään sieniä ja joutui ukkosmyrskyyn. Hän piiloutui suuren tammen alle, ja salama osui häneen ja murskasi tammen palasiksi. Poika kaatui ja makasi siellä, kunnes myrsky loppui. Ja sitten hän otti sienet ja juoksi kotiin.

Johtopäätös: et voi piiloutua puiden alle ukkosmyrskyn aikana!

Tein säännöt turvalliselle käytökselle ukkosmyrskyn aikana:

1. Jos ukkosmyrsky osui sinut avoimeen paikkaan, makaa maahan, piiloudu kuoppaan tai koloon, juokse suojaan - autoon tai rakennukseen. Loppujen lopuksi salama iskee aina korkeisiin paikkoihin.

2. Jos ukkosmyrsky joutui veteen, mene heti maihin.

Jos salama iskee vesistöihin, voit loukkaantua vakavasti.

3. Ukkosmyrskyn aikana et voi piiloutua vapaasti seisovien puiden alle. Älä piiloudu korkeiden puiden alle. Heihin iskee useimmiten salama.

4. On parasta odottaa myrskyä pensaassa. Salama ei pääse sinne.

Pidin myös kovasti runosta turvallisuussäännöistä ukkosmyrskyn aikana:

Rakastan myrskyä toukokuun alussa,

Kun ensimmäinen kevät ukkonen

Kuin hellästi leikkisi

Kuinka se haisee ämpäriltä kaukaa.

Mutta koko kyläni tietää

Ja kaikki ystäväni tietävät

Mitä on korkeiden puiden alla

Salamalta ei voi piiloutua.

Anna sen mennä kauas kotiin

Mutta me, ystävät, emme pelkää,

Ja minä juoksen lammikolta

Ja piiloudun myrskyltä pensaisiin.

Rakastan toukokuun alun myrskyä.

Anna ukkonen jylinää ja sade sataa

Ja kirkas salama kimaltelee

Hän ei lyö minua!

Kokoelma arvoituksia, kansanmerkkejä ukkosmyrskystä

1. Lähestyi - jyrisi, heitti nuolia kentälle.

Meistä se näytti - se oli katastrofi, kävi ilmi, että se oli veden kanssa.

Nousi ylös ja läikkyi. Paljon peltoa juopui. (Pilvi).

2. Ensin - kiiltoa, kiillon jälkeen - rätintää, rätiksen jälkeen - roiskumista. (Ukonilma).

3. Kova koputus,

huutaa kovaa,

Ja mitä hän sanoo

Kukaan ei ymmärrä

Ja viisaat eivät tiedä. (Ukkonen).

4. Sula nuoli

Tammi kaatui kylän lähelle. (Salama).

5. Kimaltele, jyrinä,

Räpyttää, pelottaa kaikkia. (Ukkosta ja salamointia).

7. Hevonen juoksee, maa vapisee. (Ukkonen).

8. Se koputtaa taivaalla, se kuullaan maan päällä. (Ukkonen).

9. Maa vapisee taivaallisista kolkuista. (Ukkonen).

10. Kotka lentää sinisen taivaan poikki,

Siivet leviävät

Aurinko on himmentynyt. (Pilvi).

11. Ei jalkoja, mutta kävely,

Ei silmiä, mutta itkee. (Pilvi).

12. Ripottelee tulella, roiskuu vedellä. (Ukkospilvi).

13. Kukaan ei näe minua, mutta kaikki kuulevat, ja kaikki voivat nähdä uskollisen kumppanini, mutta kukaan ei kuule. (Ukkosta ja salamointia).

14. Kotkalintu lentää, kantaa tulta hampaissaan, sen keskellä on ihmiskuolema. (Salama).

15. Karhu karjui kaikilla vuorilla, kaikilla merillä. (Ukkonen).

16. Hevonen juoksee, maa vapisee. (Ukkonen).

17. Korppi kurjahti

Sadalle kaupungille

Tuhansille järvelle. (Ukkonen).

18. Vittu - helistin! - nainen ratsastaa vuorilla, koputtaa patulla, murisee koko maailmalle. (Ukkospilvi).

19. Se palaa ilman tulta, lentää ilman siipiä, juoksee ilman jalkoja. (Ukkospilvi).

20. Lintu lentää ilman siipiä,

Voittaa metsästäjän ilman asetta,

Kokki paistaa ilman tulta,

Oinas syö ilman suuta. (Pilvi, ukkonen, aurinko ja maa).

Kansanmerkit:

1. Linnut ovat hiljaa - odota ukkonen.

2. Ankat huutavat vihaisesti, heiluttavat siipiään, sukeltavat - he kutsuvat ukkosmyrskyä.

3. Pääskyset lentävät matalalla - sateeseen, ukkosmyrskyyn.

4. Kiurut pöyhkivät - ollakseen ukkosmyrskyä.

5. Hyttyset purevat tavallista kovemmin yleensä ukkosmyrskyssä.

6. Muurahaiset piiloutuvat koteihinsa - ukkosmyrskyyn.

7. Jos yöllä tähdet tuikkivat voimakkaasti ja aamulla taivas on pilvien peitossa, niin keskipäivällä on ukkosmyrsky.

8. Sammakot kurjuivat ennen sadetta.

9. Sammakot hyppäävät maassa - sateeseen.

10. Ukkosta kuuluu aamulla - sadetta illalla.

11. Salama lännessä - sade perässä.

12. Ukkonen jyrisee pitkään eikä jyrkästi - huonoon säähän; jos se on äkillinen ja lyhyt, se on selvää.

13. Jos ukkonen jyrisee jatkuvasti, tulee rakeita.

14. Jos ukkonen jyrisee kesällä kylmällä sateisella säällä, on odotettavissa pitkää viileää säätä, usein lämpötilan laskun jatkuessa.

15. Vesi tummuu joissa ennen ukkosmyrskyä.

16. Auringon säteet tummenevat - voimakkaaksi ukkosmyrskyksi.

17. Ukkosta aikaisin keväällä - ennen kylmää.

18. Ensimmäinen ukkonen pohjoistuulessa on kylmä kevät, idässä on kuivaa ja lämmintä, etelässä lämmintä, lännessä märkää.

19. Ukkosta syyskuussa - lämmin syksy.

Ukkosmyrskyä ei tarvitse pelätä, mutta ukkosmyrskyn aikana kannattaa olla varovainen. Ilmakehän sähkön purkaukset voivat aiheuttaa suuria vahinkoja kansantaloudelle ja olla hengenvaarallisia, jos varotoimenpiteisiin ei ryhdytä ajoissa. Salamaa on pelättävä, ei ukkonen. Tri. C. W. McEachron, tunnettu amerikkalainen ukkosmyrskyjen asiantuntija, sanoi, että jos kuulet ukkonen, salama ei iske sinuun; jos näet salaman, se ei osu sinuun, ja jos se osuu sinuun, et tiedä siitä.

Joten sain selville, kuinka ukkonen ja salama syntyy ja kumpi on pelottavampi?

Nyt en pelkää ukkosta, ja suojellakseni itseäni salamoilta, noudatan sääntöjä. Päätin: ukkonen ei tarvitse pelätä, salama on vaarallinen.

Hypoteesini vahvistuivat

Venäläiset fyysikot ovat olleet lähellä salaman esiintymismekanismin purkamista ukkosmyrskyn aikana. Oletuksen siitä, kuinka tämä voisi tapahtua, ilmaisi vuonna 1992 kotimainen tiedemies Alexander Gurevich. Mutta vasta äskettäin on tullut mahdolliseksi testata hänen hypoteesiaan kokeellisesti. Salaman muodostumisen ensimmäistä vaihetta tutkitaan parhaillaan.

Siten Lebedevin fyysisen instituutin uusien kiihdyttimien ongelmien laboratoriossa otettiin käyttöön kokeellinen järjestely, jonka avulla on mahdollista tutkia pitkän kipinän muodostumisprosesseja ilmassa - tunnetun lähimmän analogin. ukkosmyrskyn aikana tapahtuva salama. Uuden laitoksen kokeet suoritetaan akateemikko Alexander Gurevichin kehittämän "Theory of Breakdown on Runaway Electrons" määräysten mukaisesti.

Huolimatta siitä, että salama ei ole harvinainen ilmiö (luultavasti kaikki planeettamme asukkaat ovat nähneet sen ainakin kerran elämässään), tämän valtavan ja kauniin luonnonilmiön esiintymismekanismia ei ole toistaiseksi tutkittu käytännössä.

Lisäksi tiedemiesten tieto viittaa siihen, että salamaa ei voi tapahtua ukkosmyrskyn aikana, koska saatavilla olevien tietojen mukaan sähkökentät ukkospilvien lähellä ovat huomattavasti pienemmät kuin mitä tarvitaan sähköpurkausten esiintymiseen. Niitä kuitenkin esiintyy, ja joskus jopa useita minuutissa.

Jo vuonna 1992 venäläinen fyysikko Aleksanteri Gurevitš muotoili niin sanotun "teorian karkaamisesta" yrittäessään jotenkin ratkaista tätä paradoksia. Lyhyesti sanottuna sen olemus on seuraava.

Lukuisat havainnot ja laskelmat ovat osoittaneet, että ilmassa useimpien elektronien keskimääräinen vapaa reitti (eli etäisyys, jonka hiukkanen kulkee kahden ympäröivien molekyylien, atomien ja hiukkasten kanssa tapahtuvan törmäyksen välillä) on noin yksi senttimetri.

On kuitenkin olemassa niin sanottuja nopeita elektroneja, jotka liikkuvat lähellä valonnopeutta. Vastaavasti niillä on vapaa polku 100 kertaa suurempi, eli noin metri.

Gurevich ehdotti, että jos nämä suurella nopeudella ryntäsivät nopeat elektronit (niitä kutsutaan karaajoiksi elektroneiksi), jotka törmäävät ilmamolekyyleihin, niin jälkimmäisestä vapautuu useita lisää samoja nopeita elektroneja. Siten useat "pioneerit" stimuloivat toissijaisten karanneiden elektronien lauman ilmaantumista. Niitä puolestaan ​​myös kenttä kiihdyttää.

Seurauksena on eksponentiaalisesti kasvava karanneiden elektronien lumivyöry, jonka mukana myös hitaiden (termisten) elektronien määrä kasvaa. Ne myös sinkoutuvat nopeiden elektronien ja molekyylien törmäysten seurauksena. Tämä tilanne muistuttaa dominoista koostuvan rivin putoamista, ainoa ero on, että tässä tapauksessa jotkut pelimerkit putoavat hitaasti eivätkä kosketa toisia, ja jotkut putoavat nopeasti pudottamalla naapureitaan.

Oletetaan, että kaiken tämän pitäisi johtaa väliaineen sähkönjohtavuuden nopeaan kasvuun (joka, kuten tiedämme, kasvaa vapaiden varauksenkuljettajien pitoisuuden kasvaessa). Tuloksena on ilmiö, jota fyysikot kutsuvat "sähkökirkoksi".

Muuten, samanlainen ilmiö on tuttu jokaiselle autoilijalle - polttomoottorin kynttilässä oleva ilma-polttoaineseoksen hajoaminen mahdollistaa moottorin käynnistämisen (tässä tilanteessa sitä kutsutaan yleensä ns. kipinä"). Hajoamisen aikana keskimääräisellä vapaalla reitillä oleva varauksenkantaja saa energiaa, joka riittää ionisoimaan kidehilan tai kaasun molekyylit.

Tämä ionisaatio tapahtuu, kun hiukkaset sieppaavat niistä elektroneja, joita ilman molekyylit muuttuvat positiivisesti varautuneiksi ioneiksi. Ulosheitetyistä elektroneista tulee vuorostaan ​​myös vapaita varauksenkuljettajia, jotka muodostavat pääosan kokonaisvirtaan.

Vika itsessään ei kuitenkaan ole vielä salamannopea. Tämän ilmiön seurauksena muodostuu kuitenkin usean kilometrin kerros johtavaa plasmaa. Mutta se pystyy jo luomaan saman salamapurkauksen, jota kutsumme salamaksi.

Gurevichin tekemät laskelmat osoittivat, että ilmakehässä häiriö voi tapahtua paljon pienemmällä sähkökentän voimakkuudella kuin mitä normaaliin rikkoutumiseen vaaditaan (kuten mitä tapahtuu auton kynttilöiden päällä).

Siten yhden ilmakehän paineella kynnyskenttä tavalliselle läpilyönnille on 23 kV/cm ja ylilyönnille 2,16 kV/cm. Osoittautuu, että karanneet elektronit voivat hyvinkin luoda kaikki tämän ilmiön esiintymiseen tarvittavat olosuhteet.

Mutta mistä ensimmäiset karanneet elektronit tulevat? Tiedemies ehdotti, että ne ilmestyvät kosmisen säteilyn vaikutuksesta. Yläilmakehässä se ionisoi ilmamolekyylejä vapauttaen pienen määrän karkaavia elektroneja, jotka putoavat ukkosmyrskyalueelle aiheuttavat hajoamisen.

Muuten, tässä tapauksessa pitäisi tapahtua voimakkaita röntgensäteilyn välähdyksiä. Ja kuten lentokoneilla ja ilmapalloilla tehdyissä kokeissa saadut tiedot osoittavat, tämä todella tapahtuu (ensimmäinen tällainen salama ukkosmyrskyn aikana tallennettiin jo vuonna 1960, mutta silloin kukaan ei osannut selittää, mistä se tuli).

Viimeisen vuosisadan lopulla - tämän vuosisadan alussa Lebedevin fyysisen instituutin Tien Shanin korkean vuoren tieteellisellä asemalla suoritetut kenttäkokeet näyttivät vahvistavan tämän teorian. Nyt on kuitenkin mahdollista tutkia tätä mekanismia laboratoriossa.

Totta, tutkijat ilmoittivat heti, että kukaan ei aio vielä luoda keinotekoista salamaa. . "Tehtävämme ei ole simuloida salamaa, koska se on monivaiheinen prosessi, vaan sen alkuvaihe, eli ennen rikkoutumista", sanoo tohtori Alexander Oginov. Tämä on kuitenkin erittäin mielenkiintoista myös tutkijoille.

Venäjän tiedeakatemian fysiikan instituutin ja Venäjän tiedeakatemian Siperian sivuliikkeen suurvirtaelektroniikan instituutin (Tomsk) henkilökunta loi kokeellisen järjestelyn korkean ilmakehän purkauksen analogin mallintamiseksi. elektronisessa relativistisessa generaattorissa, joka sisältää pulssijännitegeneraattorin.

Sitä voidaan käyttää havaitsemaan karanneiden elektronien läsnäolo ilmassa. Tiedemiehet tutkivat heidän käyttäytymistään, selvittävät tärkeimmät ominaisuudet ja tarkkailevat niiden vaikutusta ympäröivän ilman molekyyleihin.

"Nyt on kokeellisen tiedon keruuvaihe meneillään, mutta uusia mielenkiintoisia tuloksia on jo saatu. Suunnitelmissa on saada ei tilastollinen, vaan dynaaminen vaikutus, eli ei jäädä odottamaan "siemenen" ilmaantumista. elektroni, vaan oppia luomaan se.

Ja sitten, injektoimalla elektronien siemensäteen, toivon, että havaitsemme yksiselitteisesti vahvistuksen. Ja näin ollen vahvistamme teorian päätelmien mukaisesti karaavien elektronien hajoamisen mahdollisuuden”, Aleksanteri Oginov kommentoi kokeiden tuloksia.