A cada segundo, aproximadamente 700 relâmpagos, e todos os anos cerca de 3000 pessoas são mortas por relâmpagos. A natureza física do relâmpago não foi totalmente explicada, e a maioria das pessoas tem apenas uma ideia aproximada do que é. Algumas descargas colidem nas nuvens, ou algo assim. Hoje nos voltamos para nossos autores de física para aprender mais sobre a natureza dos raios. Como os relâmpagos aparecem, onde os relâmpagos caem e por que os trovões ressoam. Depois de ler o artigo, você saberá a resposta para essas e muitas outras perguntas.

O que é relâmpago

Raio- faísca descarga elétrica na atmosfera.

Descarga elétrica- este é o processo de fluxo de corrente no meio, associado a um aumento significativo em sua condutividade elétrica em relação ao estado normal. Existem diferentes tipos de descargas elétricas no gás: fagulha, arco, fumegante.

A descarga de faísca ocorre à pressão atmosférica e é acompanhada por uma faísca característica. Uma descarga de faísca é uma coleção de canais de faísca filamentosos desaparecendo e substituindo uns aos outros. Os canais Spark também são chamados serpentinas. Os canais de faísca são preenchidos com gás ionizado, ou seja, plasma. O relâmpago é uma faísca gigante, e o trovão é um estalo muito alto. Mas nem tudo é tão simples.

A natureza física do raio

Como se explica a origem dos raios? Sistema terra-nuvem ou nuvem-nuvemé um tipo de capacitor. O ar desempenha o papel de um dielétrico entre as nuvens. A parte inferior da nuvem tem uma carga negativa. Com uma diferença de potencial suficiente entre a nuvem e o solo, surgem condições nas quais os raios ocorrem na natureza.

Líder escalonado

Antes do relâmpago principal, você pode observar um pequeno ponto se movendo da nuvem para o solo. Este é o chamado líder passo. Os elétrons sob a ação de uma diferença de potencial começam a se mover em direção ao solo. À medida que se movem, colidem com moléculas de ar, ionizando-as. Um canal ionizado está sendo colocado da nuvem para o solo. Devido à ionização do ar por elétrons livres, a condutividade elétrica na zona da trajetória do líder aumenta significativamente. O líder, por assim dizer, abre caminho para a descarga principal, movendo-se de um eletrodo (nuvem) para outro (terra). A ionização ocorre de forma desigual, de modo que o líder pode se ramificar.

Sair pela culatra

No momento em que o líder se aproxima do chão, a tensão em sua extremidade aumenta. Do solo ou de objetos salientes acima da superfície (árvores, telhados de edifícios), uma serpentina de resposta (canal) é lançada em direção ao líder. Esta propriedade dos raios é usada para protegê-los instalando um pára-raios. Por que um raio atinge uma pessoa ou uma árvore? Na verdade, ela não se importa onde acertar. Afinal, o raio está procurando o caminho mais curto entre a terra e o céu. É por isso que durante uma tempestade é perigoso estar na planície ou na superfície da água.

Quando o líder atinge o solo, uma corrente começa a fluir pelo canal colocado. É neste momento que o relâmpago principal é observado, acompanhado por um aumento acentuado na força da corrente e na liberação de energia. Aqui fica a pergunta, de onde vem o raio?É interessante que o líder se espalhe da nuvem para o solo, mas o flash brilhante reverso, que estamos acostumados a ver, se espalha do solo para a nuvem. É mais correto dizer que o relâmpago não vai do céu à terra, mas ocorre entre eles.

Por que o raio cai?

O trovão é o resultado de uma onda de choque gerada pela rápida expansão dos canais ionizados. Por que vemos o relâmpago primeiro e depois ouvimos o trovão?É tudo sobre a diferença nas velocidades do som (340,29 m/s) e da luz (299.792.458 m/s). Ao contar os segundos entre o trovão e o relâmpago e multiplicá-los pela velocidade do som, você pode descobrir a que distância o raio atingiu você.

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Tipos de relâmpagos e fatos sobre relâmpagos

O relâmpago entre o céu e a terra não é o relâmpago mais comum. Na maioria das vezes, os raios ocorrem entre nuvens e não representam uma ameaça. Além dos relâmpagos terrestres e intranuvens, existem relâmpagos que se formam na atmosfera superior. Quais são os tipos de raios na natureza?

• Relâmpagos intra-nuvem;
• Bola de iluminação;
• "Elfos";
• Jatos;
• Sprites.

Os três últimos tipos de raios não podem ser observados sem instrumentos especiais, pois se formam a uma altitude de 40 quilômetros ou mais.

Aqui estão os fatos sobre raios:

• O comprimento do relâmpago mais longo registrado na Terra foi 321 km. Este relâmpago foi visto em Oklahoma, 2007.
• O raio mais longo durou 7,74 segundos e foi registrado nos Alpes.
• O relâmpago é formado não apenas em Terra. Saiba exatamente sobre raios em Vênus, Júpiter, Saturno e Urano. O raio de Saturno é milhões de vezes mais poderoso que o da Terra.
• A corrente em um raio pode chegar a centenas de milhares de amperes e a tensão pode chegar a bilhões de volts.
• A temperatura do canal do raio pode atingir 30000 graus Celsius é 6 vezes a temperatura da superfície do sol.

Bola fogo

O relâmpago de bola é um tipo separado de relâmpago, cuja natureza permanece um mistério. Tal relâmpago é um objeto luminoso que se move no ar na forma de uma bola. De acordo com as evidências limitadas, os raios esféricos podem se mover ao longo de uma trajetória imprevisível, dividir-se em raios menores, explodir ou simplesmente desaparecer inesperadamente. Existem muitas hipóteses sobre a origem do raio esférico, mas nenhuma pode ser reconhecida como confiável. O fato é que ninguém sabe como o relâmpago da bola aparece. Algumas hipóteses reduzem a observação desse fenômeno a alucinações. Raios de bola nunca foram observados em laboratório. Todos os cientistas podem se contentar com os relatos de testemunhas oculares.

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Em 1992, o físico russo Alexander Gurevich do Instituto de Física. PN Lebedev RAS sugeriu que os raios são causados ​​por raios cósmicos que entram na atmosfera da Terra.

Não, claro, todos nós já ouvimos falar da hipótese de Benjamin Franklin de que o raio é uma descarga que ocorre entre as nuvens e a superfície da Terra simplesmente por causa da diferença em suas cargas. Este conceito, no entanto, tem um ponto bastante fraco. Para que ocorra uma descarga, é necessário que haja muita diferença de cargas entre as nuvens e a superfície (ou nuvens vizinhas). Como se verificou a partir das informações recebidas pelos balões meteorológicos na década de 1990, na prática não há mais de um décimo dessa diferença. No entanto, o relâmpago parece ainda acontecer. Então para quê?

Alexander Gurevich e Co. acreditam que partículas de alta energia na atmosfera desencadeiam um processo chamado de quebra de elétrons descontrolados (RTE). E o "gatilho" do PUE são os raios cósmicos. Esses fluxos de partículas carregadas, principalmente prótons, gerados por explosões de supernovas distantes (e outros processos), entrando na atmosfera e colidindo com os núcleos de átomos de ar, causam um processo semelhante a uma avalanche de formação de elétrons livres com energia significativa (extensão de ar chuveiros).

Campos elétricos em nuvens de tempestade aceleram elétrons a velocidades próximas da luz. Outras colisões de elétrons com átomos de ar dão origem a elétrons livres adicionais, bem como raios-X e radiação gama ("relâmpago escuro", sobre o qual "KL" não se cansa de escrever), transformando-se em fios de descargas elétricas - serpentinas, canais bem condutores, após a fusão dos quais surge o canal ionizado térmico com alta condutividade (também conhecido como líder de relâmpago escalonado).

Em teoria, tudo parece muito harmonioso: RB aparece na atmosfera em um campo elétrico constante, uma ordem de grandeza menor do que o campo de ruptura normal, ou seja, na presença de raios cósmicos, os campos elétricos atmosféricos observados são finalmente suficientes para explicar o fenômeno do relâmpago escuro e sua contraparte visível.

Mas até muito recentemente, tudo isso permaneceu apenas uma teoria: não havia nenhuma evidência concreta de que eram os raios cósmicos os responsáveis ​​pelo início da quebra de elétrons descontrolados.

Infelizmente, acabou sendo bastante difícil reproduzir esses processos em laboratório, e o ponto não é apenas que isso requer uma tensão de 10 milhões de volts. Há muito se sabe que os raios cósmicos que entram na atmosfera da Terra geram pulsos de rádio e, durante as tempestades, há mais pulsos de rádio com parâmetros semelhantes do que quando não há tempestades.

Para verificar a hipótese com observações, Alexander Gurevich e Anatoly Karashtin, do Instituto de Pesquisa de Radiofísica (Nizhny Novgorod), analisaram dados de interferômetros de rádio obtidos durante 3.800 relâmpagos sobre a Rússia e o Cazaquistão. Como os interferômetros de rádio permitem que as ondas de rádio que registram sejam vinculadas a direções específicas, os cientistas conseguiram correlacionar inequivocamente centenas e até milhares de pulsos de rádio curtos e fortes com momentos imediatamente anteriores aos relâmpagos. Além disso, descobriu-se que os parâmetros específicos dos pulsos de rádio coincidem com as características teoricamente previstas de sua geração por raios cósmicos.

Então o que, ao que parece, as observações explicaram tudo? De fato, embora tenha sido confirmado que os raios cósmicos desempenham o papel de uma "semente" para os relâmpagos escuros e comuns, uma importante ambiguidade permanece. Sobre a Rússia e o Cazaquistão, simplesmente não há raios cósmicos suficientes com as energias necessárias para gerar o "colapso" observado de relâmpagos.

Para explicar essa "inconsistência", os físicos analisaram a natureza da possível interação das ondas registradas por radiointerferômetros com gotas de água e granizo (hidrometeoros). Descobriu-se que quando elétrons de baixa energia que acompanham elétrons livres de alta energia passam por gotas e granizo na atmosfera, uma série de micro-descargas é lançada, amplificando radicalmente tanto o campo elétrico na área onde o futuro raio ocorre, quanto o pulso de rádio, posteriormente gravado por dispositivos.

Acima: frequência dos raios cósmicos que atingem a atmosfera da Terra. Abaixo: frequência de relâmpagos por unidade de área. Vê-se claramente que os raios cósmicos por si só não são suficientes para gerar raios: eles precisam de interação com gotas de água.

Mesmo 250 anos atrás, o famoso cientista americano e figura pública Benjamin Franklin estabeleceu que o relâmpago é uma descarga elétrica. Mas até agora, não foi possível revelar plenamente todos os segredos que os raios guardam: é difícil e perigoso estudar esse fenômeno natural.

(20 fotos de relâmpagos + vídeo de relâmpagos em câmera lenta)

Dentro da nuvem

Você não pode confundir uma nuvem de tempestade com uma nuvem comum. Sua cor sombria e chumbo é explicada por sua grande espessura: a borda inferior dessa nuvem fica a uma distância de não mais de um quilômetro acima do solo, enquanto a superior pode atingir uma altura de 6 a 7 quilômetros.

O que está acontecendo dentro dessa nuvem? O vapor de água que compõe as nuvens congela e existe como cristais de gelo. As correntes ascendentes de ar provenientes do solo aquecido carregam pequenos pedaços de gelo para cima, forçando-os a colidir constantemente com os grandes que se acomodam.

A propósito, no inverno a terra aquece menos e, nesta época do ano, praticamente não há correntes ascendentes poderosas. Portanto, as tempestades de inverno são extremamente raras.

No processo de colisões, os blocos de gelo ficam eletrificados, assim como acontece quando vários objetos são esfregados uns contra os outros, por exemplo, pentes contra cabelos. Além disso, pequenos pedaços de gelo adquirem uma carga positiva e os grandes - uma carga negativa. Por esta razão, a parte superior da nuvem formadora de raios adquire uma carga positiva e a parte inferior adquire uma carga negativa. Há uma diferença de potencial de centenas de milhares de volts a cada metro de distância - tanto entre a nuvem e o solo quanto entre partes da nuvem.

Desenvolvimento de raios

O desenvolvimento do relâmpago começa com o fato de que em algum lugar da nuvem aparece um foco com uma concentração aumentada de íons - moléculas de água e gases que compõem o ar, dos quais os elétrons foram retirados ou aos quais foram adicionados elétrons.

De acordo com algumas hipóteses, tal centro de ionização é obtido devido à aceleração de elétrons livres no campo elétrico, que estão sempre presentes no ar em pequenas quantidades, e sua colisão com moléculas neutras, que são imediatamente ionizadas.

De acordo com outra hipótese, o impulso inicial é causado pelos raios cósmicos, que penetram a todo momento em nossa atmosfera, ionizando as moléculas de ar.

O gás ionizado serve como um bom condutor de eletricidade, então a corrente começa a fluir através das áreas ionizadas. Além disso - mais: a corrente que passa aquece a área de ionização, causando cada vez mais partículas de alta energia que ionizam áreas próximas - o canal do raio se espalha muito rapidamente.

Siga o Mestre

Na prática, o desenvolvimento do relâmpago ocorre em várias etapas. Primeiro, a ponta do canal condutor, chamado de "líder", move-se em saltos de várias dezenas de metros, cada vez mudando ligeiramente de direção (isso faz com que o relâmpago se torne tortuoso). Além disso, a velocidade de avanço do “líder” pode, em alguns momentos, chegar a 50 mil quilômetros em um único segundo.

No final, o "líder" atinge o solo ou outra parte da nuvem, mas esse ainda não é o estágio principal do desenvolvimento do raio. Depois que o canal ionizado, cuja espessura pode atingir vários centímetros, é "perfurado", partículas carregadas correm ao longo dele a uma velocidade tremenda - até 100 mil quilômetros em apenas um segundo, é o próprio raio.

A corrente no canal é de centenas e milhares de amperes, e a temperatura dentro do canal, ao mesmo tempo, chega a 25 mil graus - é por isso que o relâmpago dá um flash tão brilhante, visível a dezenas de quilômetros de distância. E quedas instantâneas de temperatura, milhares de graus, criam as quedas mais fortes na pressão do ar, propagando-se na forma de uma onda sonora - trovão. Este estágio dura um tempo muito curto - milésimos de segundo, mas a energia que é liberada durante isso é enorme.

estágio final

No estágio final, a velocidade e a intensidade do movimento das cargas no canal diminuem, mas ainda permanecem suficientemente grandes. É esse momento que é mais perigoso: a etapa final pode durar apenas décimos (e ainda menos) de segundo. Esse impacto de longo prazo em objetos no solo (por exemplo, em árvores secas) geralmente leva a incêndios e destruição.

Além disso, como regra, o assunto não se limita a uma categoria - novos “líderes” podem se mover pelo caminho batido, causando descargas repetidas no mesmo local, chegando a várias dezenas.

Apesar do fato de que o relâmpago é conhecido pela humanidade desde o aparecimento do próprio homem na Terra, ainda não foi totalmente estudado até o momento.

Aprenda: O que é trovão? O que é relâmpago?

Pode haver trovão sem relâmpago e vice-versa, relâmpago sem trovão?

Pode haver uma tempestade em outras épocas do ano, como no inverno?

Como trovões e relâmpagos afetam a psique humana?

Como os sinais populares sobre uma tempestade correspondem à realidade?

Objetivo do artigo:

Descubra a origem do trovão e do relâmpago e descubra o que é mais assustador e perigoso - trovão ou relâmpago?

Verifique a conformidade dos sinais populares sobre uma tempestade

Encontre informações científicas sobre a origem dos raios e trovões;

Encontre sinais populares sobre esses fenômenos naturais;

Observe: por que há uma tempestade, como ela passa; seu impacto na condição do homem e dos animais; estado de natureza após uma tempestade;

Tire suas próprias conclusões.

Hipóteses:

1. Se o tempo estiver quente por vários dias, certamente haverá uma tempestade.

2. A aproximação de uma tempestade é sentida por animais e pássaros.

3. O relâmpago é uma carga elétrica muito grande, por isso é perigoso para a vida humana.

Produto de pesquisa:

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Métodos de pesquisa:

Análise da literatura, observações

Não damos muita importância a muitos fenômenos naturais, tomando-os como garantidos. Mas a tempestade, aparentemente, não deixa indiferente nenhuma pessoa na terra.

Muitas pessoas têm medo de uma tempestade, especialmente quando ela passa diretamente em cima, quando todo o céu está em relâmpagos e trovões ribombam.

Sempre fico com muito medo quando há uma tempestade.

Um dia, voltando do sul de carro, fomos pegos por uma forte tempestade. Era um dia quente de julho. Estava muito abafado. De repente as nuvens começaram a se juntar, o trovão foi ouvido. A chuva caiu. Foi muito assustador. Continuamos dirigindo sob a chuva torrencial. Eu tinha muito medo de trovão. Quando o trovão atinge, parece que a terra se dividiu. Por que ele está trovejando? O que causa o trovão? Fiquei interessado em aprender sobre isso.

Sobre uma tempestade na mitologia antiga

O deus mais importante dos antigos gregos - Zeus - também era o deus do relâmpago e do trovão. Ele foi chamado de trovão, o criador de nuvens. Zeus franze as sobrancelhas - e as nuvens estão se reunindo. Com raiva, ele ataca com relâmpagos, assusta com trovões.

O deus romano do trovão era Júpiter. Como os antigos gregos Zeus, os romanos consideravam Júpiter o deus principal. Entre os hindus, o deus do trovão era o deus Indra, entre os escandinavos - o deus Thor, entre os eslavos - o deus Perun.

Perun é o deus das nuvens de trovão, trovões e relâmpagos. Um retrato muito expressivo do Thunderer foi dado pelo poeta Konstantin Balmont:

Os pensamentos de Perun são rápidos,

O que ele quiser, então agora.

Lança faíscas, lança faíscas

Das pupilas de olhos brilhantes.

Perun estava armado com um porrete, um arco com flechas (os relâmpagos são flechas que Deus lançou) e um machado. O machado era considerado um dos principais símbolos de Deus.

Perun muitas vezes acaba por estar intimamente ligado, além do fogo, com o culto da água, madeira e pedra. Ele é considerado o ancestral do fogo celestial, que, descendo à terra, dá vida. Com o início do calor da primavera, fertiliza a terra com chuvas e traz o sol claro por trás das nuvens. Através de seus esforços, o mundo é cada vez como se tivesse nascido de novo.

Os eslavos representavam Perun na forma de um cavaleiro galopando pelos céus a cavalo ou montando uma carruagem. O rugido das pessoas da carruagem confundiu com trovão. E também Perun foi imaginado como um homem raivoso de meia-idade com uma barba ruiva. Note-se que uma barba ruiva é uma característica indispensável do Deus do Trovão entre vários povos. Em particular, o Thunderer Thor no panteão escandinavo era considerado ruivo. Perun sabe com certeza que seu cabelo era como uma nuvem de tempestade - preto e prata. A carruagem de Perun foi atrelada por garanhões alados, brancos e corvos.

O próprio nome de Perun é muito antigo. Traduzido para a linguagem moderna, significa "Aquele que bate mais forte", "esmagando". Perun foi considerado o fundador da lei moral e o primeiro defensor da Verdade.

As pessoas acreditavam que Perun, andando pelo mundo, voluntariamente toma a forma de um touro da floresta Tura, então o touro era considerado um animal sagrado de Perun.

Os santuários de Perun foram dispostos ao ar livre. Eram em forma de flor; nesses santuários que foram escavados por arqueólogos, geralmente há oito "pétalas", mas nos tempos antigos, segundo os cientistas, havia seis. "Pétalas" eram poços nos quais queimavam fogos sagrados inextinguíveis. No meio havia uma imagem escultórica de Perun. Um altar foi colocado em frente à imagem de Deus, geralmente na forma de um anel de pedra. As oferendas eram empilhadas ali e sangue sacrificial era derramado: na maioria das vezes, sangue de animais.

Explicação científica da origem do trovão e do relâmpago

O trovão vem do relâmpago. É por causa deles que todo o barulho e crepitação. E o relâmpago é obtido devido à colisão de nuvens. O ar úmido sobe e as nuvens de chuva se formam. Como está frio no topo, as gotículas se transformam em cristais de gelo. Os cristais nas nuvens se esfregam, a eletricidade é gerada e um flash é obtido - isso é um relâmpago. O céu é iluminado por relâmpagos, o ar em seu caminho é aquecido e se expande rapidamente. Há uma onda de choque, e ouvimos trovões. Tem até um poema sobre isso:

A nuvem falou com a nuvem:

Saia do caminho, vapor voador!

Não vê que estou com pressa.

Eu vou voar e esmagar!

Nuvem nuvem respondeu:

É melhor você rolar sozinho.

Você não vai sair do caminho - eu

Eu vou te rasgar em pedaços.

Risos explodiram em resposta.

Ceder? Não!

trovão de sabre de gryan -

E diga adeus à sua cabeça!

Não se preocupe, apenas no caso

Eu tenho uma carga explosiva.

eu vou lutar com você

Flecha elétrica.

Ambas as nuvens ficaram pretas

As testas são como penhascos de pedra.

E, como dois touros em um campo,

Nuvens colidiram no céu.

Tudo ao redor escurecido,

O mundo fechou os olhos com medo.

Ambas as nuvens agora e depois

Atirando flechas de fogo

Cortado até a morte com sabres.

Trovão rolou pelo céu

Agitando ao redor

Brilha aqui, brilha ali...

Porra! - e o céu ao meio!

E as florestas e os campos estremecem:

A terra se partirá?

Pode haver trovão sem relâmpago? Durante uma tempestade, trovões e relâmpagos ocorrem ao mesmo tempo, mas primeiro vemos o relâmpago e depois ouvimos o trovão. O trovão é apenas o som do relâmpago que causa o relâmpago.

O que é certo: pára-raios ou pára-raios?

O que é mais assustador: trovão ou relâmpago?

O trovão real não faz mal. É preciso ter medo do relâmpago que lhe deu origem. O relâmpago é uma faísca elétrica enorme. Em questão de frações de segundo, ele voa vários quilômetros. O ar em seu caminho é instantaneamente aquecido. Há uma explosão. O som dele é trovão. Com relâmpagos as piadas são ruins.

Se ele bater em um palheiro, ele vai incendiá-lo, iniciar um incêndio. Portanto, edifícios residenciais, tubos de fábrica são protegidos por pára-raios. Esta é uma haste de metal. Uma de suas extremidades se eleva acima dos edifícios, a outra está enterrada no solo. O relâmpago imediatamente encontra um caminho curto e, sem prejudicar ninguém nem nada, vai para o chão. Por hábito, as pessoas dizem - pára-raios. Mas não está certo. Isso mesmo - pára-raios.

Minhas observações e conclusões

No verão, fiz observações sobre quais sinais se pode esperar do início de uma tempestade, tentei correlacioná-los com os sinais folclóricos.

Analisei os resultados e concluí:

1. Uma tempestade é geralmente esperada após uma onda de calor prolongada.

2. Antes de uma tempestade: Está quente e abafado pela manhã. “Sobe! Haverá uma tempestade”, dizem as pessoas.

À noite, uma enorme nuvem negra está se aproximando do céu. Ele se expande, cresce diante de nossos olhos e agora paira ameaçadoramente no alto. Rajadas de vento forte levantam colunas de poeira do chão, galhos quebrados e folhas arrancadas. O crepúsculo está caindo. Relâmpagos brilham intensamente, cegando com luz instantânea. O trovão ronca ensurdecedor. E de cima, córregos de água caem.

3. Durante uma tempestade. A chuva torrencial está chegando. Nada é visível ao redor. Poças se formam no chão, todos os poços e depressões são preenchidos com água. Eles transbordaram com água e córregos fluíram. Gradualmente ilumina. A chuva diminui. O sol suave aparece.

4. Depois de uma tempestade.

Frescura no ar. Sensação de alívio. Alegria na alma. Twitter dos pássaros. Quero dizer à tempestade: “Obrigado! Como é fresco! Não é nada assustador!" Ela, como se, tendo ouvido palavras de agradecimento, nos enviasse um arco-íris maravilhoso.

Verifiquei alguns sinais folclóricos. Sério:

1. Os mosquitos picam com mais força antes de chover.

2. Andorinhas voam baixo - para a chuva.

3. Sapos saltam em terra - antes da chuva.

4. Os pássaros ficaram em silêncio - antes de uma tempestade, eles estão esperando o trovão.

Trovões e relâmpagos podem ser comparados ao trabalho de um soldador elétrico. Ao soldar, uma faísca também acende - um relâmpago. E o crepitar dele é como um trovão. Luvas de lona protegem o soldador de tal relâmpago, e óculos escuros o protegem da luz ofuscante. Também vi como os soldadores trabalham no verão.

Uma vez que o ferro da minha mãe queimou - ele brilhou e estalou.

Em uma tomada não corrigida, quando o aparelho elétrico foi ligado, ele também brilhou e estalou. Papai disse que isso também é relâmpago e trovão, apenas pequenos, mas tão perigosos quanto os reais.

Regras para comportamento seguro durante uma tempestade

Como se comportar durante uma tempestade?

Li a história de Leo Tolstoy "Como uma tempestade me pegou na floresta" Nesta história, o autor conta um incidente de sua infância. Como ele foi para a floresta pegar cogumelos e foi pego em uma tempestade. Ele se escondeu sob um grande carvalho, e um raio o atingiu e esmagou o carvalho em pedaços. O menino caiu e ficou ali até a tempestade acabar. E então ele pegou os cogumelos e correu para casa.

Conclusão: você não pode se esconder debaixo das árvores durante uma tempestade!

Eu inventei as regras de comportamento seguro durante uma tempestade:

1. Se uma tempestade o pegou em um local aberto, deite-se no chão, esconda-se em um buraco ou buraco, corra para um abrigo - um carro ou um prédio. Afinal, raios sempre atingem lugares altos.

2. Se uma tempestade o pegar na água, desembarque imediatamente.

Se um raio atingir um corpo de água, você pode se ferir gravemente.

3. Durante uma tempestade, você não pode se esconder sob árvores independentes. Não se esconda sob árvores altas. Eles são mais frequentemente atingidos por raios.

4. É melhor esperar a tempestade passar no mato. O relâmpago não chegará lá.

Também gostei muito do poema sobre regras de segurança durante uma tempestade:

Eu amo a tempestade no início de maio,

Quando o primeiro trovão da primavera

Como se estivesse tocando suavemente

Como cheira a um balde de longe.

Mas toda a minha aldeia sabe

E todos os meus amigos sabem

O que está sob as árvores altas

Você não pode se esconder dos raios.

Deixe ir longe para casa

Mas nós, amigos, não temos medo,

E eu estou fugindo da lagoa

E me escondo da tempestade nos arbustos.

Eu amo a tempestade no início de maio.

Deixe o trovão ribombar e a chuva cair

E relâmpagos brilhantes brilham

Ela não vai me bater!

Coleção de enigmas, sinais folclóricos sobre uma tempestade

1. Aproximou-se - retumbou, jogou flechas no campo.

Pareceu-nos - foi um desastre, acabou que estava com água.

Subiu e derramou. Muitas terras aráveis ​​ficaram bêbadas. (Nuvem).

2. Primeiro - brilho, depois brilho - crepitação, depois crepitação - respingo. (Trovoada).

3. Batendo alto,

gritando alto,

E o que ele diz

Ninguém entende

E os sábios não sabem. (Trovão).

4. Flecha Derretida

O carvalho caiu perto da aldeia. (Raio).

5. Brilhar, ressoar,

Pisque, assuste todo mundo. (Trovão e relâmpago).

7. O cavalo está correndo, a terra está tremendo. (Trovão).

8. Baterá no céu, será ouvido na terra. (Trovão).

9. A terra treme com as batidas celestiais. (Trovão).

10. Uma águia voa pelo céu azul,

Asas se espalham

O sol escureceu. (Nuvem).

11. Sem pernas, mas andando,

Sem olhos, mas chorando. (Nuvem).

12. Polvilha com fogo, salpica com água. (Trovão).

13. Ninguém me vê, mas todos ouvem, e todos podem ver meu fiel companheiro, mas ninguém ouve. (Trovão e relâmpago).

14. Um pássaro águia voa, carrega fogo em seus dentes, no meio dele está a morte humana. (Raio).

15. O urso rugiu sobre todas as montanhas, sobre todos os mares. (Trovão).

16. O cavalo está correndo, a terra está tremendo. (Trovão).

17. Corvo grasnou

Para cem cidades

Por mil lagos. (Trovão).

18. Porra - chocalho! - uma mulher cavalga nas montanhas, bate com um batog, resmunga para o mundo inteiro. (Trovão).

19. Arde sem fogo, voa sem asas, corre sem pernas. (Trovão).

20. Um pássaro voa sem asa,

Derrota um caçador sem arma,

A cozinheira frita sem fogo,

O carneiro come sem boca. (nuvem, trovão, sol e terra).

Sinais populares:

1. Os pássaros estão em silêncio - espere o trovão.

2. Os patos gritam com raiva, batem as asas, mergulham - eles chamam uma tempestade.

3. Andorinhas voam baixo - para chover, para uma tempestade.

4. Cotovias afofaram - para ser uma tempestade.

5. Os mosquitos picam com mais força do que o habitual geralmente por uma tempestade.

6. As formigas se escondem em suas casas - para uma tempestade.

7. Se à noite as estrelas brilham fortemente, e de manhã o céu está coberto de nuvens, então ao meio-dia haverá uma tempestade.

8. As rãs coaxaram antes da chuva.

9. Sapos pulam em terra - para a chuva.

10. O trovão é ouvido pela manhã - chuva à noite.

11. Relâmpagos no oeste - chuva seguindo.

12. O trovão ronca por um longo tempo e não bruscamente - ao mau tempo; se for abrupto e curto, ficará claro.

13. Se o trovão ressoar continuamente, haverá granizo.

14. Se o trovão ressoar durante o tempo frio e chuvoso no verão, deve-se esperar um tempo frio longo, muitas vezes com uma queda adicional na temperatura.

15. A água escurece nos rios antes de uma tempestade.

16. Os raios do sol escurecem - para uma forte tempestade.

17. Trovão no início da primavera - antes do frio.

18. O primeiro trovão no vento norte é uma primavera fria, no leste é seco e quente, no sul é quente, no oeste é úmido.

19. Trovão em setembro - outono quente.

Não é necessário ter medo de uma tempestade, mas é necessário ter cuidado durante uma tempestade. As descargas de eletricidade atmosférica podem causar grandes danos à economia nacional e colocar em risco a vida se as precauções não forem tomadas em tempo hábil. O relâmpago deve ser temido, não o trovão. O Dr. C. W. McEachron, um conhecido especialista americano em tempestades, disse que se você ouvir um trovão, o raio não o atingirá; se você vir um relâmpago, ele não o atingirá, e se ele o atingir, você não saberá.

Então eu descobri como o trovão e o relâmpago são feitos e qual deles é mais assustador?

Agora não tenho medo de trovões e, para me proteger dos raios, seguirei as regras. Concluí: não há necessidade de ter medo de trovões, relâmpagos são perigosos.

Minhas hipóteses foram confirmadas

Os físicos russos chegaram perto de desvendar o mecanismo da ocorrência de raios durante uma tempestade. A suposição sobre como isso poderia acontecer foi expressa em 1992 pelo cientista nacional Alexander Gurevich. Mas só recentemente tornou-se possível testar sua hipótese experimentalmente. O primeiro estágio da formação de raios está sendo estudado atualmente.

Assim, no laboratório de problemas de novos aceleradores do Instituto de Física Lebedev, foi colocada em operação uma configuração experimental, que permite estudar os processos de formação de uma longa faísca no ar - o análogo mais próximo do conhecido relâmpago que ocorre durante uma tempestade. Os experimentos na nova instalação são realizados de acordo com as disposições da "Teoria da Quebra de Elétrons Descontrolados", desenvolvida pelo acadêmico Alexander Gurevich.

Apesar de o relâmpago não ser um fenômeno raro (provavelmente todos os habitantes do nosso planeta já o viram pelo menos uma vez na vida), o mecanismo da ocorrência desse formidável e belo fenômeno natural não foi praticamente estudado até agora.

Além disso, o conhecimento que os cientistas têm sugere que os raios não podem ocorrer durante uma tempestade, pois, de acordo com os dados disponíveis, os campos elétricos próximos às nuvens de trovoada são significativamente menores do que o necessário para a ocorrência de descargas elétricas. No entanto, eles ocorrem, e às vezes até vários por minuto.

Em 1992, tentando resolver de alguma forma esse paradoxo, o físico russo Alexander Gurevich formulou a chamada "Teoria do colapso descontrolado". Resumidamente, sua essência é a seguinte.

Numerosas observações e cálculos mostraram que, no ar, a maioria dos elétrons tem um caminho livre médio (isto é, a distância que uma partícula percorre entre duas colisões com moléculas, átomos e partículas circundantes) de cerca de um centímetro.

No entanto, existem os chamados elétrons rápidos que se movem a uma velocidade próxima à velocidade da luz. Assim, eles têm um caminho livre 100 vezes maior, ou seja, cerca de um metro.

Gurevich sugeriu que se esses elétrons rápidos (eles são chamados de elétrons fugitivos), correndo em grande velocidade, colidirem com moléculas de ar, então, como resultado, vários outros elétrons rápidos serão liberados a partir do último. Assim, vários "pioneiros" estimulam o aparecimento de uma horda de elétrons descontrolados secundários. Eles, por sua vez, também são acelerados pelo campo.

Como resultado, surge uma avalanche exponencialmente crescente de elétrons descontrolados, juntamente com a qual também cresce o número de elétrons lentos (térmicos). Eles também são ejetados como resultado de colisões de elétrons rápidos com moléculas. Esta situação assemelha-se à queda de uma linha composta por dominós, a única diferença é que neste caso algumas fichas caem lentamente e não tocam outras, e algumas caem rapidamente, deixando cair as suas vizinhas.

Supõe-se que tudo isso deve levar a um rápido aumento na condutividade elétrica do meio (que, como sabemos, aumenta com o aumento da concentração de portadores de carga livre). O resultado é um fenômeno que os físicos chamam de "quebra elétrica".

A propósito, um fenômeno semelhante é familiar a todos os motoristas - é a presença de tal decomposição da mistura ar-combustível em uma vela em um motor de combustão interna que permite dar partida no motor (nessa situação, geralmente é chamado de uma faísca"). Durante a quebra, o portador de carga no caminho livre médio adquire energia suficiente para ionizar as moléculas da rede cristalina ou gás.

Essa ionização ocorre quando as partículas arrancam elétrons delas, sem os quais as moléculas se transformam em íons carregados positivamente. Os elétrons ejetados, por sua vez, também se tornam portadores de carga livre, que contribuem principalmente para a corrente total.

No entanto, o colapso em si ainda não é relâmpago. No entanto, como resultado desse fenômeno, uma camada de vários quilômetros de plasma condutor é formada. Mas já é capaz de criar a mesma descarga de raio, que chamamos de raio.

Cálculos feitos por Gurevich mostraram que, na atmosfera, uma avaria pode ocorrer com uma intensidade de campo elétrico muito menor do que a necessária para uma avaria normal (como o que acontece nas velas de um carro).

Assim, a uma pressão de uma atmosfera, o campo limiar para ruptura normal é de 23 kV/cm, e para ruptura descontrolada é de 2,16 kV/cm. Acontece que os elétrons descontrolados podem criar todas as condições necessárias para a ocorrência desse fenômeno.

Mas de onde vêm os primeiros elétrons descontrolados? O cientista sugeriu que eles aparecem sob a influência da radiação cósmica. Na alta atmosfera, ioniza as moléculas de ar, liberando uma pequena quantidade de elétrons descontrolados, que, caindo na região da tempestade, causam um colapso.

A propósito, neste caso, poderosos flashes de radiação de raios-X devem ocorrer. E, como mostram os dados obtidos durante experimentos realizados em aviões e balões, isso realmente acontece (o primeiro flash desse tipo durante uma tempestade foi registrado em 1960, mas ninguém sabia explicar de onde veio).

Uma série de experimentos de campo realizados no final do último - início deste século na estação científica de alta montanha de Tien Shan do Instituto de Física Lebedev parecia confirmar essa teoria. No entanto, agora é possível estudar esse mecanismo em laboratório.

É verdade que os cientistas declararam imediatamente que ninguém vai criar raios artificiais ainda. . “Nossa tarefa não é simular um relâmpago, pois é um processo de vários estágios, mas seu estágio inicial, ou seja, pré-quebra”, diz Alexander Oginov, Ph.D. No entanto, isso também é muito interessante para os cientistas.

Uma configuração experimental para modelar um análogo de uma descarga atmosférica de alta altitude foi criada pela equipe do Instituto de Física da Academia Russa de Ciências e do Instituto de Eletrônica de Alta Corrente do Ramo Siberiano da Academia Russa de Ciências (Tomsk) com base em um gerador relativístico eletrônico, que inclui um gerador de tensão pulsada.

Ele pode ser usado para detectar a presença de elétrons descontrolados no ar. Os cientistas estudam seu comportamento, descobrem as principais características e observam seu efeito nas moléculas do ar circundante.

"Agora está em andamento a etapa de acúmulo de dados experimentais, mas já foram obtidos muitos resultados novos e interessantes. Os planos são obter um efeito não estatístico, mas dinâmico, ou seja, não esperar o aparecimento de uma 'semente' elétron, mas para aprender a criá-lo.

E então, injetando um feixe de elétrons, espero que detectemos sem ambiguidade a amplificação. E assim, confirmaremos a possibilidade de uma quebra de elétrons descontrolados de acordo com as conclusões da teoria”, comenta Alexander Oginov sobre os resultados dos experimentos.