Молния. Определение молния

Молния Википедия

Мо́лния — электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Молнии также были зафиксированы на Венере, Юпитере, Сатурне, Уране и др. Сила тока в разряде молнии на Земле достигает 10—500 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт[1].

Самая длинная молния была зафиксирована в Оклахоме в 2007 году. Её протяжённость составила 321 км. Самая продолжительная молния была зафиксирована в Альпах. Её длительность составила 7,74 секунды[2].

История изучения[ | код]

Молния 1882 (с) фотограф: Уильям Н. Дженнингс, Си. 1882

Широко известен опыт Франклина по выяснению электрической природы молнии. В 1750 году им опубликована работа, в которой описан эксперимент с использованием воздушного змея, запущенного в грозу. Опыт Франклина был описан в работе Джозефа Пристли.

В 1989 году были обнаружены особые виды молний в верхней атмосфере: эльфы[3] и спрайты. В 1995 году был открыт другой вид молний в верхней атмосфере — джеты[3].

Виды[ | код]

ru-wiki.ru

Электрическая молния. Определение, разновидности, воздействие

Молния – это электрический разряд скоплений электрического заряда в нижних слоях атмосферы. Она обладает гигантскими размерами и обычно сопровождается громом и появлением яркой вспышкой. Молнии также наблюдались на поверхности Юпитера, Венеры, Урана и других планет.

История исследования явления молний

Впервые, электрическая природа была исследована и изучена американским ученым и государственным деятелем Б. Франклином. Он провел опыт с бумажным змеем к шнуру, с прикрепленным к его хвосту ключом в 1752 г, в ходе которого получил искры во время дождя. Исследование Франклина было описано в научных трудах Д. Пристли.

С той поры физическое явление молнии интенсивно изучалось, поскольку её возникновение зачастую сопровождалось значительными повреждениями ЛЭП, домов и прочих строений. В 1889 г. были выявлены нетипичные разновидности молний – спрайты и эльфы. А в 1995 г. были исследованы молнии, происходящие в верхних слоях атмосферы, — джеты.

Природа возникновения молний

Молнии могут образовываться между близ расположенными наэлектризованными облаками или электризованным облаком и поверхностью земли. Причиной появления разрядов можно назвать скопившуюся разность потенциалов между землей и облаком, облаком и облаком при прохождении таких природных явлений, как снегопад, дождь и пр. В результате генерирующаяся подобным образом разность потенциалов может достигать 1 млрд. В, в последствии разряд энергии может формировать токи от 3 до 20 кА.

Для возникновения молнии требуется в относительно небольшом объеме облака сформировалось электрическое поле, характеризующееся достаточной напряженностью для генерации электрических разрядов (1 МВт/м), при этом в средней части облака необходимо наличие полей со средней напряженностью — 0,1-0,2 МВ/м. Электрическая энергия молний трансформируется в тепловую, звуковую и световую.

Разновидности молний

Обычно молнии генерируются кучево-дождевыми облаками, тогда их принято называть грозовыми, порой молнии формируются слоисто-дождевыми облаками.

Наиболее часто формирующимися молниями являются линейные, относящиеся к безэлектродным электрическим разрядам, поскольку они формируются (и оканчиваются) в скоплениях заряженных частиц.

В зависимости от области образования молнии классифицируют на:

— внутриоблачные;

— наземные;

— молнии в верхних атмосферных слоях (джеты, эльфы, спрайты).

Частность молний

По данным спутников и статистических наблюдений наиболее сильная частота молний за 1995-2003 гг. наблюдалась в Респ. Конго. Здесь примерно происходит около 158 уд. в год на 1 квад. метр. Кроме того, часто встречаются подобные явления в Венесуэле, Сингапуре и пр.

Воздействие молний на поверхность и земли и находящиеся на ней объекты

Молния по сути является электрическим взрывом, который по степени своего воздействия схож с детонацией взрывчатки. Также он имеет эффект ударной волны, оказывающей опасность на находящиеся рядом объекты, приводящие к разрушению построек, ломке деревьев даже без непосредственного воздействия электрическим током.

К примеру, при скорости увеличения тока в 30 тыс. А за 0,1 млсек. и диаметре канала в 10 см наблюдаются следующие явления ударного воздействия:

— на расстоянии от эпицентра 5 см – воздействие с силой 0,93 МПа,

— на расстоянии 0,5 метра – воздействие 0,025 Мпа, которое приводит к разрушению строительных конструкций, травмированную людей и животных;

— 5 м — 0,002 МПа -выбивание окон, оглушение людей.

pue8.ru

Молния

молния маквин, молнияМо́лния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Молнии также были зафиксированы на Венере, Юпитере, Сатурне и Уране и др. Сила тока в разряде молнии достигает 10-300 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт. Мощность разряда — от 1 до 1000 ГВт. Количество электричества, расходуемого молнией при разряде — от 2 до 10 кулон.

Содержание

1 История
- 1.1 Формирование молнии
- 1.2 Наземные молнии
- 1.3 Внутриоблачные молнии
- 1.4 Молнии в верхней атмосфере
  - 1.4.1 Эльфы
  - 1.4.2 Джеты
  - 1.4.3 Спрайты
2 Взаимодействие молнии с поверхностью земли и расположенными на ней объектами
- 2.1 Ударная волна от молнии
- 2.2 Люди и молния
- 2.3 Жертвы молний
- 2.4 Интересные факты
- 2.5 Деревья и молния
- 2.6 Молния и электроустановки
- 2.7 Молния и авиация
- 2.8 Молния и корабли
- 2.9 Деятельность человека, вызывающая молнию
3 См. также
4 Примечания
5 Ссылки
6 Литература

История

Молния 1882 (с) фотограф: Уильям Н. Дженнингс, Си. 1882

Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака. Широко известен опыт Франклина по выяснению электрической природы молнии. В 1750 году им опубликована работа, в которой описан эксперимент с использованием воздушного змея, запущенного в грозу. Опыт Франклина был описан в работе Джозефа Пристли.

Формирование молнии

Молния ударяет в Эйфелеву башню, фотография 1902 г.

Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда молния образуется в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.

Обычно наблюдаются линейные молнии, которые относятся к так называемым безэлектродным разрядам, так как они начинаются (и заканчиваются) в скоплениях заряженных частиц. Это определяет их некоторые до сих пор не объяснённые свойства, отличающие молнии от разрядов между электродами. Так, молнии не бывают короче нескольких сотен метров; они возникают в электрических полях значительно более слабых, чем поля при межэлектродных разрядах; сбор зарядов, переносимых молнией, происходит за тысячные доли секунды с миллиардов мелких, хорошо изолированных друг от друга частиц, расположенных в объёме нескольких км³. Наиболее изучен процесс развития молнии в грозовых облаках, при этом молнии могут проходить в самих облаках — внутриоблачные молнии, а могут ударять в землю — наземные молнии. Для возникновения молнии необходимо, чтобы в относительно малом (но не меньше некоторого критического) объёме облака образовалось электрическое поле (см. атмосферное электричество) с напряжённостью, достаточной для начала электрического разряда (~ 1 МВ/м), а в значительной части облака существовало бы поле со средней напряжённостью, достаточной для поддержания начавшегося разряда (~ 0,1—0,2 МВ/м). В молнии электрическая энергия облака превращается в тепловую, световую и звуковую.

Наземные молнии

Молнии в Бостоне.

Процесс развития наземной молнии состоит из нескольких стадий. На первой стадии, в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными зарядами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с молекулами, составляющими воздух, ионизуют их.

По более современным представлениям, ионизация атмосферы для прохождения разряда происходит под влиянием высокоэнергетического космического излучения — частиц с энергиями 1012-1015 эВ, формирующих широкий атмосферный ливень (ШАЛ) с понижением пробивного напряжения воздуха на порядок от такового при нормальных условиях.

По одной из гипотез, частицы запускают процесс, получивший название пробоя на убегающих электронах («спусковым крючком» процесса при этом являются космические лучи). Таким образом возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов — стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, сливаясь, дают начало яркому термоионизованному каналу с высокой проводимостью — ступенчатому лидеру молнии.

Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков метров со скоростью ~ 50 000 километров в секунду, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков микросекунд, а свечение сильно ослабевает; затем в последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков метров. Яркое свечение охватывает при этом все пройденные ступени; затем следуют снова остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 200 000 метров в секунду.

Молнии в г. Ессентуки

По мере продвижения лидера к земле напряжённость поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности Земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. Эта особенность молнии используется для создания молниеотвода.

В заключительной стадии по ионизованному лидером каналу следует обратный (снизу вверх), или главный, разряд молнии, характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч ампер, яркостью, заметно превышающей яркость лидера, и большой скоростью продвижения, вначале доходящей до ~ 100 000 километров в секунду, а в конце уменьшающейся до ~ 10 000 километров в секунду. Температура канала при главном разряде может превышать 20000-30000 °C. Длина канала молнии может быть от 1 до 10 км, диаметр — несколько сантиметров. После прохождения импульса тока ионизация канала и его свечение ослабевают. В финальной стадии ток молнии может длиться сотые и даже десятые доли секунды, достигая сотен и тысяч ампер. Такие молнии называют затяжными, они наиболее часто вызывают пожары. Но земля не является заряженой, поэтому принято считать что разряд молнии происходит от облака по направлению к земле(сверху вниз).

Главный разряд разряжает нередко только часть облака. Заряды, расположенные на больших высотах, могут дать начало новому (стреловидному) лидеру, движущемуся непрерывно со скоростью в тысячи километров в секунду. Яркость его свечения близка к яркости ступенчатого лидера. Когда стреловидный лидер доходит до поверхности земли, следует второй главный удар, подобный первому. Обычно молния включает несколько повторных разрядов, но их число может доходить и до нескольких десятков. Длительность многократной молнии может превышать 1 сек. Смещение канала многократной молнии ветром создаёт так называемую ленточную молнию — светящуюся полосу.

Внутриоблачные молнии

Внутриоблачные молнии над Тулузой, Франция. 2006 год

Внутриоблачные молнии включают в себя обычно только лидерные стадии; их длина колеблется от 1 до 150 км. Доля внутриоблачных молний растет по мере смещения к экватору, меняясь от 0,5 в умеренных широтах до 0,9 в экваториальной полосе. Прохождение молнии сопровождается изменениями электрических и магнитных полей и радиоизлучением, так называемыми атмосфериками.

Полёт из Калькутты в Мумбаи.

Вероятность поражения молнией наземного объекта растет по мере увеличения его высоты и с увеличением электропроводности почвы на поверхности или на некоторой глубине (на этих факторах основано действие молниеотвода). Если в облаке существует электрическое поле, достаточное для поддержания разряда, но недостаточное для его возникновения, роль инициатора молнии может выполнить длинный металлический трос или самолёт — особенно, если он сильно электрически заряжен. Таким образом иногда «провоцируются» молнии в слоисто-дождевых и мощных кучевых облаках.

Молнии в верхней атмосфере

Молнии и электрические разряды в верхних слоях атмосферы

В 1989 году был обнаружен особый вид молний — эльфы, молнии в верхней атмосфере. В 1995 году был открыт другой вид молний в верхней атмосфере — джеты.

Эльфы

Эльфы (англ. Elves; Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations from Electromagnetic Pulse Sources) представляют собой огромные, но слабосветящиеся вспышки-конусы диаметром около 400 км, которые появляются непосредственно из верхней части грозового облака. Высота эльфов может достигать 100 км, длительность вспышек — до 5 мс (в среднем 3 мс).

Джеты

Джеты представляют собой трубки-конусы синего цвета. Высота джетов может достигать 40-70 км (нижняя граница ионосферы), живут джеты относительно дольше эльфов.

Спрайты

Основная статья: Спрайт (молния)

Спрайты трудно различимы, но они появляются почти в любую грозу на высоте от 55 до 130 километров (высота образования «обычных» молний — не более 16 километров). Это некое подобие молнии, бьющей из облака вверх. Впервые это явление было зафиксировано в 1989 году случайно. Сейчас о физической природе спрайтов известно крайне мало.

Взаимодействие молнии с поверхностью земли и расположенными на ней объектами

Глобальная частота ударов молний (шкала показывает число ударов в год на квадратный километр)

Согласно ранним оценкам, частота ударов молний на Земле составляет 100 раз в секунду. По современным данным, полученным с помощью спутников, которые могут обнаруживать молнии в местах, где не ведётся наземное наблюдение, эта частота составляет в среднем 44 ± 5 раз в секунду, что соответствует примерно 1,4 миллиарда молний в год. 75 % этих молний ударяет между облаками или внутри облаков, а 25 % — в землю.

Самые мощные молнии вызывают рождение фульгуритов.

Ударная волна от молнии

Разряд молнии является электрическим взрывом и в некоторых аспектах похож на детонацию взрывчатого вещества. Он вызывает появление ударной волны, опасной в непосредственной близости. Ударная волна от достаточно мощного грозового разряда на расстояниях до нескольких метров может наносить разрушения, ломать деревья, травмировать и контузить людей даже без непосредственного поражения электрическим током. Например, при скорости нарастания тока 30 тысяч ампер за 0,1 миллисекунду и диаметре канала 10 см могут наблюдаться следующие давления ударной волны:

на расстоянии от центра 5 см (граница светящегося канала молнии) — 0,93 МПа,
на расстоянии 0,5 м — 0,025 МПа (разрушение непрочных строительных конструкций и травмы человека),
на расстоянии 5 м — 0,002 МПа (выбивание стёкол и временное оглушение человека).

На бо́льших расстояниях ударная волна вырождается в звуковую волну — гром.

Люди и молния

Молнии — серьёзная угроза для жизни людей. Поражение человека или животного молнией часто происходит на открытых пространствах, так как электрический ток идёт по кратчайшему пути «грозовое облако — земля». Часто молния попадает в деревья и трансформаторные установки на железной дороге, вызывая их возгорание. Поражение обычной линейной молнией внутри здания невозможно, однако бытует мнение, что так называемая шаровая молния может проникать через щели и открытые окна. Обычный грозовой разряд опасен для телевизионных и радиоантенн, расположенных на крышах высотных зданий, а также для сетевого оборудования.

В организме пострадавших отмечаются такие же патологические изменения, как при поражении электротоком. Жертва теряет сознание, падает, могут отмечаться судороги, часто останавливается дыхание и сердцебиение. На теле обычно можно обнаружить «метки тока», места входа и выхода электричества. В случае смертельного исхода причиной прекращения основных жизненных функций является внезапная остановка дыхания и сердцебиения, от прямого действия молнии на дыхательный и сосудодвигательный центры продолговатого мозга. На коже часто остаются так называемые знаки молнии, древовидные светло-розовые или красные полосы, исчезающие при надавливании пальцами (сохраняются в течение 1 — 2 суток после смерти). Они — результат расширения капилляров в зоне контакта молнии с телом.

Пострадавший от удара молнией нуждается в госпитализации, так как подвержен риску расстройств электрической активности сердца. До приезда квалифицированного медика ему может быть оказана первая помощь. В случае остановки дыхания показано проведение реанимации, в более легких случаях — помощь зависит от состояния и симптомов.

Жертвы молний

В мифологии и литературе:
1. Асклепий, Эскулап — сын Аполлона — бог врачей и врачебного искусства, не только исцелял, но и оживлял мёртвых. Чтобы восстановить нарушенный мировой порядок Зевс поразил его своей молнией.
2. Фаэтон — сын бога Солнца Гелиоса — однажды взялся управлять солнечной колесницей своего отца, но не сдержал огнедышащих коней и едва не погубил в страшном пламени Землю. Разгневанный Зевс пронзил Фаэтона молниями. Общий список см. Молния Зевса.
Исторические личности:
1. Казанский губернатор Сергей Голицын — 1 (12) июля 1738 года погиб во время охоты от удара молнии.
2. Российский академик Г. В. Рихман — в 1753 году погиб от удара молнии во время проведения научного эксперимента.
3. Народный депутат Украины, экс-губернатор Ровненской области В. Червоний 4 июля 2009 года погиб от удара молнии.

Интересные факты

Рой Салливан остался живым после семи ударов молнией.
Американский майор Саммерфорд, во время боёв во Фландрии, получил первый удар молнии в результате чего у него парализовало нижнюю часть тела. Выйдя в отставку Гарольд Саммерфорд уехал в Ванкувер, где проходил лечение. В 1924 году он отправился на рыбалку, к которой пристрастился и получил второй удар молнией который привел к параличу правой части тела. Через два года немного оправившись от травмы он вышел на прогулку в парк, где его настигла третья молния которая привела к полной парализации и смерти. Четвёртая молния, через четыре года после похорон, полностью разрушила его памятник на кладбище.
У индейцев Анд удар молнией считается необходимым для достижения высших уровней шаманской инициации.

Деревья и молния

Тополь, пораженный молнией во время летней грозы. Макеевка, Украина, фотография 2008 г. Ствол пораженного молнией тополя

Высокие деревья — частая мишень для молний. На реликтовых деревьях-долгожителях легко можно найти множественные шрамы от молний — громобоины. Считается, что одиночно стоящее дерево чаще поражается молнией, хотя в некоторых лесных районах громобоины можно увидеть почти на каждом дереве. Сухие деревья от удара молнии загораются. Чаще удары молнии бывают направлены в дуб, реже всего — в бук, что, по-видимому, зависит от различного количества жирных масел в них, представляющих большое сопротивление электричеству.

Молния проходит в стволе дерева по пути наименьшего электрического сопротивления, с выделением большого количества тепла, превращая воду в пар, который раскалывает ствол дерева или чаще отрывает от него участки коры, показывая путь молнии. В следующие сезоны деревья обычно восстанавливают повреждённые ткани и могут закрывать рану целиком, оставив только вертикальный шрам. Если ущерб является слишком серьёзным, ветер и вредители в конечном итоге убивают дерево. Деревья являются естественными громоотводами, и, как известно, обеспечивают защиту от удара молнии для близлежащих зданий. Посаженные возле здания, высокие деревья улавливают молнии, а высокая биомасса корневой системы помогает заземлять разряд молнии.

По этой причине нельзя прятаться от дождя под деревьями во время грозы, особенно под высокими или одиночными на открытой местности.

Из деревьев, поражённых молнией, делают музыкальные инструменты, приписывая им уникальные свойства.

Молния и электроустановки

Разряды молний представляют большую опасность для электрического и электронного оборудования. При прямом попадании молнии в провода в линии возникает перенапряжение, вызывающее разрушение изоляции электрооборудования, а большие токи обуславливают термические повреждения проводников. В связи с этим аварии и пожары на сложном технологическом оборудовании могут возникать не мгновенно, а в период до восьми часов после попадания молнии. Для защиты от грозовых перенапряжений электрические подстанции и распределительные сети оборудуются различными видами защитного оборудования такими как разрядники, нелинейные ограничители перенапряжения, длинноискровые разрядники. Для защиты от прямого попадания молнии используются молниеотводы и грозозащитные тросы. Для электронных устройств представляет опасность также и электромагнитный импульс, создаваемый молнией.

Молния и авиация

Атмосферное электричество вообще и молнии в частности представляют значительную угрозу для авиации. Попадание молнии в летательный аппарат вызывает растекание тока большой величины по его конструкционным элементам, что может вызвать их разрушение, пожар в топливных баках, отказы оборудования, гибель людей. Для снижения риска металлические элементы наружной обшивки летательных аппаратов тщательно электрически соединяются друг с другом, а неметаллические элементы металлизируются. Таким образом, обеспечивается низкое электрическое сопротивление корпуса. Для стекания тока молнии и другого атмосферного электричества с корпуса летательные аппараты оборудуются разрядниками.

Ввиду того, что электрическая емкость самолёта, находящегося в воздухе невелика, разряд «облако-самолёт» обладает существенно меньшей энергией по сравнению с разрядом «облако-земля». Наиболее опасна молния для низколетящего самолёта или вертолёта, так как в этом случае летательный аппарат может сыграть роль проводника тока молнии из облака в землю. Известно, что самолёты на больших высотах сравнительно часто поражаются молнией

www.turkaramamotoru.com

Молния - природное явление

Молния остаётся одним из завораживающих и странных явлений природы даже сейчас. В древности люди считали молнию знаком того, что божество, которому они поклоняются, сильно разгневано на них. Ведь молнии часто попадали в дома или деревья, уничтожая жильё и урожай. Даже по прошествии многих веков процесс возникновения молнии изучен не до конца, и никто точно не возьмётся сказать, когда и куда она ударит. В отличие от наших предков мы знаем, что молния – это гигантский электрический искровой разряд, который возникает в атмосфере в облаке, между несколькими облаками или между облаками и земной поверхностью. Длина его может достигать нескольких километров. Разряд этот сопровождается яркой вспышкой света и громом или содержит несколько повторных разрядов.

Из облака молния ударяет, когда напряжённость электрического поля между облаком и земной поверхностью доходит до предела. Облако и земля имеют определённые заряды, а молния аналогична электрическому току, который проходит между ними.

Молнии бывают нескольких видов. Самый распространённый вид молний - линейные. Выглядят они как длинные искривлённые яркие линии, чаще с большим количеством менее длинных ответвлений, которые соединяют небо и землю. Длина линейной молнии колеблется от 2-3 до 30 километров. Обычно молния попадает в отдельно стоящие или высокие объекты (здания, деревья).

Плоская молния проявляется в виде ярких вспышек в небе, не имеющих определённой формы. Такие разряды происходят в самом облаке или между облаками и образуются из множества небольших зарядов отдельных капель.

Самым редким и необычным видом молнии является шаровая. Она представляет собой небольшой шар, ярко-белого, оранжевого или красноватого цветов. Шаровая молния чаще всего появляться во время грозы, но может возникать и без неё. Такая молния может просуществовать несколько минут, взорваться или просто исчезнуть. Шаровая молния может изменять форму и просачиваться в самые узкие щели. По свидетельству очевидцев, она иногда проходит сквозь стены, двери или другие препятствия. Из-за редкости шаровой молнии о её природе практически ничего неизвестно.

Поделиться ссылкой

sitekid.ru

МОЛНИЯ это что такое МОЛНИЯ: определение — Право.НЭС

МОЛНИЯ

гигантский электрический искровой разряд между заряженными облаками или между облаками и земной поверхностью длиной несколько км, диаметром десятки см и длительностью десятые доли секунды. М. делят на внутриоблачные, т. е. возникающие в самих грозовых облаках, и наземные, т. е. ударяющие в землю. возникновение электрических зарядов в облаках связано с явлением подъема воздуха, богатого водяным паром, и интенсивной его конденсацией. в результате физических и, в частности, аэродинамических процессов в облаках происходит разделение электрических зарядов противоположных знаков, вызывающих разряды М. между облаками, т. е. они заряжаются положительным и отрицательным электричеством. Процесс развития наземной М. состоит из нескольких стадий. на первой стадии в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными электронами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с атомами воздуха, ионизируют их. т. о. возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов - стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, соединяясь, дают начало яркому термоионизированному каналу с высокой проводимостью - ступенчатому лидеру. По мере продвижения лидера к земле напряженность поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. на этом явлении основано создание молниеотвода. Существуют две основные разновидности М.: линейные и шаровые. Линейная М. представляет собой разряд атмосферного электричества между облаками или между облаками и землей, происходящий за десятитысячные доли секунды, сопровождающийся громом и протеканием тока в десятки килоампер (в некоторых случаях до 500 ка). Путь М. ветвистый, так как на ее пути встречаются участки воздуха с различными свойствами, а разряд всегда выбирает путь наименьшего сопротивления. При приближении разряда к земной поверхности на его дальнейшее продвижение начинают влиять другие факторы. Чаще всего разряд устремляется к возвышенным местам рельефа земли (холмы и т. п.) или к высоким строениям (трубы, мачты и др.), где заряды противоположного знака (положительные) особенно велики. на избирательность разряда влияет и электрическая проводимость грунта. нередки случаи прямого попадания М. в дно глубоких оврагов с влажной почвой, обладающей хорошей электропроводностью. Поэтому в холмистой местности наиболее безопасными считаются каменистые и песчаные склоны, так как большое электрическое сопротивление грунта в таких местах снижает вероятность попадания в них М. При нахождении человека во время грозы на равнинной местности ему не следует идти, стоять или располагаться вблизи деревьев. в этом случае безопаснее сесть на какой-нибудь камень. При ударе М. в автомобиль или трактор люди обычно не страдают, потому что металлическая кабина отводит возникающие при разряде токи мимо них в землю. не имеющее молниеотвода здание с неметаллической крышей не всегда обеспечивает полную безопасность, так как при ударе М. в строения такого типа возможны разряды со стен и крыши внутри здания. Наблюдается также и шаровая М., представляющая собой огненное тело, имеющее форму арбуза или груши диаметром 10-20 см и более. Температура шаровой М. 3000-5000 °С, а длительность существования от долей секунды до нескольких минут. Она обычно проникает в помещение через открытые окна, двери, щели, трубы, дымоходы и даже через небольшие щели или замочные скважины, а иногда по электропроводке. Шаровая М. Обычно возникает в конце грозы на несколько секунд. После нескольких перемещений она может исчезнуть, но часто взрывается, что приводит к воспламенению сгораемых предметов, механическим разрушениям и в отдельных случаях к гибели людей. Шаровая М. Встречается сравнительно редко, примерно в 300-500 раз реже линейной. Она способна перемещаться со скоростью до 2 м/с чаще всего по извилистому пути и в большинстве случаев в направлении ветра. При соприкосновении с шаровой М. На теле человека возникают сильные ожоги, иногда приводящие к смерти. Средства защиты от линейных М. часто неэффективны против шаровой. Поэтому рекомендуется дополнительно во время грозы закрывать все окна, двери, дымоходы и т. П., а вентиляционные решетки снабжать заземленными металлическими сетками, выполненными из проволоки диаметром 2-2,5 мм с ячейками площадью 3-4 см2.

Оцените определение:

Источник: Российская энциклопедия по охране труда. В 3 т.

determiner.ru

Молния - значение слова, определение слова, слово означает

Молния, гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Электрическая природа М. была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака.

Наиболее часто М. возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда М. образуются в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.

Обычно наблюдаются линейные М., которые относятся к т. н. безэлектродным разрядам, т. к. они начинаются в скоплениях заряженных частиц. Это определяет их некоторые, до сих пор необъяснённые свойства, отличающие М. от разрядов между электродами. Так, М. не бывают короче несколько сотен м; они возникают в электрических полях значительно более слабых, чем поля при межэлектродных разрядах; сбор зарядов, переносимых М., происходит за тысячные доли секунды с мириадов мелких, хорошо изолированных друг от друга частиц, расположенных в объёме несколько км3. Наиболее изучен процесс развития М. в грозовых облаках, при этом М. могут проходить в самих облаках — внутриоблачные, а могут ударять в землю — наземные. Для возникновения М. необходимо, чтобы в относительно малом (но не меньше некоторого критического) объёме облака образовалось электрическое поле (см. Атмосферное электричество) с напряжённостью, достаточной для начала электрического разряда (~ 1 Мв/м), а в значительной части облака существовало бы поле со средней напряжённостью, достаточной для поддержания начавшегося разряда (~ 0,1—0,2 Мв/м). В М. электрическая энергия облака превращается в тепловую.

Процесс развития наземной М. состоит из несколько стадий. На первой стадии в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными электронами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с атомами воздуха, ионизуют их. Т. о. возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов — стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, сливаясь, дают начало яркому термоионизованному каналу с высокой проводимостью — ступенчатому лидеру М. (рис., а, б). Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков м со скоростью ~ 5×107м/сек, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков мксек, а свечение сильно ослабевает; затем в последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков м. Яркое свечение охватывает при этом все пройденные ступени; затем следуют снова остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 2×105м/сек. По мере продвижения лидера к земле напряжённость поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности Земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. Эта особенность М. используется для создания молниеотвода. В заключительной стадии по ионизованному лидером каналу (рис., в) следует обратный, или главный, разряд М., характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч а, яркостью, заметно превышающей яркость лидера, и большой скоростью продвижения, вначале доходящей до ~ 108м/сек, а в конце уменьшающейся до ~ 107м/сек. Температура канала при главном разряде может превышать 25 000 °С. Длина канала М. 1—10 км, диаметр — несколько см. После прохождения импульса тока ионизация канала и его свечение ослабевают. В финальной стадии ток М. может длиться сотые и даже десятые доли сек, достигая сотен и тысяч а. Такие М. называют затяжными, они наиболее часто вызывают пожары.

Главный разряд разряжает нередко только часть облака. Заряды, расположенные на больших высотах, могут дать начало новому (стреловидному) лидеру, движущемуся непрерывно со средней скоростью ~ 106м/сек. Яркость его свечения близка к яркости ступенчатого лидера. Когда стреловидный лидер доходит до поверхности земли, следует второй главный удар, подобный первому. Обычно М. включает несколько повторных разрядов, но их число может доходить и до нескольких десятков. Длительность многократной М. может превышать 1 сек. Смещение канала многократной М. ветром создаёт т. н. ленточную М. — светящуюся полосу.

Внутриоблачные М. включают в себя обычно только лидерные стадии; их длина от ~ 1 до 150 км. Доля внутриоблачных М. растет по мере смещения к экватору, меняясь от 0,5 в умеренных широтах до 0,9 в экваториальной полосе. Прохождение М. сопровождается изменениями электрических и магнитных полей и радиоизлучением, т. н. атмосфериками. Вероятность поражения М. наземного объекта растет по мере увеличения его высоты и с увеличением электропроводности почвы на поверхности или на некоторой глубине (на этих факторах основано действие громоотвода). Если в облаке существует электрическое поле, достаточное для поддержания разряда, но недостаточное для его возникновения, роль инициатора М. может выполнить длинный металлический трос или самолёт — особенно, если он сильно электрически заряжен. Таким образом иногда «провоцируются» М. в слоисто-дождевых и мощных кучевых облаках.

Особый вид М. — шаровая М., светящийся сфероид, обладающий большой удельной энергией, образующийся нередко вслед за ударом линейной М. Длительность существования шаровой М. от секунд до минут, а исчезновение М. может сопровождаться взрывом, вызывающим разрушения. Природа шаровой М. ещё не выяснена. М., как линейная, так и шаровая, могут быть причиной тяжёлых поражений и гибели людей.

Удары М. могут сопровождаться разрушениями, вызванными её термическими и электродинамическими воздействиями, а также некоторыми опасными последствиями, возникающими в результате её электромагнитного и светового излучения. Наибольшие разрушения вызывают удары М. в наземные объекты при отсутствии хороших токопроводящих путей между местом удара и землёй. От электрического пробоя в материале образуются узкие каналы, в которые устремляется ток М. Поскольку в каналах создаётся очень высокая температура, часть материала интенсивно испаряется со взрывом. Это приводит к разрыву или расщеплению объекта, пораженного М., и воспламенению его горючих элементов. Наряду с этим возможно возникновение больших разностей потенциалов и электрических разрядов между отдельными предметами внутри строения. Такие разряды могут также явиться причиной пожаров и поражения людей электрическим током. Часто прямым ударам М. подвергаются сооружения, возвышающиеся над окружающими строениями, например неметаллические дымовые трубы, башни, пожарные депо, и строения, отдельно стоящие в открытой местности. Очень высокие объекты (телевизионные мачты, привязные аэростаты) могут быть поражены М. в точках, лежащих заметно ниже их вершины; этот эффект связан с воздействием на путь М. объёмных зарядов, создаваемых в атмосфере этими объектами. Весьма опасны прямые удары М. в воздушные линии связи с деревянными опорами. Атмосферные перенапряжение с большой амплитудой, попав в линию, распространяется по проводам и может вызвать электрические разряды с проводов и электроаппаратуры (громкоговорителей, телефонных аппаратов, выключателей и т. п.) на землю и на различные предметы, что может привести к разрушениям, пожарам и поражению людей электрическим током. Прямые удары М. в высоковольтные линии электропередачи вызывают электрические разряды с провода на землю или между проводами; эти разряды часто переходят под действием рабочего напряжения линии в электрическую дугу, приводящую к коротким замыканиям и отключению линии. Атмосферное перенапряжение, попадая с линии на оборудование станций и подстанций, вызывает разрушение изоляции (пробой), аппаратуры и машин. Попадание М. в самолёт может привести к разрушениям элементов конструкции, нарушению работы радиоаппаратуры и навигационных приборов, ослеплению и даже непосредственному поражению экипажа. При ударе М. в дерево разряд может поразить находящихся около него людей; опасно также напряжение, возникающее вблизи дерева при растекании с него тока М. на землю.

Лит.: Стекольников И. С., Физика молнии и грозозащита, М. — Л., 1943; Разевиг Д. В., Атмосферные перенапряжения на линиях электропередачи, М. — Л., 1959; Юман М. А., Молния, пер.(перевод) с англ.(английский), М., 1972; Имянитов И. М., Чубарина Е. В., Шварц Я. М., Электричество облаков, Л., 1971; Имянитов И. М., Тихий Д. Я., За гранью закона, Л., 1967.

И. М. Имянитов.

Схема развития наземной молнии: а, б — две ступени лидера; 1 — облако; 2 — стримеры; 3 — канал ступенчатого лидера; 4 — корона канала; 5 — импульсная корона на головке канала; в — образование главного канала молнии (К).

vseslova.com.ua

МОЛНИЯ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

МОЛНИЯ, природный разряд больших скоплений электрического заряда в нижних слоях атмосферы. Одним из первых это установил американский государственный деятель и ученый Б.Франклин. В 1752 он провел опыт с бумажным змеем, к шнуру которого был прикреплен металлический ключ, и получил от ключа искры во время грозы. С тех пор молния интенсивно изучалась как интересное явление природы, а также из-за серьезных повреждений линий электропередачи, домов и других строений, вызываемых прямым ударом молнии или наведенным ею напряжением. Результаты таких исследований кратко излагаются ниже.

Теория.

Разряды молний могут происходить между соседними наэлектризованными облаками или между наэлектризованным облаком и землей. Разряду предшествует возникновение значительной разности электрических потенциалов между соседними облаками или между облаком и землей вследствие разделения и накопления атмосферного электричества в результате таких природных процессов, как дождь, снегопад и т.д. Возникшая таким образом разность потенциалов может достигать миллиарда вольт, а последующий разряд накопленной электрической энергии через атмосферу может создавать кратковременные токи от 3 до 200 кА. Для объяснения электризации грозовых облаков был разработан ряд теорий. В 1929 Дж.Симпсон предложил теорию, которая объясняет электризацию дроблением дождевых капель потоками воздуха. В результате дробления падающие более крупные капли заряжаются положительно, а остающиеся в верхней части облака более мелкие – отрицательно. В основе индукционной теории, предложенной в 1885, лежит предположение о том, что электрические заряды разделяются электрическим полем Земли, имеющей отрицательный заряд. В теории свободной ионизации Ч.Вильсона предполагается, что электризация возникает как результат избирательного накопления ионов находящимися в атмосфере капельками разных размеров. Возможно, что электризация грозовых облаков осуществляется совместным действием всех этих механизмов, а основным из них является падение достаточно крупных частиц, электризуемых трением об атмосферный воздух.

Разряд.

На открытой местности разряды положительной и отрицательной полярности наблюдаются одинаково часто, но около 95% ударов в линии электропередачи и антенны исходят из отрицательно заряженных облаков. Разряд молнии характеризуется чрезвычайно быстрым нарастанием тока до пикового значения, как правило, достигаемого за время от 1 до 80 мкс (миллионных долей секунды), и последующим падением тока обычно за 3–200 мкс после пикового значения.

Многократные молнии.

Многократные молнии – обычное явление, они могут насчитывать до 40 разрядов с интервалами от 500 мкс до 0,5 с, а полная продолжительность многократного разряда может достигать 1 с. С помощью фоторегистратора с временной разверткой было детально изучено развитие разряда молнии от облака до земли. Разряд развивается лавинообразно, сначала в виде ионизованного канала, получившего название лидера молнии, который ступенчато продвигается от облака к земле. Скорость ступенчатого движения лидера к земле равна приблизительно 45·106 м/с, причем интервал между ступенями составляет около 100 мкс. Длина каждой ступени лидера – около 45 м, так что полное время движения до земли может достигать 0,02 с. Затем по этому ионизованному каналу от земли к облаку движется основной разряд со скоростью от 2·107 м/с до 15·107 м/с. Он обычно глубоко проникает внутрь облака, образуя множество разветвленных каналов. Свечение этого яркого разряда, обусловленное рекомбинацией ионизованных атомов, может продолжаться более секунды.

Канал.

Канал молнии определяется электрическим полем на конце движущегося лидера и локальной ионизацией. Вблизи земли его движение определяется земными стримерами или коронным разрядом, возникающим над заостренными проводящими предметами, выступающими над поверхностью земли. Молния с большой вероятностью повторно ударяет в ту же самую точку, если только объект не разрушен предыдущим ударом. Диаметр ядра светящегося разряда – от 1 до 2 см, а наэлектризованная зона вокруг ядра составляет, по-видимому, несколько метров в диаметре. Разветвленность разряда молнии между облаками обусловлена ступенчатым характером движения лидера, направление каждого шага которого определяется локальными условиями ионизации и потому носит в значительной мере случайный характер.

Проверь себя!Ответь на вопросы викторины «Физика»

Что такое изотоп, чему равно число Авогадро и что изучает наука реология?

<<	<	Ноябрь 2013			>	>>
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
				1	2	3
4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17
18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30