Lampu Kutub. Kilat dari segi elektrik

Hantar kerja baik anda di pangkalan pengetahuan adalah mudah. Gunakan borang di bawah

Pelajar, pelajar siswazah, saintis muda yang menggunakan pangkalan pengetahuan dalam pengajian dan kerja mereka akan sangat berterima kasih kepada anda.

Disiarkan di http://www.allbest.ru/

Kilat sebagai fenomena semula jadi

Kilat ialah pelepasan percikan elektrik gergasi di antara awan atau di antara awan dan permukaan bumi, panjang beberapa kilometer, diameter berpuluh-puluh sentimeter dan berkekalan sepersepuluh saat. Kilat disertai guruh. Selain kilat linear, kilat bola kadang-kadang diperhatikan.

Sifat dan punca kilat

Ribut petir ialah proses atmosfera yang kompleks, dan kejadiannya disebabkan oleh pembentukan awan kumulonimbus. Kekeruhan yang teruk adalah akibat daripada ketidakstabilan atmosfera yang ketara. Ribut petir dicirikan oleh angin kencang, selalunya hujan lebat (salji), kadangkala disertai hujan batu. Sebelum ribut petir (satu atau dua jam sebelum ribut petir), tekanan atmosfera mula menurun dengan cepat sehingga peningkatan angin secara tiba-tiba, dan kemudian mula meningkat.

Ribut petir boleh dibahagikan kepada tempatan, hadapan, malam, di pergunungan. Selalunya, seseorang berhadapan dengan ribut petir tempatan atau haba. Ribut petir ini berlaku hanya dalam cuaca panas dengan kelembapan atmosfera yang tinggi. Sebagai peraturan, ia berlaku pada musim panas pada tengah hari atau petang (12-16 jam). Wap air dalam aliran udara panas ke atas mengembun pada ketinggian, manakala banyak haba dihasilkan dan arus udara ke atas dipanaskan. Berbanding dengan udara sekeliling, udara yang meningkat lebih panas, ia bertambah dalam jumlah sehingga ia bertukar menjadi awan petir. Awan ribut petir yang besar mengandungi hablur ais dan titisan air. Akibat penghancuran dan geseran mereka di antara mereka dan tentang udara, caj positif dan negatif terbentuk, di bawah pengaruh medan elektrostatik yang kuat timbul (keamatan medan elektrostatik boleh mencapai 100,000 V / m). Dan perbezaan potensi antara bahagian individu awan, awan atau awan dan bumi mencapai magnitud yang sangat besar. Apabila kekuatan kritikal udara elektrik dicapai, pengionan udara seperti longsoran berlaku - pelepasan percikan kilat.

Ribut petir hadapan berlaku apabila jisim udara sejuk menembusi kawasan yang didominasi oleh cuaca panas. Udara sejuk menggantikan udara hangat, manakala yang terakhir naik ke ketinggian 5-7 km. Lapisan udara panas menyerang dalam vorteks pelbagai arah, badai terbentuk, geseran kuat antara lapisan udara, yang menyumbang kepada pengumpulan cas elektrik. Panjang ribut petir hadapan boleh mencapai 100 km. Tidak seperti ribut petir tempatan, selepas ribut petir hadapan biasanya menjadi lebih sejuk. Ribut petir malam dikaitkan dengan penyejukan bumi pada waktu malam dan pembentukan arus pusar dari udara yang semakin meningkat. Ribut petir di pergunungan dijelaskan oleh perbezaan sinaran suria di mana cerun selatan dan utara pergunungan terdedah. Ribut petir malam dan gunung adalah sederhana dan tidak lama.

Aktiviti ribut petir di kawasan berbeza di planet kita adalah berbeza. Pusat ribut petir dunia: Jawa - 220, Afrika Khatulistiwa - 150, Mexico Selatan - 142, Panama - 132, Brazil Tengah - 106 hari ribut petir setahun. Rusia: Murmansk - 5, Arkhangelsk - 10, St. Petersburg - 15, Moscow - 20 hari ribut petir setahun.

Mengikut jenis, ritsleting dibahagikan kepada linear, mutiara dan bola. Petir mutiara dan bola agak jarang berlaku.

Pelepasan kilat berlaku dalam beberapa perseribu saat; pada arus yang begitu tinggi, udara di zon saluran kilat hampir serta-merta memanaskan sehingga suhu 30,000-33,000 ° C. Akibatnya, tekanan meningkat dengan mendadak, udara mengembang - gelombang kejutan timbul, disertai dengan bunyi nadi - guruh. Disebabkan fakta bahawa pada objek runcing tinggi, keamatan medan elektrik yang dihasilkan oleh cas elektrik statik awan adalah sangat tinggi, cahaya muncul; Akibatnya, pengionan udara bermula, pelepasan cahaya timbul dan lidah cahaya kemerahan muncul, kadang-kadang memendek dan memanjang sekali lagi. Jangan cuba padamkan lampu ini kerana ia tiada pembakaran. Pada kekuatan medan elektrik yang tinggi, rasuk filamen bercahaya mungkin muncul - pelepasan korona, yang disertai dengan desisan. Kilat linear juga kadangkala boleh berlaku jika tiada awan petir. Bukan kebetulan bahawa pepatah itu timbul - "daripada biru."

Pembukaan kilat bola

bola pelepasan kilat elektrik

Seperti yang sering berlaku, kajian sistematik kilat bola bermula dengan penafian kewujudan mereka: pada awal abad ke-19, semua pemerhatian bertaburan yang diketahui pada masa itu diiktiraf sama ada sebagai mistik atau, paling baik, ilusi optik.

Tetapi sudah pada tahun 1838, ulasan oleh ahli astronomi dan ahli fizik terkenal Dominique François Arago telah diterbitkan dalam Buku Tahunan Biro Longitud Geografi Perancis. Selepas itu, beliau menjadi pemula eksperimen Fizeau dan Foucault dalam mengukur kelajuan cahaya, serta kerja yang membawa Le Verrier kepada penemuan Neptune. Berdasarkan penerangan yang diketahui tentang kilat bola, Arago membuat kesimpulan bahawa banyak pemerhatian ini tidak boleh dianggap sebagai ilusi. Sepanjang 137 tahun yang telah berlalu sejak penerbitan ulasan Arago, akaun saksi dan gambar baru telah muncul. Berpuluh-puluh teori telah dicipta, mewah, lucu, yang menjelaskan beberapa sifat terkenal kilat bola, dan yang tidak tahan dengan kritikan asas. Faraday, Kelvin, Arrhenius, ahli fizik Soviet Ya.I. Frenkel dan P.L. Kapitsa, ramai ahli kimia terkenal, dan akhirnya, pakar dari Suruhanjaya Kebangsaan Amerika mengenai Astronautik dan Aeronautik NASA cuba menyiasat dan menjelaskan fenomena yang menarik dan menggerunkan ini. Kilat bola terus kekal menjadi misteri hingga ke hari ini.

Sifat kilat bola

Apakah fakta yang harus disambungkan oleh saintis dengan satu teori untuk menerangkan asal usul kilat bola? Apakah batasan pemerhatian pada imaginasi kita?

Pada tahun 1966, NASA mengedarkan soal selidik kepada dua ribu orang, di bahagian pertama dua soalan ditanya: "Adakah anda melihat kilat bola?" dan "Adakah anda melihat sambaran kilat linear di kawasan berhampiran?" Jawapannya memungkinkan untuk membandingkan kekerapan memerhati kilat bola dengan kekerapan memerhati kilat biasa. Hasilnya adalah menakjubkan: 409 daripada 2 ribu orang melihat kilat linear dari dekat, dan kilat bola adalah dua kali lebih sedikit. Malah ada yang bertuah yang bertemu kilat bola sebanyak 8 kali - satu lagi bukti tidak langsung bahawa ini sama sekali bukan kejadian yang jarang berlaku seperti yang biasa difikirkan.

Analisis bahagian kedua soal selidik mengesahkan banyak fakta yang diketahui sebelum ini: kilat bola mempunyai diameter purata kira-kira 20 cm; tidak bersinar sangat terang; warna paling kerap merah, oren, putih. Menariknya, walaupun pemerhati yang melihat bola kilat dari dekat sering tidak merasakan sinaran habanya, walaupun ia terbakar apabila disentuh secara langsung.

Terdapat kilat seperti itu dari beberapa saat hingga seminit; boleh menembusi ke dalam bilik melalui bukaan kecil, kemudian mendapatkan semula bentuknya. Ramai pemerhati melaporkan bahawa ia mengeluarkan beberapa jenis percikan dan berputar. Dia biasanya melayang dalam jarak yang singkat dari tanah, walaupun dia juga ditemui di awan. Kadang-kadang kilat bola secara senyap-senyap hilang, tetapi kadang-kadang ia meletup, menyebabkan kemusnahan yang ketara.

Petir bola membawa banyak tenaga. Walau bagaimanapun, dalam kesusasteraan, anggaran yang dianggarkan terlalu tinggi sering dijumpai, tetapi angka realistik yang sederhana - 105 joule - untuk kilat dengan diameter 20 cm sangat mengagumkan. Jika tenaga sedemikian dibelanjakan hanya pada sinaran cahaya, ia boleh bersinar selama berjam-jam. Sesetengah saintis percaya bahawa kilat sentiasa menerima tenaga dari luar. Contohnya, P.L. Kapitsa mencadangkan bahawa ia berlaku apabila pancaran kuat gelombang radio desimeter diserap, yang boleh dipancarkan semasa ribut petir. Pada hakikatnya, untuk pembentukan tandan terion, iaitu bola kilat dalam hipotesis ini, kewujudan gelombang berdiri sinaran elektromagnet dengan kekuatan medan yang sangat tinggi dalam antinod adalah perlu. Dalam letupan kilat bola, kuasa sejuta kilowatt boleh berkembang, kerana letupan ini berlaku dengan cepat. Memang benar bahawa seseorang tahu bagaimana mengatur letupan yang lebih kuat, tetapi jika kita membandingkannya dengan sumber tenaga yang "tenang", maka perbandingan itu tidak akan memihak kepada mereka.

Mengapa kilat bola menyala?

Marilah kita memikirkan satu lagi teka-teki kilat bola: jika suhunya rendah (dalam teori kelompok, dipercayai bahawa suhu kilat bola adalah kira-kira 1000 ° K), maka mengapa ia bersinar? Ternyata ini boleh dijelaskan.

Semasa penggabungan semula kelompok, haba yang dibebaskan diagihkan dengan cepat antara molekul yang lebih sejuk. Tetapi pada satu ketika suhu "isipadu" berhampiran zarah yang digabungkan semula boleh melebihi suhu purata bahan kilat lebih daripada 10 kali. "Kelantangan" ini bersinar seperti gas yang dipanaskan hingga 10,000-15,000 darjah. Terdapat sedikit "titik panas" sedemikian, jadi bahan kilat bola kekal separa telus. Warna kilat bola ditentukan bukan sahaja oleh tenaga cengkerang pelarut dan suhu "isipadu" panas, tetapi juga oleh komposisi kimia bahannya. Adalah diketahui bahawa jika kilat bola muncul apabila kilat linear menyerang wayar tembaga, maka ia sering berwarna biru atau hijau - "warna" biasa ion tembaga. Sisa cas elektrik menerangkan sifat menarik kilat bola kerana keupayaannya untuk bergerak melawan angin, tertarik kepada objek dan tergantung di tempat tinggi.

Punca bola kilat

Untuk menjelaskan syarat kejadian dan sifat kilat bola, penyelidik telah mencadangkan banyak hipotesis yang berbeza. Salah satu hipotesis yang luar biasa ialah teori alien, yang berdasarkan andaian bahawa kilat bola tidak lebih daripada sejenis UFO. Terdapat sebab untuk andaian ini, kerana ramai saksi mata mendakwa bahawa kilat bola berkelakuan seperti makhluk yang hidup dan pintar. Selalunya, ia kelihatan seperti bola, itulah sebabnya pada zaman dahulu ia dipanggil bola api. Walau bagaimanapun, ini tidak selalu berlaku: varian kilat bola juga berlaku. Ia boleh menjadi bentuk cendawan, obor-obor, donat, titisan, cakera rata, ellipsoid. Warna kilat paling kerap kuning, oren atau merah, kurang kerap putih, biru, hijau, hitam. Penampilan kilat bola tidak bergantung pada cuaca. Ia boleh berlaku dalam cuaca yang berbeza dan sepenuhnya bebas daripada talian kuasa. Pertemuan dengan seseorang atau haiwan juga boleh berlaku dengan cara yang berbeza: bola misteri sama ada terapung secara aman pada jarak tertentu, atau menyerang dengan penuh kemarahan, menyebabkan melecur atau membunuh. Selepas itu, mereka boleh hilang secara senyap atau meletup dengan kuat. Perlu diingatkan bahawa jumlah yang terbunuh dan cedera akibat objek berapi adalah lebih kurang 9% daripada jumlah saksi. Jika seseorang disambar kilat bola, dalam banyak kes tidak ada kesan yang tersisa pada badan, dan mayat seseorang yang dibunuh oleh kilat untuk beberapa sebab yang tidak dapat dijelaskan tidak reput untuk masa yang lama. Sehubungan dengan keadaan ini, teori muncul bahawa kilat mampu mempengaruhi perjalanan masa individu organisma.

Disiarkan di Allbest.ru

Dokumen yang serupa

Menggunakan teknologi penangkapan terbaharu untuk memperlahankan peredaran masa, menjadikan yang tidak kelihatan dapat dilihat. Memancarkan menara yang menghasilkan kilat petir besar yang memanah ke atas ke dalam awan. Menggunakan kamera berkelajuan ultra tinggi untuk melihat air beraksi.

abstrak ditambah pada 11/12/2012


Kajian tentang intipati biocenosis - satu set tumbuhan, haiwan, kulat dan mikroorganisma yang bersama-sama mendiami plot permukaan bumi. Ciri-ciri komposisi spesies, struktur, hubungan antara organisma. Zoocenoses zon pengecualian Chernobyl.

abstrak, ditambah pada 11/10/2010


Konsep dan kepentingan biologi membran dalam sel-sel badan, fungsi: struktur dan penghalang. Kepentingan mereka dalam interaksi antara sel. Desmosome sebagai salah satu jenis hubungan sel, memastikan interaksi mereka dan hubungan yang kuat antara satu sama lain.

abstrak, ditambah 06/03/2014


Nilai korelasi antara isyarat saraf dan panjang gelombang kejadian cahaya pada retina. Penumpuan isyarat dan laluan penglihatan warna. Integrasi dan sambungan mendatar maklumat visual. Proses menggabungkan medan visual kanan dan kiri.

abstrak, ditambah 31/10/2009


Kajian tentang konsep medan magnet bumi, pengionan atmosfera bumi, aurora dan perubahan potensi elektrik. Penyelidikan oleh Chizhevsky (pengasas heliobiologi) tentang pengaruh aktiviti suria terhadap dinamik penyakit kardiovaskular.

abstrak, ditambah 09/30/2010


Kaji perbezaan fizikal antara galaksi lingkaran, elips dan tidak sekata. Pertimbangan kandungan undang-undang Hubble. Penerangan tentang evolusi sains sebagai peralihan antara gambar saintifik dunia. Ciri-ciri hipotesis utama asal usul makhluk hidup.

ujian, ditambah 03/28/2010


Hidrosfera sebagai cangkang air terputus-putus Bumi, terletak di antara atmosfera dan kerak bumi pepejal dan mewakili keseluruhan lautan, laut dan air permukaan tanah. Konsep atmosfera, asal usul dan peranannya, struktur dan kandungannya.

abstrak ditambah pada 10/13/2011


Kajian tentang mekanisme kejadian dan fasa utama potensi tindakan. Undang-undang kerengsaan dan keseronokan. Penyebaran potensi tindakan di sepanjang serabut saraf. Pencirian peranan potensi tempatan. Penghantaran isyarat antara sel saraf.

ujian, ditambah 03/22/2014


Taburan asimetri peranan antara hemisfera serebrum berpasangan simetri. Jenis interaksi antara hemisfera. Ciri-ciri taburan fungsi mental antara hemisfera kiri dan kanan. Pemprosesan maklumat secara berurutan.

pembentangan ditambah pada 09/15/2017


Kajian tentang komponen sistem saraf dan otak manusia. Pencirian prinsip penghantaran impuls elektrik antara neuron. Kajian kaedah pembinaan, tindakan dan bidang utama aplikasi rangkaian saraf biologi dan buatan.

Kilat adalah percikan elektrik gergasi. Menyerang bangunan, ia menyebabkan kebakaran, membelah pokok besar dan menjejaskan orang ramai. Lebih daripada 2000 ribut petir memancarkan kilat pada setiap saat di bahagian yang berlainan di Bumi. Setiap saat, kira-kira 50 kilat menyambar permukaan bumi, dan secara purata, setiap kilometer persegi ia menyambar enam kali setahun.

Kilat adalah pelepasan percikan elektrik gergasi di atmosfera yang biasanya berlaku semasa ribut petir, dimanifestasikan oleh kilatan cahaya terang dan guruh yang mengiringi. Kilat juga telah direkodkan di Zuhrah, Musytari, Zuhal dan Uranus. Arus dalam pelepasan kilat mencapai 10-20 ribu ampere, jadi hanya sedikit orang yang berjaya bertahan selepas disambar petir.

Permukaan dunia adalah lebih konduktif elektrik daripada udara. Walau bagaimanapun, kekonduksian udara meningkat dengan ketinggian. Udara biasanya bercas positif dan bumi negatif. Titisan air dalam awan petir dicas dengan menyerap zarah bercas kecil (ion) di udara. Setitis yang jatuh dari awan mempunyai cas negatif di bahagian atas dan cas positif di bahagian bawah. titisan jatuh kebanyakannya menyerap zarah bercas negatif dan memperoleh cas negatif. Dalam proses berputar di awan, titisan air disembur, dengan percikan kecil terbang dengan cas negatif, dan yang besar dengan cas positif. Perkara yang sama berlaku dengan hablur ais di bahagian atas awan. Apabila ia terbelah, zarah ais kecil memperoleh cas positif dan dibawa pergi ke bahagian atas awan dengan arus menaik, manakala zarah besar bercas negatif turun ke bahagian bawah awan. Hasil daripada pemisahan cas di awan petir dan di ruang sekeliling, medan elektrik dicipta. Dengan pengumpulan cas volum besar dalam awan petir, nyahcas percikan (kilat) timbul di antara bahagian individu awan atau di antara awan dan permukaan bumi. Sambaran petir berbeza rupa. Kilat bercabang linear yang paling biasa diperhatikan, kadangkala kilat bola, dsb.

Kilat sangat diminati bukan sahaja sebagai sejenis fenomena semula jadi. Ia memungkinkan untuk memerhatikan pelepasan elektrik dalam medium gas pada voltan beberapa ratus juta volt dan jarak antara elektrod beberapa kilometer.

Pada tahun 1750 B. Franklin menjemput Royal Society of London untuk mengadakan eksperimen dengan palang besi, dipasang pada tapak penebat dan dipasang pada menara tinggi. Dia menjangkakan bahawa apabila awan petir menghampiri menara, caj tanda bertentangan akan tertumpu pada hujung atas bar neutral pada mulanya, dan caj tanda yang sama seperti di dasar awan di hujung bawah. Jika kekuatan medan elektrik semasa nyahcas kilat meningkat dengan cukup kuat, cas dari hujung atas rod akan sebahagiannya mengalir ke udara, dan rod akan memperoleh cas dengan tanda yang sama seperti dasar awan.

Eksperimen yang dicadangkan oleh Franklin tidak dijalankan di England, tetapi ia telah dipentaskan pada tahun 1752 di Marly dekat Paris oleh ahli fizik Perancis Jean d "Alambert. Dia menggunakan batang besi sepanjang 12 m yang dimasukkan ke dalam botol kaca (yang berfungsi sebagai penebat ), tetapi tidak meletakkannya di atas menara. 10 Mei pembantunya melaporkan bahawa apabila awan petir berada di atas ledakan, percikan api terhasil apabila wayar yang dibumikan dibawa ke atasnya.

Franklin sendiri, tidak mengetahui tentang percubaan yang berjaya dilaksanakan di Perancis, pada bulan Jun tahun yang sama, menjalankan eksperimen terkenalnya dengan layang-layang dan memerhatikan percikan elektrik di hujung wayar yang diikat padanya. Pada tahun berikutnya, dengan mengkaji caj yang dikutip daripada rod, Franklin mendapati bahawa asas awan petir biasanya bercas negatif.

Kajian yang lebih terperinci tentang kilat menjadi mungkin pada akhir abad ke-19. disebabkan oleh peningkatan kaedah fotografi, terutamanya selepas penciptaan radas dengan kanta berputar, yang memungkinkan untuk merakam proses yang sedang berkembang pesat. Kamera sedemikian digunakan secara meluas dalam kajian nyahcas percikan. Didapati bahawa terdapat beberapa jenis kilat, dengan yang paling biasa linear, rata (intracloud) dan bola (pelepasan udara).

Kilat linear mempunyai panjang 2-4 km dan mempunyai kekuatan arus yang tinggi. Ia terbentuk apabila kekuatan medan elektrik mencapai nilai kritikal dan proses pengionan berlaku. Yang terakhir ini pada mulanya dicipta oleh elektron bebas, yang sentiasa ada di udara. Di bawah tindakan medan elektrik, elektron memperoleh kelajuan tinggi dan dalam perjalanan ke Bumi, berlanggar dengan atom udara, membelah dan mengionkannya. Pengionan berlaku dalam saluran sempit yang menjadi konduktif. Udara semakin panas. Melalui saluran udara yang dipanaskan, cas daripada awan pada kelajuan lebih daripada 150 km/j mengalir turun ke permukaan bumi. Ini adalah peringkat pertama proses. Apabila cas mencapai permukaan Bumi di antara awan dan bumi, saluran konduktif dicipta melalui mana cas bergerak ke arah satu sama lain: cas positif dari permukaan Bumi dan cas negatif terkumpul di awan. Kilat linear disertai dengan bunyi bergulir yang kuat - guruh, mengingatkan letupan. Bunyi muncul akibat pemanasan cepat dan pengembangan udara dalam saluran, dan kemudian penyejukan dan pemampatan pantas yang sama.

Kilat rata berlaku di dalam awan petir dan kelihatan seperti kilatan cahaya yang tersebar.

Petir bola terdiri daripada jisim bercahaya dalam bentuk bola, lebih kecil sedikit daripada bola sepak yang bergerak pada kelajuan rendah mengikut arah angin. Mereka pecah dengan dentuman besar atau hilang tanpa jejak. Kilat bola muncul selepas kilat linear. Selalunya ia memasuki premis melalui pintu dan tingkap yang terbuka. Sifat kilat bola belum diketahui.. Pelepasan udara kilat bola, bermula dari awan petir, selalunya diarahkan secara mendatar dan tidak sampai ke permukaan bumi.

Untuk melindungi daripada kilat, rod kilat dicipta, dengan bantuan yang cas kilat dibawa ke dalam tanah di sepanjang laluan selamat yang disediakan khas.

Sambaran kilat biasanya terdiri daripada tiga atau lebih sambaran berulang - impuls mengikut laluan yang sama. Selang antara impuls berturut-turut adalah sangat pendek, dari 1/100 hingga 1/10 s (ini disebabkan oleh kilatan kilat). Secara umum, denyar berlangsung selama kira-kira satu saat atau kurang. Proses pembangunan kilat biasa boleh diterangkan seperti berikut. Pertama, pelepasan perambut yang lemah bercahaya meluru dari atas ke permukaan bumi. Apabila dia mencapainya, pelepasan terbalik atau utama yang bercahaya terang bergerak dari tanah ke atas di sepanjang saluran yang diletakkan oleh pemimpin.

Pelepasan pemimpin, sebagai peraturan, bergerak secara zigzag. Kelajuan penyebarannya berkisar antara seratus hingga beberapa ratus kilometer sesaat. Dalam perjalanannya, ia mengionkan molekul udara, mewujudkan saluran dengan peningkatan kekonduksian, di mana nyahcas songsang bergerak ke atas pada kelajuan kira-kira seratus kali lebih tinggi daripada nyahcas perambut. Sukar untuk menentukan saiz saluran, namun, diameter nyahcas perambut dianggarkan pada 1–10 m, dan diameter nyahcas terbalik, pada beberapa sentimeter.

Sambaran petir mencipta gangguan radio dengan memancarkan gelombang radio dalam julat yang luas - daripada 30 kHz kepada frekuensi yang sangat rendah. Kebanyakan gelombang radio mungkin berada dalam julat 5 hingga 10 kHz. Gangguan radio frekuensi rendah sedemikian "tertumpu" di ruang antara sempadan bawah ionosfera dan permukaan bumi dan boleh merambat pada jarak beribu-ribu kilometer dari sumber.

Kilat: pemberi kehidupan dan enjin evolusi. Pada tahun 1953, ahli biokimia S. Miller dan G. Urey menunjukkan bahawa salah satu "blok binaan" kehidupan - asid amino boleh diperolehi dengan melepasi pelepasan elektrik melalui air, di mana gas-gas atmosfera "primitif" Bumi dibubarkan (metana, ammonia dan hidrogen). Selepas 50 tahun, penyelidik lain mengulangi eksperimen ini dan mendapat keputusan yang sama. Oleh itu, teori saintifik tentang asal usul kehidupan di Bumi memberikan peranan asas kepada sambaran petir. Apabila nadi arus pendek disalurkan melalui bakteria, liang-liang muncul dalam sampulnya (membran) yang melaluinya serpihan DNA bakteria lain boleh masuk ke dalam, mencetuskan salah satu mekanisme evolusi.

Bagaimana anda boleh melindungi diri anda daripada kilat dengan pancutan air dan laser. Baru-baru ini, cara asas baru untuk menangani kilat telah dicadangkan. Batang petir akan dicipta daripada ... aliran cecair, yang akan ditembak dari tanah terus ke awan petir. Cecair pencerah ialah larutan garam yang mana polimer cecair ditambah: garam direka untuk meningkatkan kekonduksian elektrik, dan polimer menghalang jet daripada "pecah" menjadi titisan individu. Diameter jet adalah kira-kira satu sentimeter, dan ketinggian maksimum ialah 300 meter. Apabila rod kilat cecair dimuktamadkan, ia akan dilengkapi dengan sukan dan taman permainan, di mana air pancut akan dihidupkan secara automatik apabila kekuatan medan elektrik menjadi cukup tinggi dan kebarangkalian sambaran petir adalah maksimum. Aliran cecair dari awan petir akan mengalirkan cas, menjadikan kilat selamat untuk orang lain. Perlindungan serupa terhadap pelepasan kilat boleh dilakukan dengan bantuan laser, pancarannya, mengion udara, akan mencipta saluran untuk nyahcas elektrik jauh dari orang ramai.

Bolehkah kilat menyesatkan kita? Ya, jika anda menggunakan kompas. Dalam novel terkenal oleh G. Melville, "Moby Dick," hanya kes sedemikian diterangkan apabila nyahcas kilat, yang mencipta medan magnet yang kuat, mengmagnetkan semula jarum kompas. Walau bagaimanapun, kapten kapal mengambil jarum jahit, memukulnya untuk memmagnetkannya, dan meletakkannya di tempat jarum kompas yang rosak.

Bolehkah anda disambar petir di dalam rumah atau kapal terbang? Malangnya ya! Arus kilat boleh memasuki rumah melalui wayar telefon dari tiang berhampiran. Oleh itu, sekiranya berlaku ribut petir, cuba jangan gunakan telefon biasa. Adalah dipercayai bahawa bercakap melalui telefon radio atau telefon bimbit adalah lebih selamat. Semasa ribut petir, elakkan daripada menyentuh pemanas pusat dan paip paip yang menghubungkan rumah anda dengan tanah. Atas sebab yang sama, pakar menasihatkan untuk mematikan semua peralatan elektrik, termasuk komputer dan televisyen, semasa ribut petir.

Bagi pesawat, secara amnya, mereka cuba terbang di sekitar kawasan yang mempunyai aktiviti ribut petir. Namun, secara purata, sekali setahun, kilat menyambar salah satu pesawat. Arusnya tidak boleh mengenai penumpang, ia mengalir ke bawah permukaan luar pesawat, tetapi ia mampu melumpuhkan komunikasi radio, peralatan navigasi dan elektronik.

Ramai orang takut dengan fenomena semula jadi yang dahsyat - ribut petir. Ini biasanya berlaku apabila matahari dilitupi awan gelap, terdapat guruh yang dahsyat dan hujan turun dengan lebat.

Sudah tentu, anda harus takut dengan kilat, kerana ia juga boleh membunuh atau menjadi.Ini telah diketahui untuk masa yang lama, oleh itu, pelbagai cara perlindungan terhadap kilat dan guruh telah dicipta (contohnya, tiang logam).

Apa yang berlaku di atas sana dan dari mana datangnya guruh? Dan bagaimana kilat timbul?

Awan petir

Biasanya besar. Mereka mencapai ketinggian beberapa kilometer. Secara visual, anda tidak dapat melihat bagaimana segala-galanya mendidih dan mendidih di dalam awan letupan ini. Udara ini, termasuk titisan air, bergerak dengan kelajuan tinggi dari bawah ke atas dan sebaliknya.

Bahagian paling atas awan ini dari segi suhu mencecah -40 darjah, dan titisan air yang jatuh ke bahagian awan ini membeku.

Mengenai asal usul awan petir

Sebelum kita mengetahui dari mana datangnya guruh dan kilat, bagaimana ia timbul, mari kita terangkan secara ringkas bagaimana awan petir terbentuk.

Kebanyakan fenomena ini berlaku bukan di atas permukaan air planet ini, tetapi di atas benua. Di samping itu, awan ribut petir terbentuk secara intensif di atas benua latitud tropika, di mana udara berhampiran permukaan bumi (berbeza dengan udara di atas permukaan air) memanas dengan kuat dan naik dengan cepat ke atas.

Biasanya, di cerun ketinggian yang berbeza, udara panas yang serupa terbentuk, yang menarik udara lembap dari kawasan luas permukaan bumi dan menaikkannya.

Oleh itu, awan kumulus yang dipanggil terbentuk, bertukar menjadi awan petir, yang diterangkan di atas.

Sekarang mari kita jelaskan apa itu kilat, dari mana ia datang?

Kilat dan guruh

Daripada titisan yang sangat beku itu, kepingan ais terbentuk, yang juga bergerak di awan pada kelajuan yang luar biasa, berlanggar, runtuh dan dicas dengan elektrik. Kepingan ais yang lebih ringan dan lebih kecil kekal di bahagian atas, dan yang lebih besar - cair, turun, sekali lagi bertukar menjadi titisan air.

Oleh itu, dua cas elektrik timbul dalam awan petir. Negatif di atas, positif di bawah. Apabila cas yang berbeza bertemu, satu cas yang kuat timbul dan kilat berlaku. Dari mana ia datang, ia menjadi jelas. Apa yang berlaku seterusnya? Kilatan kilat memanas serta-merta dan mengembangkan udara di sekelilingnya. Yang terakhir menjadi panas sehingga kesan letupan berlaku. Ini adalah guruh yang menakutkan semua kehidupan di bumi.

Ternyata semua ini adalah manifestasi, kemudian timbul persoalan seterusnya dari mana asalnya, dan dalam kuantiti yang begitu besar. Dan ke mana perginya?

Ionosfera

Apa itu kilat, dari mana datangnya, mereka tahu. Sekarang sedikit tentang proses yang memulihara cas Bumi.

Para saintis mendapati bahawa cas Bumi secara amnya kecil dan hanya 500,000 coulomb (seperti 2 bateri kereta). Kemudian di manakah cas negatif yang dibawa oleh kilat menghampiri permukaan bumi hilang?

Biasanya, dalam cuaca cerah, Bumi dilepaskan perlahan-lahan (arus lemah sentiasa melalui antara ionosfera dan permukaan Bumi melalui seluruh atmosfera). Walaupun udara dianggap sebagai penebat, ia mengandungi pecahan kecil ion, yang membolehkan arus wujud dalam isipadu seluruh atmosfera. Disebabkan ini, walaupun perlahan, tetapi cas negatif dipindahkan dari permukaan bumi ke ketinggian. Oleh itu, isipadu jumlah cas Bumi sentiasa kekal tidak berubah.

Hari ini, pendapat yang paling meluas ialah kilat bola adalah sejenis cas berbentuk bola khas, yang telah wujud untuk masa yang agak lama dan bergerak di sepanjang trajektori yang tidak dapat diramalkan.

Hari ini tidak ada teori bersatu tentang kejadian fenomena ini. Terdapat banyak hipotesis, tetapi setakat ini tidak ada yang mendapat pengiktirafan di kalangan saintis.

Biasanya, seperti yang disaksikan oleh saksi mata, ia berlaku dalam ribut petir atau dalam ribut. Tetapi terdapat juga kes kejadiannya dalam cuaca cerah. Lebih kerap ia dihasilkan oleh kilat biasa, kadangkala ia muncul dan turun dari awan, dan lebih jarang ia muncul tanpa diduga di udara atau bahkan boleh keluar dari beberapa objek (tiang, pokok).

Beberapa fakta menarik

Dari mana datangnya ribut petir dan kilat, kami dapati. Sekarang sedikit tentang fakta yang ingin tahu mengenai fenomena alam yang diterangkan di atas.

1. Setiap tahun Bumi mengalami kira-kira 25 juta kilat.

2. Kilat mempunyai purata panjang lebih kurang 2.5 km. Terdapat juga pelepasan sepanjang 20 km di atmosfera.

3. Terdapat kepercayaan bahawa kilat tidak boleh menyerang dua kali di satu tempat. Pada hakikatnya, ini tidak berlaku. Hasil analisis (pada peta geografi) tempat-tempat sambaran petir sejak beberapa tahun sebelumnya menunjukkan bahawa kilat boleh menyerang tempat yang sama beberapa kali.

Jadi kami mengetahui apa itu kilat, dari mana ia datang.

Ribut petir terbentuk akibat daripada fenomena atmosfera yang paling kompleks pada skala planet.

Kira-kira 50 kilat berlaku di planet Bumi setiap saat.

Kilat adalah nyahcas elektrik yang kuat. Ia berlaku apabila awan atau bumi mempunyai bekalan elektrik yang kuat. Oleh itu, sambaran petir boleh berlaku sama ada di dalam awan, atau antara awan elektrik bersebelahan, atau antara awan elektrik dan tanah. Sambaran petir didahului oleh perbezaan potensi elektrik antara awan bersebelahan atau antara awan dan tanah.

Elektrifikasi, iaitu, pembentukan daya tarikan yang bersifat elektrik, diketahui oleh semua orang dari pengalaman seharian.

Apakah yang menyebabkan awan menjadi elektrik? Lagipun, mereka tidak menggosok antara satu sama lain, seperti halnya dengan pembentukan caj elektrostatik pada rambut dan pada sikat.

Awan petir ialah sejumlah besar wap, sebahagian daripadanya terpeluwap dalam bentuk titisan kecil atau kepingan ais. Bahagian atas awan petir boleh berada pada ketinggian 6-7 km, dan bahagian bawah mungkin tergantung di atas tanah pada ketinggian 0.5-1 km. Di atas 3-4 km, awan terdiri daripada kepingan ais dengan saiz yang berbeza, kerana suhu sentiasa berada di bawah sifar. Kepingan ais ini sentiasa bergerak, disebabkan oleh arus udara panas yang naik dari permukaan bumi yang dipanaskan. Ketulan ais yang kecil lebih mudah daripada yang besar untuk dibawa oleh arus udara yang menaik. Oleh itu, "lincah" ais kecil terapung, bergerak ke bahagian atas awan, sepanjang masa bertembung dengan yang besar. Setiap perlanggaran tersebut mengakibatkan elektrifikasi. Dalam kes ini, gumpalan ais besar dicaj secara negatif, dan yang kecil - secara positif. Dari masa ke masa, kepingan ais kecil yang bercas positif muncul di bahagian atas awan, dan yang besar bercas negatif - di bahagian bawah. Dalam erti kata lain, bahagian atas awan petir bercas positif dan bahagian bawah negatif.

Medan elektrik awan mempunyai keamatan yang luar biasa - kira-kira satu juta V / m. Apabila kawasan bercas bertentangan besar datang cukup dekat antara satu sama lain, beberapa elektron dan ion, berjalan di antara mereka, mencipta saluran plasma bercahaya di mana zarah bercas yang lain meluru di belakangnya. Ini adalah bagaimana pelepasan kilat berlaku.

Semasa nyahcas ini, tenaga besar dilepaskan - sehingga satu bilion J. Suhu saluran mencapai 10,000 K, yang menimbulkan cahaya terang yang kita perhatikan semasa nyahcas kilat. Awan sentiasa menyahcas melalui saluran ini, dan kita melihat manifestasi luaran fenomena atmosfera ini dalam bentuk kilat.

Medium pijar mengembang secara letupan dan menyebabkan gelombang kejutan yang dianggap sebagai guruh.

Kita sendiri boleh mensimulasikan kilat, walaupun kecil. Eksperimen harus dijalankan di dalam bilik gelap, jika tidak, tiada apa yang akan dilihat. Kami memerlukan dua belon bujur. Kami mengembang mereka dan mengikat mereka. Kemudian, pastikan mereka tidak menyentuh, pada masa yang sama gosokkannya dengan kain bulu. Udara yang mengisi mereka dielektrik. Jika bola disatukan, meninggalkan jurang minimum di antara mereka, maka percikan api akan mula melangkau dari satu ke yang lain melalui lapisan udara nipis, menghasilkan kilatan cahaya. Pada masa yang sama, kita akan mendengar bunyi berderak samar - salinan kecil guruh dalam ribut petir.

Semua orang yang melihat kilat itu menyedari bahawa ia bukan garis lurus yang bercahaya terang, tetapi garis yang putus. Oleh itu, proses pembentukan saluran konduktif untuk pelepasan kilat dipanggil "pemimpin langkah". Setiap "langkah" ini adalah tempat di mana elektron dipercepatkan kepada kelajuan hampir cahaya berhenti akibat perlanggaran dengan molekul udara dan mengubah arah pergerakan.

Oleh itu, kilat adalah pecahan kapasitor, di mana dielektrik adalah udara, dan plat adalah awan dan bumi. Kapasiti kapasitor sedemikian kecil - kira-kira 0.15 μF, tetapi rizab tenaga sangat besar, kerana voltan mencapai satu bilion volt.

Satu kilat biasanya terdiri daripada beberapa nyahcas, setiap satunya hanya bertahan beberapa puluh sepersejuta saat.

Kilat paling kerap berlaku dalam awan kumulonimbus. Kilat juga berlaku dalam letusan gunung berapi, puting beliung dan ribut debu.

Terdapat beberapa jenis kilat dalam bentuk dan arah pelepasan. Pelepasan boleh berlaku:

• antara awan petir dan tanah,
• antara dua awan
• di dalam awan,
• biarkan awan di langit yang cerah.

Awan melebarkan sayapnya dan menutup matahari dari kita...

Mengapa kita kadang-kadang mendengar guruh dan melihat kilat semasa hujan? Dari mana datangnya wabak ini? Sekarang kami akan memberitahu anda tentang perkara ini secara terperinci.

Apa itu kilat?

Apa itu kilat? Ini adalah fenomena alam yang menakjubkan dan sangat misteri. Ia hampir selalu berlaku semasa ribut petir. Ada yang kagum, ada yang takut. Penyair menulis tentang kilat, saintis mengkaji fenomena ini. Tetapi masih banyak yang tidak dapat diselesaikan.

Satu perkara yang pasti - ia adalah percikan gergasi. Seperti satu bilion mentol lampu meletup! Panjangnya sangat besar - beberapa ratus kilometer! Dan dia sangat jauh dari kita. Itulah sebabnya mula-mula kita melihatnya, dan barulah kita mendengar. Guruh adalah "suara" kilat. Lagipun, cahaya mencapai kita lebih cepat daripada bunyi.

Dan terdapat juga kilat di planet lain. Contohnya, di Marikh atau Venus. Kilat biasa berlangsung hanya sepersekian saat. Pada masa yang sama, ia terdiri daripada beberapa kategori. Kilat muncul kadangkala agak di luar jangkaan.

Bagaimanakah kilat terbentuk?

Kilat biasanya dilahirkan dalam awan petir, tinggi di atas tanah. Awan petir muncul apabila udara mula menjadi sangat panas. Inilah sebabnya mengapa terdapat ribut petir yang hebat selepas panas terik. Berbilion zarah bercas benar-benar berkumpul ke tempat asalnya. Dan apabila terdapat sangat, sangat banyak daripada mereka, mereka menyala. Dari sinilah kilat berasal - dari awan petir. Dia boleh mencecah tanah. Bumi menariknya. Tetapi ia boleh pecah di awan itu sendiri. Semuanya bergantung pada jenis kilat itu.

Apakah jenis kilat?

Terdapat pelbagai jenis kilat. Dan anda perlu tahu mengenainya. Ini bukan sahaja "reben" di langit. Semua "reben" ini berbeza antara satu sama lain.

Kilat sentiasa sambar, ia sentiasa melepaskan antara sesuatu. Terdapat lebih daripada sepuluh daripadanya! Setakat ini, kami hanya akan menamakan yang paling asas, melampirkan gambar kilat padanya:

• Antara awan petir dan tanah. Ini adalah "reben" yang sama yang kita biasa.

Antara pokok tinggi dan awan. "Reben" yang sama, tetapi pukulan diarahkan ke arah lain.

Riben zip - apabila bukan satu "reben", tetapi beberapa selari.

• Antara awan dan awan, atau hanya "bermain" dalam satu awan. Kilat jenis ini sering dilihat semasa ribut petir. Anda hanya perlu berhati-hati.

• Terdapat juga sambaran petir mendatar yang tidak menyentuh tanah langsung. Mereka dikurniakan kekuatan yang besar dan dianggap paling berbahaya.

• Dan semua orang telah mendengar tentang kilat bola! Hanya sedikit yang melihat mereka. Terdapat lebih sedikit orang yang ingin melihat mereka. Dan ada juga orang yang tidak percaya dengan kewujudan mereka. Tetapi bola api memang wujud! Sukar untuk mengambil gambar kilat seperti itu. Ia meletup dengan cepat, walaupun ia boleh "berjalan", tetapi seseorang di sebelahnya adalah lebih baik untuk tidak bergerak - ia berbahaya. Jadi ia bukan terpulang kepada kamera di sini.

• Sejenis kilat dengan nama yang sangat cantik - "St. Elmo's Lights". Tetapi ini tidak benar-benar kilat. Ini adalah cahaya yang muncul pada penghujung ribut petir pada bangunan berbujur, tanglung, tiang kapal. Juga percikan api, hanya tidak pudar dan tidak berbahaya. Lampu Saint Elmo sangat cantik.

• Kilat gunung berapi berlaku semasa letusan gunung berapi. Gunung berapi itu sendiri sudah mempunyai caj. Ini mungkin punca kilat.

• Kilat sprite adalah kilat yang anda tidak dapat lihat dari Bumi. Mereka muncul di atas awan dan setakat ini hanya sedikit orang yang mengkajinya. Petir ini kelihatan seperti obor-obor.

• Kilat bertitik jarang dipelajari. Ia amat jarang untuk memerhatikannya. Secara visual, ia benar-benar kelihatan seperti garis putus-putus - seolah-olah reben kilat meleleh.

Ini adalah bolt kilat yang berbeza. Hanya ada satu undang-undang untuk mereka - nyahcas elektrik.

Kesimpulan.

Malah pada zaman dahulu, kilat dianggap sebagai tanda dan kemarahan para Dewa. Dia adalah misteri dahulu dan kekal begitu sekarang. Tidak kira bagaimana mereka menguraikannya menjadi atom dan molekul terkecil! Dan ia sentiasa cantik gila!