Typer lynfysikk. Hva er typene lyn? Hva du skal gjøre når lynet nærmer seg

"fysisk fenomen"

gigantisk elektrisk gnistutladning i atmosfæren, vanligvis manifestert av et sterkt lysglimt og torden som følger med det. Elektrisk natur lyn ble avslørt i forskningen til den amerikanske fysikeren B. Franklin, på grunnlag av hvilken et eksperiment ble utført for å utvinne elektrisitet fra en tordensky.

Oftest oppstår lyn i cumulonimbusskyer, da kalles de tordenskyer; noen ganger dannes lyn i nimbostratusskyer, så vel som under vulkanutbrudd, tornadoer og støvstormer.

Prosessen med utvikling av bakkelyn består av flere stadier. På det første stadiet, i sonen der det elektriske feltet når en kritisk verdi, begynner støt-ionisering, som først skapes av frie elektroner, alltid tilstede i en liten mengde i luften, som under påvirkning av et elektrisk felt oppnår betydelige hastigheter mot jorden og, kolliderer med luftatomer, ioniserer dem. At. elektronskred dukker opp og blir til filamenter av elektriske utladninger - streamere, som er godt ledende kanaler, som, sammenslåing, gir opphav til en lys termisk ionisert kanal med høy ledningsevne - en trinnleder.

Lederens flytting til jordens overflate skjer i trinn på flere titalls meter med en hastighet på ~ 5 * 10 000 000 m / s, hvoretter bevegelsen stopper i flere titalls mikrosekunder, og gløden svekkes sterkt; så, i neste etappe, går lederen igjen flere titalls meter.En lys glød dekker alle trinnene som er gått; så følger en stopp og en svekkelse av gløden igjen. Disse prosessene gjentas når lederen beveger seg til jordens overflate med en gjennomsnittshastighet på 2*100 000 m/s. Når lederen beveger seg mot bakken, øker feltstyrken ved dens ende, og under dens handling blir en responsstreamer kastet ut fra objektene som stikker ut på jordens overflate, og forbinder seg med lederen.

lyn former

Linje lyn

Et utladning av lineært lyn skjer mellom skyer, inne i en sky, eller mellom en sky og bakken, og har vanligvis en lengde på rundt 2-3 km, men det er lyn opp til 20-30 km lange.

Ser ut som brutt linje ofte med flere grener. Lynfarge - hvit, gul, blå eller rødlig

Oftest når diameteren på tråden til et slikt lyn et par titalls centimeter. Denne typen er den vanligste; vi ser det oftest. Lineært lyn vises når det elektriske feltet i atmosfæren er opptil 50 kV / m, den potensielle forskjellen i banen kan nå hundrevis av millioner volt. Lynstrømmen av denne typen er omtrent 10 tusen ampere. En tordensky som produserer en lineær lynutladning hvert 20. sekund har en elektrisk energi på 20 millioner kW. Potensiell Elektrisk energi lagret av en slik sky er lik energien til en megatonnbombe.

Dette er den vanligste formen for lyn.

Flat glidelås

Flatt lyn ser ut som et spredt lysglimt på overflaten av skyer. Tordenvær, bare ledsaget av flatt lyn, er klassifisert som svake, og de observeres vanligvis bare tidlig på våren eller sen høst.

Tape glidelås

Båndlyn - flere identiske sikksakk-utslipp fra skyer til bakken, parallelt forskjøvet i forhold til hverandre med små eller ingen hull.

Perlelyn

En sjelden form for elektrisk utladning under et tordenvær, i form av en kjede av lysende prikker.Levetiden til perlelyn er 1–2 sekunder. Det er bemerkelsesverdig at banen til perlelyn ofte har en bølgelignende karakter. I motsetning til lineært lyn, forgrener ikke sporet av perlelynnet - dette er særpreg denne typen.

rakett lyn

Rakettlyn er en sakte utviklende utladning som varer 1–1,5 sekunder. Rakettlyn er svært sjelden.

Ball lyn

Kulelyn er en lysende elektrisk ladning i forskjellige farger og størrelser. Nær bakken ser den oftest ut som en ball med en diameter på omtrent 10 cm, sjeldnere har den formen av en ellipsoide, en dråpe, en skive, en ring og til og med en kjede med tilkoblede baller. Varigheten av eksistensen av balllyn er fra flere sekunder til flere minutter, fargen på gløden er hvit, gul, lyseblå, rød eller oransje. Vanligvis beveger denne typen lyn seg sakte, nesten lydløst, akkompagnert av bare en liten knitring, plystring, summing eller susing. Kulelyn kan trenge inn i lukkede rom gjennom sprekker, rør, vinduer.

En sjelden form for lyn, ifølge statistikken er det 2-3 kulelyn per tusen vanlige lyn.

Naturen til kulelyn er ikke fullt ut forstått. Det er mange hypoteser om opprinnelsen til kulelyn, fra vitenskapelig til fantastisk.

gardin glidelås

Gardinlyn ser ut som et bredt vertikalt bånd av lys, ledsaget av en lav lav rumling.

Volumetrisk lyn

Bulk lyn - en hvit eller rødlig blink med lave gjennomskinnelige skyer, med sterk lyd torsk fra overalt. Det observeres oftere før hovedfasen av et tordenvær.

stripe glidelås

Stripete lyn - minner sterkt om Polarlys, "lagt på siden" - horisontale striper av lys (3-4 striper) er gruppert over hverandre.

Alver, jetfly og sprites

Alver (Engelske alver; utslipp av lys og svært lavfrekvente forstyrrelser fra elektromagnetiske pulskilder) er enorme, men svakt lysende blitzkjegler med en diameter på rundt 400 km, som vises direkte fra toppen av en tordensky.

Dysene er blå rørkjegler.

Sprites - et slags lyn som slår opp fra skyen. For første gang ble dette fenomenet registrert i 1989 ved et uhell. Svært lite er kjent om den fysiske naturen til sprites.

Jetfly og alver dannes fra toppen av skyene til den nedre kanten av ionosfæren (90 kilometer over jordens overflate). Varigheten av disse nordlyset er en brøkdel av et sekund. For å fotografere slike kortvarige fenomener trengs høyhastighets bildebehandlingsutstyr. Først i 1994, da de fløy i et fly over et stort tordenvær, klarte forskerne å fange dette fantastiske synet.

Andre fenomener

blinker

Blink er hvite eller blå stille lysglimt observert om natten i delvis overskyet eller klart vær. Blink oppstår vanligvis i andre halvdel av sommeren.

Zarnitsa

Zarnitsy - refleksjoner av fjerne høye tordenvær, synlig om natten i en avstand på opptil 150 - 200 km. Lyden av torden under lynet høres ikke, himmelen er overskyet.

Vulkanisk lyn

Det finnes to typer vulkansk lyn. Den ene oppstår ved vulkanens krater, og den andre, som vist på dette bildet av Puyehue-vulkanen i Chile, elektrifiserer røyken fra vulkanen. Vann og frosne askepartikler i røyken gnis mot hverandre, og dette forårsaker statiske utladninger og vulkansk lyn.

Lyn Catatumbo

Catatumbo-lyn er et fantastisk fenomen som bare observeres på ett sted på planeten vår - ved sammenløpet av Catatumbo-elven inn i Maracaibo-sjøen ( Sør Amerika). Det mest overraskende med denne typen lyn er at utslippene varer i omtrent 10 timer og dukker opp om natten 140-160 ganger i året. Catatumbo-lyn er godt synlig på ganske lang avstand - 400 kilometer. Lyn av denne typen ble ofte brukt som et kompass, hvorfra folk til og med kalte stedet for deres observasjon - "Maracaibo Lighthouse".

De fleste sier at Catatumbo lyn er den største enkeltstående ozongeneratoren på jorden, fordi. vind fra Andesfjellene forårsaker tordenvær. Metan, som er rikelig i atmosfæren til disse våtmarkene, stiger til skyene og gir næring til lynutslipp.

Federal Agency for Education

Statens utdanningsinstitusjon for høyere profesjonsutdanning

PETROZAVODSK STATSUNSITET

Lineært lyn.

Dens fødsel og bruksmetoder.

Petrozavodsk 2009

Liste over utøvere:

Egorova Elena,

1 kurs, gruppe 21102

Lebedev Pavel,

1 kurs, gruppe 21112

Shelegina Irina,

1 kurs, gruppe 21102

Lyn. Generell informasjon………………………………………….4

Historie. Teorier om opprinnelse…………………………………5

Lynformasjon……………………………………….6

Lyn. Generell informasjon

Lyn er en gnistutladning av statisk elektrisitet samlet i tordenskyer.

Lengden på lineært lyn er flere kilometer, men kan nå 20 km eller mer.

Formen for lyn ligner vanligvis på de forgrenede røttene til et tre som har vokst på himmelen.

Hovedlynkanalen har flere grener 2-3 km lange.

Diameteren på lynkanalen er fra 10 til 45 cm.

Varigheten av eksistensen av lyn er tideler av et sekund.

gjennomsnittshastighet lynbevegelse 150 km/s.

Strømstyrken inne i lynkanalen når 200 000 A.

Plasmatemperaturen i lyn overstiger 10 000 °C.

Den elektriske feltstyrken inne i en tordensky varierer fra 100 til 300 volt/cm, men før en lynutladning i separate små volumer kan den nå opp til 1600 volt/cm.

Den gjennomsnittlige ladningen til en tordensky er 30-50 coulombs. I hver lynutladning overføres 1 til 10 coulombs elektrisitet.

Sammen med de vanligste lineære lynene er det noen ganger rakett-, perle- og balllyn. Rakettlyn er svært sjelden. Den varer i 1-1,5 sekunder og er en utslipp som langsomt utvikler seg mellom skyene. Perlelyn skal også tilskrives svært sjeldne typer lyn. Den har en total varighet på 0,5 sekunder og vises for øyet mot bakgrunnen av skyer i form av lysende rosenkranser med en diameter på ca 7 cm Kulelyn er i de fleste tilfeller en sfærisk formasjon med en diameter på 10-20 cm kl. jordoverflaten, og opptil 10 m i høyden av skyene.

På jorden observeres omtrent 100 lineære lynutladninger hvert sekund, den gjennomsnittlige kraften som brukes på skalaen til hele jorden for dannelse av tordenvær er 1018 erg / sek. Det vil si at energien som frigjøres under nedbør fra en tordensky overskrider dens elektriske energi betydelig.

2. Historien om studiet av lynets natur og de første "teoriene" for å forklare dette naturfenomen

Lyn og torden ble opprinnelig oppfattet av mennesker som et uttrykk for gudenes vilje og,

spesielt som en manifestasjon av Guds vrede. Samtidig et nysgjerrig menneske

sinnet fra eldgamle tider prøvde å forstå naturen til lyn og torden, for å forstå dem

naturlige årsaker. I antikken tenkte Aristoteles på dette. Ovenfor

Lucretius tenkte på lynets natur. Veldig naivt

forsøker å forklare torden som en konsekvens av at "skyer kolliderer der under

vindens angrep."

I mange århundrer, inkludert middelalderen, ble det antatt at lyn er et brennende

damp fanget i skyer av vanndamp. Utvidende, det bryter gjennom dem i det meste

svakt punkt og suser raskt ned til jordoverflaten. I 1929 foreslo J. Simpson en teori som forklarer elektrifisering ved å knuse regndråper av luftstrømmer. Som et resultat av knusing blir fallende større dråper positivt ladet, mens mindre som er igjen i den øvre delen av skyen er negativt ladet. I Ch.Wilsons teori om fri ionisering antas det at elektrisering skjer som et resultat av selektiv akkumulering av ioner av dråper av ulik størrelse lokalisert i atmosfæren. Det er mulig at elektrifiseringen av tordenskyer utføres ved felles handling av alle disse mekanismene, og den viktigste er fallet av tilstrekkelig store partikler elektrifisert ved friksjon mot atmosfærisk luft.

I 1752 beviste Benjamin Franklin eksperimentelt at lyn er

sterk elektrisk utladning. Forskeren utførte det berømte eksperimentet med luft

en drage som ble skutt opp i luften da et tordenvær nærmet seg.

Erfaring: En spiss ledning ble festet på tverrstykket til slangen,

en nøkkel og et silkebånd ble knyttet til enden av tauet, som han holdt med hånden.

Så snart tordenskyen var over dragen, ble den skjerpede ledningen

trekke ut en elektrisk ladning fra den, og dragen, sammen med slepelinjen, vil bli elektrifisert.

Etter regnet våter slangen sammen med strengen, og gjør dem derved

fri til å lede en elektrisk ladning, kan observeres som en elektrisk

ladningen vil "tømmes" når fingeren nærmer seg.

Samtidig med Franklin, studiet av lynets elektriske natur

var engasjert i M.V. Lomonosov og G.V. Richman. Takket være deres forskning på midten av 1700-tallet, ble lynets elektriske natur bevist. Siden den gang har det blitt klart at lyn er en kraftig elektrisk utladning som oppstår når skyene er tilstrekkelig elektrifisert.

3. Lynforming

Oftest oppstår lyn i cumulonimbusskyer, da kalles de tordenskyer; noen ganger dannes lyn i nimbostratus-skyer, så vel som under vulkanutbrudd, tornadoer og støvstormer.

Vanligvis observeres lineære lyn, som tilhører elektrodeløse utladninger, siden de begynner (og slutter) i klynger av ladede partikler. Dette bestemmer noen av deres fortsatt uforklarlige egenskaper som skiller lyn fra utladninger mellom elektrodene. Så, lynet er ikke kortere enn noen hundre meter; de oppstår i elektriske felt som er mye svakere enn feltene under interelektrodeutladninger; Samlingen av ladninger båret av lynet skjer i tusendeler av et sekund fra myriader av små, godt isolerte partikler lokalisert i et volum på flere km3. Prosessen med utvikling av lyn i tordenskyer er mest studert, mens lyn kan passere i selve skyene - intracloud lyn, og kan treffe bakken - bakke lyn.

For at lyn skal oppstå, er det nødvendig at det i et relativt lite (men ikke mindre enn et visst kritisk) volum av skyen dannes et elektrisk felt med en styrke som er tilstrekkelig til å starte en elektrisk utladning (~ 1 MV/m), og i en betydelig del av skyen vil det være et felt med en gjennomsnittlig styrke tilstrekkelig til å opprettholde utslippet som har begynt (~ 0,1-0,2 MV / m). Ved lyn omdannes den elektriske energien til skyen til varme og lys.

Lynutladninger kan oppstå mellom nærliggende elektrifiserte skyer eller mellom en elektrifisert sky og bakken. Forut for utladningen oppstår det en betydelig forskjell i elektriske potensialer mellom naboskyer eller mellom en sky og bakken på grunn av separasjon og akkumulering av atmosfærisk elektrisitet som et resultat av slike naturlige prosesser som regn, snøfall osv. Den resulterende potensialforskjellen kan nå en milliard volt, og den påfølgende utladningen av den akkumulerte elektriske energien gjennom atmosfæren kan skape kortsiktige strømmer fra 3 til 200 kA.

4. Hovedfaser av den første og påfølgende

lynkomponenter

Tilhørigheten til lyn med en gnistutladning ble bevist av verkene til Benjamin Franklin for to og et halvt århundre siden. Når man sier en slik setning i dag, ville det være mer riktig å nevne disse to formene for elektrisk utladning i omvendt rekkefølge, siden de viktigste strukturelle elementene i en gnist opprinnelig ble observert i lyn og først da ble oppdaget i laboratoriet. Årsaken til en slik ikke-standard sekvens av hendelser er enkel: lynutladningen har en betydelig lengre lengde, utviklingen tar lengre tid, og derfor krever optisk opptak av lyn ikke utstyr med en spesielt høy romlig og tidsmessig oppløsning. De første og fortsatt imponerende tidssveipene med lynutladninger ble utført ved hjelp av enkle kameraer med en mekanisk gjensidig bevegelse av linsen og filmen (Boyce-kameraer) tilbake på 30-tallet. De gjorde det mulig å identifisere to hovedfaser av prosessen: leder Og hjem etapper.

I løpet av leder stadium i intervallet sky-grunn eller mellom skyene spirer en ledende plasmakanal - lederen. Det er født i området med et sterkt elektrisk felt, som absolutt er tilstrekkelig til å ionisere luften med et elektronpåvirkning, men lederen må bane hoveddelen av banen der styrken til det ytre feltet (fra ladningen av tordenskyer) ) ikke overstiger flere hundre volt per centimeter. Likevel øker lengden på lederkanalen, noe som betyr at intens ionisering skjer ved hodet, og gjør nøytral luft til et sterkt ledende plasma. Dette er mulig fordi lederen selv bærer sitt eget sterke felt. Den er skapt av en volumladning konsentrert i området av kanalhodet og beveger seg sammen med den. Funksjonen til en leder, som galvanisk forbinder lederens hode med lynets startpunkt, utføres av plasmakanalen til lederen. Lederen vokser i ganske lang tid, opp til 0,01 s - en evighet på skalaen til de flyktige fenomenene med en pulserende elektrisk utladning. Hele denne tiden må plasmaet i kanalen opprettholde høy ledningsevne. Dette er umulig uten å varme opp gassen til temperaturer som nærmer seg temperaturen til en elektrisk lysbue (over 5000-6000 K). Spørsmålet om balansen av energi i kanalen, som kreves for

hans oppvarming og for å kompensere for tap - en av de viktigste i teorien om lederen.

Lederen er et nødvendig element i ethvert lyn. I en flerkomponent fakkel begynner ikke bare den første, men også alle etterfølgende komponenter med lederprosessen. Avhengig av lynets polaritet, utviklingsretningen og nummeret på komponenten (den første eller noen av de påfølgende), kan ledermekanismen endres, men essensen av fenomenet forblir den samme. Den består i dannelsen av en svært ledende plasmakanal på grunn av den lokale forsterkningen av det elektriske feltet i umiddelbar nærhet av lederhodet.

Hovedstadiet av lynet(returslag) starter fra det øyeblikket lederen kommer i kontakt med bakken eller en jordet gjenstand. Oftest er dette ikke direkte kontakt. Fra toppen av objektet kan en egen lederkanal, kalt tellelederen, komme opp og bevege seg mot lynlederen. Møtet deres markerer begynnelsen på hovedscenen. Mens han beveget seg i sky-til-bakke-gapet, hadde hodet til lynlederen et høyt potensial som kan sammenlignes med potensialet til et tordenvær.

skyer ved lynets startpunkt (de er forskjellige i spenningsfallet på kanalen). Etter kontakt tar lederhodet på jordpotensialet, og ladningen renner ned i bakken. Over tid skjer det samme med andre.

deler av kanalen med høyt potensial. Denne "lossingen" skjer gjennom forplantningen av lederens ladningsnøytraliseringsbølge gjennom kanalen fra bakken til skyen. Bølgehastigheten nærmer seg lysets hastighet, opptil 108 m/s. Mellom bølgefronten og jorden strømmer gjennom kanalen

en sterk strøm som fører en ladning til bakken fra "avlastnings"-delene av kanalen. Strømamplituden avhenger av den innledende potensielle fordelingen langs kanalen. I snitt er det nærmere 30 kA, og for det meste

kraftig lyn når 200-250 kA. Overføringen av en så sterk strøm er ledsaget av en intens frigjøring av energi. På grunn av dette varmes gassen i kanalen raskt opp og utvides; oppstår sjokkbølge. Tordenrullen er en av dens manifestasjoner. Energisk sett er hovedscenen den mektigste. Det er også preget av den raskeste endringen i strøm. Brattheten i stigningen kan overstige 1011 A/s - derav den ekstremt kraftige elektromagnetiske strålingen som følger med en lynutladning. Det er derfor en fungerende radio eller TV reagerer intenst på tordenvær.

interferens, og dette skjer ved avstander på titalls kilometer.

Gjeldende pulser fra hovedscenen følger ikke bare den første, men også alle påfølgende komponenter i det nedadgående lynet. Dette betyr at lederen av hver neste komponent lader den som beveger seg mot bakken.

kanal, og under hovedstadiet blir en del av denne ladningen nøytralisert og omfordelt. Lange torden er resultatet av superposisjonen av lydbølger eksitert av strømpulser fra hele befolkningen

påfølgende komponenter. For stigende lyn er bildet noe annerledes. Første komponentleder

starter fra et punkt med null potensial. Etter hvert som kanalen vokser, endres hodepotensialet gradvis inntil lederprosessen bremser ned et sted i dypet av tordenskyen. Dette er ikke ledsaget av noen raske ladningsendringer, og derfor har den første komponenten av stigende lyn den viktigste

scene mangler. Det observeres bare i påfølgende komponenter som starter allerede fra skyen og beveger seg mot bakken, ikke forskjellig fra de påfølgende komponentene av synkende lyn.

I vitenskapelige termer er hovedstadiet av intercloud-lyn av stor interesse. Det faktum at det eksisterer indikeres av torden, ikke mindre høyt enn under utslipp i bakken. Det er tydelig at lederen av intercloud-lyn starter et sted i volumet til en ladet region av en tordensky (en tordenværcelle) og beveger seg i retning av et annet, motsatt tegn. De ladede områdene i skyen kan ikke på noen måte representeres som en slags ledende kropper, lik platene til en høyspentkondensator, fordi ladningene der er fordelt over et volum med en radius på hundrevis av meter og er plassert på små dråper vann og iskrystaller (hydrometeorer) som ikke kommer i kontakt med hverandre. Fremveksten av hovedscenen på sin egen måte fysisk essens involverer nødvendigvis lynlederens kontakt med en sterkt ledende kropp med høy elektrisk kapasitet, sammenlignbar med eller større enn lederens kapasitet. Det må antas at under en intercloud-lynutladning, spilles rollen til et slikt legeme av en annen plasmakanal som samtidig har oppstått og deretter kommer i kontakt med den første.

Ved målinger nær jordoverflaten synker hovedtrinnets strømpuls med halvparten av amplitudeverdien i gjennomsnitt på omtrent 10 -4 s. Spredningen av denne parameteren er veldig stor - avvik fra gjennomsnittet i hver retning når nesten en størrelsesorden. Positive lynstrømpulser er som regel lengre enn negative, og pulsene til de første komponentene varer lenger enn de påfølgende.

Etter hovedstadiet kan en litt varierende strøm i størrelsesorden 100 A flyte gjennom lynkanalen i hundredeler, og noen ganger tiendedeler av et sekund. I dette siste stadiet med kontinuerlig strøm beholder lynkanalen sin ledende tilstand, og sin temperatur holdes på buenivå. Et kontinuerlig strømtrinn kan følge hver lynkomponent, inkludert den første oppstrøms lynkomponenten som ikke har et hovedtrinn. Noen ganger på bakgrunn av kontinuerlig strøm

strømutbrudd observeres med en varighet på ca. 10 -3 s og en amplitude på opptil 1 kA. De er ledsaget av en økning i lysstyrken til kanalgløden.

5. Lineære glidelåser

Det utbredte lineære lynet, som enhver person møter mange ganger, ser ut som en forgreningslinje. størrelsen på strømmen i kanalen til lineært lyn er i gjennomsnitt 60 - 170 kA, lyn ble registrert med en strøm på 290 kA. et gjennomsnittlig lyn bærer en energi på 250 kWh (900 MJ). energi realiseres hovedsakelig i form av lys, varme og lydenergier.

Utslippet utvikler seg i løpet av noen få tusendeler av et sekund; ved så høye strømmer varmes luften i sonen til lynkanalen nesten øyeblikkelig opp til en temperatur på 30 000-33 000 ° C. Som et resultat stiger trykket kraftig, luften utvider seg - en sjokkbølge oppstår, ledsaget av en lyd impuls - torden.

Før og under tordenvær av og til mørke tid på toppen av høye spisse gjenstander (topp av trær, master, topper av skarpe steiner i fjellet, kors av kirker, lynavledere, noen ganger i fjellet på folks hoder, løftede hender eller dyr) kan man observere en glød kalt "St. . Elmos branner". Dette navnet ble gitt i antikken av sjømenn som observerte gløden på toppen av mastene til seilskip. Gløden oppstår på grunn av at på høye, spisse gjenstander er den elektriske feltstyrken som skapes av skyens statiske elektriske ladning spesielt høy; som et resultat begynner luftionisering, en glødeutslipp oppstår og rødlige glødetunger vises, noen ganger forkortes og igjen forlenges. ingen forsøk på å slukke disse brannene, som det er ingen forbrenning. ved høy elektrisk feltstyrke kan en stråle av lysende filamenter vises - en koronautladning, som er ledsaget av et sus. lineært lyn kan også av og til oppstå i fravær av tordenskyer. Det er ingen tilfeldighet at ordtaket oppsto – «torden fra klar himmel».

Linje lyn

6. Fysiske prosesser under lynutladning.

Lyn starter ikke bare fra en sky til bakken, eller fra et jordet objekt til en sky, men også fra kropper isolert fra bakken (fly, raketter, etc.). Forsøk på å belyse mekanismene til disse prosessene er lite hjulpet av eksperimentelle data relatert til selve lynet. Det er nesten ingen observasjoner som kan kaste lys over den fysiske essensen av fenomener. Derfor er det nødvendig å bygge spekulative ordninger, som aktivt involverer resultatene av eksperimentet og teorien om en lang laboratoriegnist. Lyn er veldig interessant i sin fysiske opprinnelse, men det er viktigst å vurdere i detalj hovedstadiet av lynet.

G hovedstadiet, eller prosessen med å slippe ut lynkanalen, begynner fra det øyeblikket gapet mellom skyen og jorden lukkes av den synkende lederen. Etter å ha berørt bakken eller et jordet objekt, bør lederkanalen (for bestemthets skyld, la den være en negativ leder) få sitt nullpotensial, siden bakkens kapasitans er "uendelig". Nullpotensial får også kanalen til den stigende lederen, som er en fortsettelse av dens "tvilling" av den synkende. Jordingen til lederkanalen, som har et høyt potensial, er ledsaget av en sterk endring i ladningen fordelt langs den. Før begynnelsen av hovedstadiet ble ladningen τ 0 = C 0 fordelt langs kanalen. Her og i det følgende er det «initielle» potensialet for hovedscenen brakt til jorden betegnet av Ui. Som før anser vi den konstant langs lengden av begge lederne, og ignorerer spenningsfallet langs kanalen, som er av liten betydning for våre formål. La oss anta at i løpet av hovedstadiet, så vel som i lederstadiet, kan kanalen karakteriseres av kapasitansen Co, som ikke endres verken langs dens lengde eller i tid. Når hele kanalen får nullpotensial (U = 0), blir den lineære ladningen lik τ 1 = -CоUо(x). Den delen av kanalen som tilhører den negative nedstigende lederen mister ikke bare sin negativ ladning, men blir positiv (Uо 0). Den lader ikke bare ut, men lader også. Kanalen til den konjugerte positivt stigende lederen høyt oppe i skyen blir enda mer positivt ladet (se fig.). Endring i lineær ladning under hovedstadiet ∆τ = τ-τ o = -С o U i. Når U i (x) = const, er endringen i ladning den samme langs hele lengden av kanalen. Det er som om en lang leder (lang linje), forhåndsladet til en spenning Ui, er fullstendig utladet.

Målinger nær bakken viser at den nedadgående lederkanalen utlades med en veldig sterk strøm. Ved negativt lyn varer strømpulsen til hovedtrinnet med en amplitude IM ~ 10-100 kA 50-100 µs på et nivå på 0,5. I omtrent samme tid løper et kort lyst avsnitt, hodet til hovedkanalen, som er godt synlig på fotografiske skanninger, oppover kanalen. Hastigheten hans v r≈(1-0,5)s er bare flere ganger mindre enn lysets hastighet. Det er naturlig å tolke dette som at en utladningsbølge forplanter seg langs kanalen, dvs. bølger med avtagende potensial og utseendet til en sterk strøm. I området av bølgefronten, hvor potensialet synker kraftig fra U i og en sterk strøm dannes, på grunn av den intense frigjøringsenergien, varmes den tidligere lederkanalen opp til en høy temperatur (ifølge målinger, opptil 30 grader). –35 kK). Fordi fronten av bølgen lyser så sterkt. Bak den utvider kanalen seg, kjøles ned og, mister energi til stråling, lyser den svakere. Hovedtrinnsprosessen har mye til felles med utladningen av en vanlig lang linje dannet av en metallleder.

Linjeutladningen har også en bølgekarakter, og denne prosessen fungerte som en prototype i dannelsen av ideer om lynets hovedstadium. Lynkanalen utlades mye raskere enn den ladet under veksten med ledernes hastighet v l 10 -3 -10 -2)v r. Men endringer i potensialet og lineær ladning under lading og utlading er av samme størrelsesorden: τ o =∆t. I henhold til hastigheten utlades kanalen v t /v l ~ 10 2 -10 3 ganger sterkere strøm i M ~ ∆tv r enn lederen i L ~ t 0 V L ~ 100 A. Den lineære motstanden til kanalen R 0 avtar omtrentlig med samme beløp ved overgang fra lederscenen til hovedscenen. Årsaken til reduksjonen i motstand er oppvarmingen av kanalen under passasjen av en sterk strøm, noe som øker plasmaledningsevnen. Derfor er motstandene til kanalen og streamersonen, som den samme strømmen flyter gjennom, også sammenlignbare. Dette betyr at den samme størrelsesorden energi spres per lengdeenhet av lederkanalen og den uttrykkes i termer av lederparametrene

Dette gir Det viser seg også at det gjennomsnittlige elektriske feltet i lederkanalen og bak utladningsbølgen i den allerede transformerte kanalen er av samme størrelsesorden. Dette stemmer overens med en lignende konklusjon som kan trekkes ved direkte å vurdere de stabile tilstandene i kanalene til lederen og hovedstadiene til lynet. Situasjonen der er lik den i en stasjonær bue. Men i høystrømsbuer er feltet i kanalen faktisk svakt avhengig av strømmen. Av det som er sagt, følger det at hvis i leder og , så i steady state bak bølgefronten på hovedscenen skal det være , og den totale ohmske motstanden til hele lynkanalen som er flere kilometer lang viser seg å være ca. 102 Ohm. Dette er sammenlignbart med bølgeimpedansen til en perfekt ledende lang linje i luft Z, mens for en lederkanal av samme lengde impedans med 2 størrelsesordener større enn Z. Forholdet mellom den ohmske motstanden til seksjonen av linjen som passeres av bølgen og bølgemotstanden karakteriserer graden av dempning av bølgen når den forplanter seg langs linjen.og en liten del av kanalen . Strømmen gjennom kanalens jord-til-jord-punkt ville også avta for raskt. Erfaring tyder på det motsatte: det synlige lysende hodet har en skarp front, og en stor strøm nær jorden registreres under hele oppgangen. Transformasjonen av lederkanalen under passasjen av bølgen, noe som fører til en kraftig reduksjon i dens lineære motstand, bestemmer hele løpet av prosessen med lynets hovedstadium.

Farlige faktorer ved eksponering for lyn.

På grunn av det faktum at lyn er preget av høye strømmer, spenninger og utladningstemperaturer, ender lynets innvirkning på en person som regel i svært alvorlige konsekvenser - vanligvis død. rundt 3000 mennesker dør hvert år av et lynnedslag i verden, og det er kjent tilfeller av samtidig nederlag av flere mennesker.

Lynutladningen følger banen med minst elektrisk motstand. siden avstanden mellom en høy gjenstand og en tordensky, og dermed den elektriske motstanden, er mindre, treffer lynet vanligvis høye gjenstander, men ikke nødvendigvis. for eksempel, hvis du plasserer to master ved siden av hverandre - en av metall og en høyere av tre, vil lynet sannsynligvis treffe en metallmast, selv om den er lavere, fordi den elektriske ledningsevnen til metallet er høyere. lynet rammer også leire og våte områder mye oftere enn tørre og sandete, fordi De førstnevnte er mer elektrisk ledende.

For eksempel i skogen virker lyn også selektivt. Et tre deler seg når det blir truffet av lynet. mekanismen for dette er som følger: tresaft og fuktighet i utslippsområdet fordamper øyeblikkelig og utvider seg, og skaper stort trykk,

som bryter treverket. En lignende effekt, ledsaget av spredning av spon, kan oppstå når lynet treffer veggen til en trekonstruksjon. derfor er det farlig å være under et høyt tre under et tordenvær.

Det er farlig å være på eller i nærheten av vann under tordenvær. vann og land nær vann har høy elektrisk ledningsevne. samtidig er det trygt for mennesker å være inne i bygninger i armert betong, metallkonstruksjoner (for eksempel metallgarasjer) under tordenvær.

I tillegg til å skade mennesker og dyr, forårsaker lineært lyn ofte skogbranner, samt bolig- og industribygg, spesielt i landlige områder.

Under et tordenvær er det mindre farlig å være i en by enn i åpne områder, siden stålkonstruksjoner og høye bygninger fungerer godt som lynavledere.

En helt eller delvis lukket elektrisk ledende overflate danner det såkalte "Faraday-kammeret" hvor det ikke kan dannes noe betydelig og farlig potensiale for mennesker. derfor er passasjerer inne i en bil med helmetallkarosseri, en trikk, en trolleybuss, en togvogn trygge under tordenvær til de går ut eller begynner å åpne vinduer.

Lyn kan treffe et fly, men siden moderne fly er helt i metall, er passasjerene ganske godt beskyttet mot å bli truffet av utslipp.

statistikk viser at for 5000-10000 flytimer er det ett lynnedslag på et fly, heldigvis fortsetter nesten alle skadede fly å fly. blant de ulike årsakene til flyulykker, som is, kraftig regn, tåke, snø, storm, tornado, tar lynet siste plass, men likevel er flyflyvninger under tordenvær forbudt.

Lynet slår nesten alltid ned i det verdenskjente Eiffeltårnet i Paris under et tordenvær, men dette utgjør ingen fare for folk på observasjonsdekket, fordi. det åpne metallgitteret i tårnet danner et faraday-kammer, som er en utmerket beskyttelse mot elektrisk lyn.

Et tegn på at du er i et elektrisk felt kan være hår som reiser seg, som vil begynne å lage en liten sprake. Men det er bare tørt hår.

Blir du truffet av lynet, men du fortsatt er i stand til å tenke, bør du oppsøke lege så snart som mulig. Leger mener at en person som overlevde et lynnedslag, selv uten alvorlige brannskader på hodet og kroppen, senere kan få komplikasjoner i form av avvik i kardiovaskulær og nevralgisk aktivitet fra normen.

Lynet slår ned i Eiffeltårnet, fotografi fra 1902

8. Hvor ofte slår lynet ned?

Lynnedslag på bakkekonstruksjoner. Fra daglig erfaring er det kjent at lynet oftest slår ned høye bygninger, spesielt de som dominerer området rundt. På sletta er det flest slag mot frittstående master, tårn, skorsteiner m.m. I fjellområder lider ofte lave bygninger hvis de står på separate høye åser eller på toppen av et fjell. På et verdslig nivå er forklaringen på dette enkel: det er lettere for en elektrisk utladning, som er lyn, å blokkere en kortere avstand til et ruvende objekt. For eksempel har en mast 30 meter høy i gjennomsnitt i Europa 0,1 lynnedslag per år (ett nedslag på 10 år), mens det for en enslig 100-meters gjenstand er nesten 10 ganger flere. Med en mer forsiktig holdning virker en så skarp avhengighet av antall påvirkninger på høyden ikke lenger triviell. Den gjennomsnittlige høyden på startpunktet for et nedadgående lyn er omtrent 3 km, og selv en høyde på 100 meter er bare 3 % av avstanden mellom skyen og jorden. Tilfeldige krumninger endrer den totale lengden av banen ti ganger sterkere. Vi må innrømme at det endelige overflatestadiet av lynutvikling kjennetegnes av noen spesielle prosesser som ganske stivt forhåndsbestemmer den siste delen av banen. Disse prosessene fører til orienteringen til den nedstigende lederen, hans tiltrekning til høye objekter.

Fra erfaring fra vitenskapelige observasjoner av lyn, kan man snakke om en tilnærmet kvadratisk avhengighet av antall slag N M fra høyden h konsentrerte gjenstander (de har h mye større enn alle andre størrelser); for utvidede, lengder Jeg, som for eksempel luftledning kraftoverføring, N M ~ h i. Dette antyder eksistensen av en tilsvarende lynsammentrekningsradius R eh~h. Alle lyn er forskjøvet horisontalt fra objektet med en avstand r R eh faller i det, resten går forbi. Et slikt primitivt orienteringsskjema som helhet fører til det riktige resultatet. For vurderinger kan du bruke R eh~ 3 timer; Basert på dem bygges spesielle kart over intensiteten av tordenværsaktivitet. I den europeiske tundraen n m R eh= 0,3 km og for henne

påvirkning per år, hvis vi fokuserer på gjennomsnittstallet n m = 3,5 km -2 år -1 Estimatet gir mening for flatt terreng og kun for ikke for høye objekter h

Menneskelig nederlag

Radius av lyninnsnevring inn i en person er bare 5-6 m, innsnevringsområdet er ikke mer enn 10 -4 km 2 . Faktisk har lynet mange flere ofre, og et direkte nedslag har ingenting med det å gjøre. Menneskelig erfaring anbefaler ikke å være i en skog under tordenvær, spesielt i åpne områder, i nærheten av høye trær. Og det er riktig. Et tre er omtrent 10 ganger høyere enn en person og lynet slår ned 100 ganger oftere. Å være under en trekrone, har en person en merkbar sjanse for å være i sonen med lynstrømspredning, noe som ikke er trygt. Etter et lynnedslag på toppen av et tre, strømmen Jeg M sprer seg langs en godt ledende stamme, og sprer seg deretter gjennom røttene ned i bakken. Rotsystemet til treet blir så å si en naturlig jordingsleder. På grunn av strømmen oppstår et elektrisk felt i jorden, hvor p - resistivitet jord, j - strømtetthet. La strømmen flyte i jorda strengt symmetrisk. Da er ekvipotensialene halvkuler med et diametralt plan på jordoverflaten. Strømtettheten i en avstand r fra trestammen j(r) =,

potensialforskjellen mellom nære punkter er lik ∆ U=. Hvis for eksempel en person står i en avstand r ≈ 1 m fra midten av en trestamme sidelengs til et tre, og avstanden mellom føttene hans er ∆r ≈ 0,3 m, så for en gjennomsnittlig lynstrøm Jegm\u003d 30 kA, spenningsfallet på jordoverflaten med p \u003d er . Denne spenningen påføres sålene på skoene, og etter deres uunngåelige veldig raske sammenbrudd - til menneskekroppen. Det faktum at en person vil lide, og mest sannsynlig bli drept, er hevet over tvil - stresset som virker på ham er for stort. Merk at den er proporsjonal med ∆r. Dette betyr at det å stå med bena langt fra hverandre er mye farligere enn å stå på oppmerksomhet med tett sammenpressede føtter, og å ligge langs radiusen fra et tre er enda farligere, fordi i dette tilfellet blir avstanden mellom de ytterste punktene i kontakt med bakken. lik høyden

person. Det er best, som en stork, å fryse på ett ben, men slike råd er lettere å gi enn å utføre. Lynet slår forresten oftere ned i store dyr enn mennesker, også fordi de har større avstand mellom bena.

Hvis du har en dacha med en lynstang og en spesiell jordingsleder er bygget for den, sørg for at under et tordenvær er det ingen mennesker i nærheten av jordingslederen og jordingsnedgangen til den. Situasjonen her er lik den som nettopp ble vurdert.

7. Atferdsregler ved tordenvær.

Vi ser et lyn nesten umiddelbart, fordi. lys beveger seg med en hastighet på 300 000 km/s. hastigheten på lydutbredelsen i luft er omtrent 344 m/s, dvs. Lyd reiser 1 kilometer på omtrent 3 sekunder. Ved å dele tiden i sekunder mellom lynet og det første tordenslaget som fulgte det, bestemmer vi avstanden i kilometer til stedet for tordenværet.

Hvis disse tidsintervallene avtar, nærmer det seg et tordenvær, og det er nødvendig å iverksette tiltak for å beskytte mot lynnedslag. Lyn er farlig når et tordenglimt umiddelbart følger, d.v.s. en tordensky er over deg og faren for å bli truffet av lynet er mest sannsynlig. Handlingene dine før og under et tordenvær bør være som følger:

ikke forlat huset, lukk vinduer, dører og skorsteiner, pass på at det ikke er trekk som kan tiltrekke seg kulelyn.

under et tordenvær, ikke varm opp ovnen, fordi. røyken som kommer ut av skorsteinen har høy elektrisk ledningsevne, og sannsynligheten for et lynnedslag i en skorstein som stiger over taket øker;

koble radioer og TV-er fra nettverket, ikke bruk elektriske apparater og telefoner (spesielt viktig for landlige områder);

under turen, gjemme deg i nærmeste bygning. Tordenvær er spesielt farlige i feltet. Når du leter etter ly, gi preferanse til en stor metallkonstruksjon eller en struktur med en metallramme, en boligbygning eller annen bygning beskyttet av en lynavleder; hvis det ikke er mulig å gjemme seg i en bygning, ikke gjemme deg i små skur, under ensomme trær;

ikke være på bakker og åpne ubeskyttede steder, i nærheten av metall- eller nettinggjerder, store metallgjenstander, våte vegger, jording med lynavledere;

i fravær av ly, legg deg ned på bakken, mens preferanse bør gis til tørr sandjord, fjernt fra reservoaret;

hvis et tordenvær fanget deg i skogen, må du ta dekning i et forkrøplet område. Du kan ikke gjemme deg under høye trær, spesielt furu, eik, poppel. Det er bedre å være i en avstand på 30 m fra et enkelt høyt tre. vær oppmerksom på om det er noen trær i nærheten som tidligere ble truffet av et tordenvær, delt. det er bedre å holde seg unna dette stedet i dette tilfellet. overfloden av trær truffet av lynet indikerer at jorda i dette området har høy elektrisk ledningsevne, og et lynnedslag i dette området er svært sannsynlig;

under et tordenvær kan du ikke være på vannet og i nærheten av vannet - svøm, fisk. det er nødvendig å flytte bort fra kysten;

i fjellet, bevege deg bort fra fjellrygger, skarpe ruvende klipper og topper. når du nærmer deg et tordenvær i fjellet, må du gå ned så lavt som mulig. metallgjenstander - klatrekroker, isøkser, potter, samles i en ryggsekk og senk på et tau 20-30 m ned skråningen;

under et tordenvær, ikke spill sport utendørs, ikke løp, fordi. det antas at svette og rask bevegelse "tiltrekker" lyn;

hvis du blir fanget i et tordenvær på en sykkel eller motorsykkel, slutte å bevege deg og vent ut tordenværet i en avstand på omtrent 30 m fra dem;

8. Lynenergiteknologi.

Kinesiske forskere har utviklet en teknologi for å bruke lynenergi til vitenskapelige og industrielle formål,

"Den nye utviklingen gjør det mulig å fange lyn i luften og omdirigere det til samlere på bakken for forskning og bruk," sa Tse Xiushu ved Institute of Atmospheric Physics.

For å fange lyn vil det bli brukt raketter utstyrt med spesielle lynavledere, som vil bli skutt opp i sentrum av en tordensky. YL-1-missilet skal ta av noen minutter før lynnedslaget.

"Sjekker har vist at nøyaktigheten av lanseringene er 70%," sa utviklerne av enheten.

Energien fra lynet, samt den elektromagnetiske strålingen den produserer, vil bli brukt til å genetisk modifisere landbruksvekster og produsere halvledere.

I tillegg vil den nye teknologien redusere de økonomiske skadene fra tordenvær betydelig, siden utslippene vil gå til trygge steder. Ifølge statistikk dør rundt tusen mennesker hvert år av lynnedslag i Kina. Økonomiske skader fra tordenvær i Kina når 143 millioner dollar i året.

Forskere prøver også å finne en måte å bruke lyn i energi. Ifølge forskere produserer ett lynnedslag milliarder av kilowatt elektrisitet. Rundt om i verden skjer det 100 lynnedslag hvert sekund - dette er en enorm strømkilde.

Bibliografi:

Stekolnikov I.K., Fysikk av lyn og lynbeskyttelse, M. - L., 1943;

Imyanitov I. M., Chubarina E. V., Shvarts Ya. M., Electricity of clouds, L., 1971;

Renema.py, Lightning.URL: http:// www. renema. no/ info/ lyn_ natur. shtml

Lynets historie. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Lyn

Imyanitov I.M., Chubarina E.V., Shvarts Ya.M. Sky elektrisitet. L., 1971

Vitenskap og teknologi: Fysikk. URL: http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/MOLNIYA.html

Autonome lysende formasjoner i friluft. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=9199806

Bazelyan E.M., Raiser Yu.P. Fysikk av lyn og lynbeskyttelse. Moskva: Fizmatlit, 2001.

Gamle mennesker betraktet ikke alltid tordenvær og lyn, så vel som den medfølgende tordenrullen, som en manifestasjon av gudenes vrede. For hellenerne var for eksempel torden og lyn symboler øverste makt, mens etruskerne betraktet dem som tegn: hvis et lyn ble sett fra øst, betydde det at alt ville gå bra, og hvis det glitret i vest eller nordvest, omvendt.

Ideen om etruskerne ble adoptert av romerne, som var overbevist om at et lynnedslag fra høyre side var tilstrekkelig grunn til å utsette alle planer for en dag. Japanerne hadde en interessant tolkning av himmelske gnister. To vajras (lyn) ble ansett som symboler på Aizen-meo, medfølelsens gud: en gnist var på hodet til guddommen, han holdt den andre i hendene, og undertrykte alle menneskehetens negative ønsker med den.

Lyn er enorm størrelse en elektrisk utladning, som alltid er ledsaget av et blink og tordnende lyd (en skinnende utladningskanal som ligner et tre er tydelig synlig i atmosfæren). Samtidig er et lyn nesten aldri ett, det følges vanligvis av to, tre, og når ofte flere titalls gnister.

Disse utslippene dannes nesten alltid i cumulonimbusskyer, noen ganger i store nimbostratusskyer: den øvre grensen når ofte syv kilometer over planetens overflate, mens Nedre del kan nesten berøre bakken, holde seg ikke høyere enn fem hundre meter. Lyn kan dannes både i én sky og mellom nærliggende elektrifiserte skyer, så vel som mellom en sky og bakken.

En tordensky består av et stort antall damp kondensert i form av isflak (i ​​en høyde over tre kilometer er det nesten alltid iskrystaller, siden temperaturen her ikke stiger over null). Før skyen blir til et tordenvær, begynner iskrystaller å bevege seg aktivt inne i den, mens strømmene av varm luft som stiger opp fra den oppvarmede overflaten hjelper dem å bevege seg.

Luftmasser fører mindre isbiter oppover, som hele tiden kolliderer med større krystaller under bevegelse. Som et resultat er mindre krystaller positivt ladet, større er negativt ladet.

Etter at de små iskrystallene samles på toppen og de store på bunnen, øverste del Skyen er positivt ladet, mens den nederste er negativt ladet. Dermed når den elektriske feltstyrken i skyen ekstremt høye nivåer: en million volt per meter.

Når disse motsatt ladede områdene kolliderer med hverandre, ved kontaktpunktene, danner ioner og elektroner en kanal som alle ladede elementer suser ned gjennom og det dannes en elektrisk utladning - lyn. På dette tidspunktet frigjøres en så kraftig energi at styrken vil være nok til å drive en 100-watts lyspære i 90 dager.

Kanalen varmes opp til nesten 30 000 grader Celsius, fem ganger temperaturen til solen, og produserer et sterkt lys (blitsen varer vanligvis bare tre fjerdedeler av et sekund). Etter dannelsen av kanalen begynner tordenskyen å slippe ut: den første utladningen etterfølges av to, tre, fire eller flere gnister.

Et lynnedslag ligner en eksplosjon og forårsaker dannelsen av en sjokkbølge, som er ekstremt farlig for enhver levende skapning som befinner seg i nærheten av kanalen. Sjokkbølgen til den sterkeste elektriske utladningen noen få meter unna seg selv er ganske i stand til å knekke trær, skade eller få hjernerystelse selv uten direkte elektrisk støt:

• I en avstand på opptil 0,5 m til kanalen kan lyn ødelegge svake strukturer og skade en person;
• I en avstand på opptil 5 meter forblir bygningene intakte, men kan slå ut vinduer og overvelde en person;
• På lange avstander sjokkbølgen negative konsekvenser bærer ikke og går inn lydbølge kjent som torden bulder.

Torden ruller

Noen få sekunder etter at et lynnedslag ble registrert, på grunn av en kraftig økning i trykket langs kanalen, varmes atmosfæren opp til 30 tusen grader Celsius. Som et resultat av dette oppstår eksplosive vibrasjoner i luften og det oppstår torden. Torden og lyn er nært beslektet med hverandre: lengden på utslippet er ofte omtrent åtte kilometer, så lyden fra de forskjellige delene når annen tid, danner tordenskaller.

Interessant nok, ved å måle tiden som har gått mellom torden og lyn, kan du finne ut hvor langt episenteret til tordenværet er fra observatøren.

For å gjøre dette må du multiplisere tiden mellom lyn og torden med lydhastigheten, som er fra 300 til 360 m / s (hvis for eksempel tidsintervallet er to sekunder, er tordenværets episenter litt mer enn 600 meter fra observatøren, og hvis tre - på avstand kilometer). Dette vil bidra til å avgjøre om stormen beveger seg bort eller nærmer seg.

Fantastisk ildkule

En av de minst studerte, og derfor de mest mystiske naturfenomenene er vurdert ball lyn- en glødende plasmaball som beveger seg gjennom luften. Det er mystisk fordi prinsippet om dannelsen av balllyn er fortsatt ukjent: til tross for at det er det stort antall hypoteser som forklarer årsakene til utseendet til dette fantastiske naturfenomenet, det var innvendinger mot hver av dem. Forskere har ikke vært i stand til eksperimentelt å oppnå dannelsen av kulelyn.

Sfærisk lyn er i stand til å eksistere i lang tid og bevege seg langs en uforutsigbar bane. For eksempel er den ganske i stand til å henge i luften i flere sekunder, og deretter skynde seg til siden.

I motsetning til enkel utflod, det er alltid én plasmakule: inntil to eller flere flammende lyn ble registrert samtidig. Størrelsen på kulelyn varierer fra 10 til 20 cm Kulelyn er preget av hvite, oransje eller blå toner, selv om andre farger ofte finnes, opp til svart.

Forskere har ennå ikke bestemt temperaturindikatorene for kulelyn: til tross for at det ifølge deres beregninger skulle svinge fra hundre til tusen grader Celsius, følte ikke folk som var nær dette fenomenet varmen som kom fra kulelyn. .

Den største vanskeligheten med å studere dette fenomenet er at forskere sjelden klarer å fikse utseendet, og vitnesbyrdene fra øyenvitner sår ofte tvil om at fenomenet de observerte virkelig var balllyn. For det første er vitnesbyrd forskjellig med hensyn til forholdene der det dukket opp: i utgangspunktet ble det sett under et tordenvær.

Det er også indikasjoner på at balllyn også kan dukke opp på en fin dag: stige ned fra skyene, dukke opp i luften eller dukke opp på grunn av en gjenstand (tre eller stang).

En til karakteristisk trekk kulelyn er dets penetrasjon inn i lukkede rom, det har til og med blitt sett i cockpiter (en ildkule kan trenge gjennom vinduer, gå ned gjennom ventilasjonskanaler og til og med fly ut av stikkontakter eller en TV). Det ble også gjentatte ganger dokumentert situasjoner da plasmakulen var festet på ett sted og stadig dukket opp der.

Ofte skaper ikke utseendet til balllyn problemer (det beveger seg stille inn luftstrømmer og etter en stund flyr bort eller forsvinner). Men de triste konsekvensene ble også lagt merke til da den eksploderte, og umiddelbart fordampet den nærliggende væsken, smeltende glass og metall.

Mulige farer

Siden utseendet til balllyn alltid er uventet, når du ser dette unike fenomenet i nærheten av deg, er det viktigste ikke å få panikk, ikke å bevege seg skarpt og ikke å løpe hvor som helst: brannlyn er veldig utsatt for luftvibrasjoner. Det er nødvendig å stille forlate ballens bane og prøve å holde seg så langt unna den som mulig. Hvis en person er i rommet, må du sakte gå til vindusåpningen og åpne vinduet: det er mange historier når farlig ball forlot leiligheten.

Ingenting kan kastes inn i en plasmakule: den er ganske i stand til å eksplodere, og dette er ikke bare full av brannskader eller tap av bevissthet, men også med hjertestans. Hvis det skjedde at den elektriske ballen fanget en person, må du overføre ham til et ventilert rom, pakke ham varmere, gjøre en hjertemassasje, kunstig åndedrett og umiddelbart ringe en lege.

Hva du skal gjøre i tordenvær

Når et tordenvær starter og du ser lynet nærme seg, må du finne ly og gjemme deg for været: et lynnedslag er ofte dødelig, og hvis folk overlever, forblir de ofte funksjonshemmede.

Hvis det ikke er noen bygninger i nærheten, og en person er i feltet på det tidspunktet, må han ta hensyn til at det er bedre å gjemme seg fra et tordenvær i en hule. Men det er tilrådelig å unngå høye trær: lynet sikter vanligvis mot selve stor plante, og hvis trærne har samme høyde, så kommer den inn i noe som leder strøm bedre.

For å beskytte en separat bygning eller struktur mot lyn, installerer de vanligvis en høy mast i nærheten av dem, på toppen av hvilken en spiss metallstang er festet, sikkert koblet til en tykk ledning, i den andre enden er det en metallgjenstand begravd dypt i bakke. Betjeningsskjemaet er enkelt: en stang fra en tordensky er alltid ladet med en ladning motsatt skyen, som strømmer nedover ledningen under jorden og nøytraliserer ladningen til skyen. Denne enheten kalles en lynavleder og er installert på alle bygninger i byer og andre menneskelige bosetninger.

Forskere vet at lineært lyn – den typen du ofte ser under tordenvær – er en gnistutladning av enorme elektriske ladninger som samler seg under spesielle forhold i den nedre atmosfæren. Formen på lynet ligner vanligvis røttene til et gigantisk tre som plutselig har vokst på himmelen. Lengden på lineært lyn er vanligvis flere kilometer, men kan nå 20 km eller mer. Den viktigste "gnisten" av lyn har flere grener 2-3 km lange. Diameteren på lynkanalen er fra 10 til 45 cm, og den "lever" bare tiendedeler av et sekund. Gjennomsnittshastigheten er omtrent 150 km/s.

Oftest oppstår lyn i kraftige cumulonimbusskyer - de kalles også tordenvær. Mindre vanlig forekommer lyn i nimbostratus-skyer, så vel som under vulkanutbrudd, tornadoer og støvstormer.

Lynutladninger kan oppstå mellom nærliggende elektrifiserte skyer, mellom en ladet sky og bakken, eller mellom forskjellige deler den samme skyen. For at et utslipp skal skje, må det oppstå en meget betydelig forskjell. elektriske potensialer. Dette kan skje under regn, snøfall, hagl og andre komplekse naturlige prosesser. Potensialforskjellen kan være titalls millioner volt, og strømmen inne i lynkanalen når 20 000 ampere.

Forskere har fortsatt ikke kommet til enighet om hvordan og hvorfor slike enorme ladninger oppstår i tordenskyer. Det er flere teorier om dette emnet, og hver av dem beskriver minst én av årsakene til dette fenomenet. Så i 1929 dukket det opp en teori som forklarer elektrifiseringen i en tordensky ved at regndråper blir knust av luftstrømmer. Større dråper er positivt ladet og faller ned, mens mindre dråper som blir igjen i den øvre delen av skyen får en negativ ladning. En annen teori – den kalles induksjonsteorien – antyder at de elektriske ladningene i skyen er separert elektrisk felt Jorden i seg selv er negativt ladet. Det er en annen teori - forfatterne mener at elektrifisering oppstår som et resultat av at dråper av forskjellige størrelser i atmosfæren absorberer gassioner med forskjellige ladninger.

På jorden skjer det omtrent 100 lineære lynutladninger hvert sekund, og i løpet av året slår det ned hver enkelt seks ganger. kvadratkilometer dens overflate. Noen ganger kan lyn oppføre seg på en helt uforklarlig måte.

Det er tilfeller når lyn:

Hun brente lin på en mann og lot ytterklærne hans være intakte;

Hun snappet metallgjenstander fra hendene på en person og skadet ham ikke;

Smeltet sammen alle myntene i lommeboken uten å skade papirpengene;

Hun ødela medaljen fullstendig på kjeden rundt halsen, og etterlot avtrykket av kjeden og medaljen på huden til en person, som ikke løsnet på flere år;

Tre ganger slo hun en mann uten å skade ham, og da han døde etter lang tids sykdom, landet hun for fjerde gang på et monument på graven hans.

Det er enda flere historier om mennesker som er truffet av lynet. merkelige historier, men ikke alle har bekreftelse. Det eneste som statistikken viser er at lynet slår ned seks ganger oftere enn kvinner.

Selv om kraften i utslippet er utrolig høy, dør ikke de fleste som blir truffet av lynet. Dette skjer fordi hovedlynstrømmen "flyter" over overflaten. Menneskekroppen. Mesteparten av tiden er det begrenset alvorlige brannskader og hjerte- og karsykdommer og nervesystemer, og offeret for dette naturfenomenet trenger akutt legehjelp.

Det hyppigste "målet" for lyn er høye trær, først og fremst eik og bøk. Interessant nok, blant fiolin- og gitarprodusenter, anses treet til trær truffet av lynet som utstyrt med unike akustiske egenskaper.

Mest sannsynlig, mange lesere av nettstedet " Nyheter om geovitenskap» vet at det finnes flere typer lyn, men til og med de fleste utdannede mennesker noen ganger er de uvitende om hvor mange typer lyn som faktisk finnes. Det viser seg at det er mer enn ti typer av dem, og anmeldelser av de mest interessante lynene er gitt i denne artikkelen. Naturligvis er det ikke bare bare fakta her, men også ekte fotografier av ekte lyn. For å være ærlig er forfatterne overrasket over profesjonaliteten til fotografer som er i stand til å fange disse atmosfæriske fenomenene så tydelig.

Så, typene lyn vil bli vurdert i rekkefølge, fra de vanligste lineært lyn til det sjeldneste sprite-lyn. Hver type lyn får ett eller flere bilder som bidrar til å forstå hva slikt lyn egentlig er.

Så la oss begynne med lineært lyn fra sky til bakke

Hvordan få et slikt lyn? Ja, det er veldig enkelt - alt som kreves er et par hundre kubikkkilometer luft, en høyde tilstrekkelig for dannelse av lyn og en kraftig varmemotor - vel, for eksempel Jorden. Klar? Ta nå luften og begynn å varme den opp etter hverandre. Når den begynner å stige, for hver meter stigning, avkjøles den oppvarmede luften, og blir gradvis kaldere og kaldere. Vann kondenserer til stadig større dråper og dannes tordenskyer. Husker du de mørke skyene over horisonten, ved synet av fuglene blir stille og trærne slutter å rasle? Så, dette er tordenskyene som gir opphav til lyn og torden.

Forskere tror at lyn dannes som et resultat av distribusjonen av elektroner i skyen, vanligvis positivt ladet fra toppen av skyen, og negativt fra. Resultatet er en veldig kraftig kondensator som kan utlades fra tid til annen som et resultat av den brå transformasjonen av vanlig luft til plasma (dette er på grunn av den stadig sterkere ioniseringen atmosfæriske lag nær tordenskyer). Plasma danner særegne kanaler, som, når de er koblet til bakken, fungerer som en utmerket leder for elektrisitet. Skyer slippes hele tiden ut gjennom disse kanalene, og vi ser ytre manifestasjoner data om atmosfæriske fenomener i form av lyn.

Forresten, lufttemperaturen på stedet der ladningen (lynet) passerer når 30 tusen grader, og lynets forplantningshastighet er 200 tusen kilometer i timen. Generelt var noen få lyn nok til å drive en liten by i flere måneder.

lyn bakken- Sky

Og det er slike lyn. De dannes som et resultat av den akkumulerende elektrostatiske ladningen på toppen av den høyeste gjenstanden på jorden, noe som gjør den veldig "attraktiv" for lyn. Slikt lyn dannes som et resultat av å "pierce" luftgapet mellom toppen av en ladet gjenstand og bunn tordensky.

Jo høyere objektet er, jo mer sannsynlig er det å bli truffet av lynet. Så de sier sannheten - du skal ikke gjemme deg for regnet under høye trær.

lynsky-sky

Ja, individuelle skyer kan også "utveksle" lyn og treffe hverandre med elektriske ladninger. Det er enkelt – siden den øvre delen av skyen er positivt ladet, og den nedre delen er negativt ladet, kan nærliggende tordenskyer skyte elektriske ladninger mot hverandre.

En ganske vanlig forekomst er lyn som stikker gjennom én sky, og mye mer. en sjelden hendelse er lynet som kommer fra en sky til en annen.

Horisontal glidelås

Dette lynet treffer ikke bakken, det sprer seg inn horisontalt plan over himmelen Noen ganger kan slike lyn spre seg klar himmel kommer fra en enkelt tordensky. Slike lyn er veldig kraftige og veldig farlige.

Tape glidelås

Dette lynet ser ut som flere lyn som går parallelt med hverandre. Det er ikke noe mysterium i formasjonen deres - hvis det blåser sterk vind, det kan utvide kanalene fra plasmaet, som vi skrev om ovenfor, og som et resultat dannes et slikt differensiert lyn.

Perler (prikket glidelås)

Dette er et veldig, veldig sjeldent lyn, ja, det eksisterer, men hvordan det dannes er fortsatt noens gjetning. Forskere antyder at prikkete lyn dannes som et resultat av den raske avkjølingen av enkelte deler av lynsporet, som svinger vanlig glidelås i stiplet linje. Som du kan se, må denne forklaringen tydeligvis forbedres og suppleres.

sprite lyn

Så langt har vi kun snakket om hva som skjer under skyene, eller på deres nivå. Men det viser seg at noen typer lyn er høyere enn skyer. De har vært kjent siden ankomsten av jetfly, men disse lynene ble fotografert og filmet først i 1994. Mest av alt ser de ut som maneter, ikke sant? Høyden på dannelsen av slike lyn er omtrent 100 kilometer. Så langt er det ikke veldig klart hva de er.

Her er bilder og til og med videoer av unike sprite-lyn. Veldig vakkert, ikke sant?

Ball lyn

Noen hevder at kulelyn ikke eksisterer. Andre legger ut videoer av ildkuler på YouTube og beviser at alt er ekte. Generelt er forskerne ennå ikke helt overbevist om eksistensen av balllyn, og det mest kjente beviset på deres virkelighet er et bilde tatt av en japansk student.

Saint Elmos branner

Dette er i prinsippet ikke lyn, men ganske enkelt fenomenet med en glødeutladning på slutten av forskjellige skarpe gjenstander. Brannene i St. Elmo var kjent i antikken, nå er de beskrevet i detalj og fanget på film.

Vulkanisk lyn

Dette er veldig vakre lyn som dukker opp under et vulkanutbrudd. Det er sannsynlig at den ladede gass-støvkuppelen, som trenger inn i flere lag av atmosfæren samtidig, forårsaker forstyrrelser, siden den selv bærer en ganske betydelig ladning. Det hele ser veldig fint ut, men skummelt. Forskere vet ennå ikke nøyaktig hvorfor et slikt lyn dannes, og det er flere teorier på en gang, hvorav en er skissert ovenfor.

Her er noen få interessante fakta om lyn, som ikke publiseres så ofte:

* Typisk lyn varer omtrent et kvart sekund og består av 3-4 utladninger.

* Et gjennomsnittlig tordenvær reiser med en hastighet på 40 km i timen.

* Det er 1800 tordenvær i verden akkurat nå.

* US Empire State Building blir truffet av lynet i gjennomsnitt 23 ganger i året.

* Lynet slår ned i fly i gjennomsnitt én gang hver 5-10 tusen flytimer.

* Sannsynligheten for å bli drept av lynet er 1 av 2 000 000. Hver av oss har samme sjanse for å dø av å falle ut av sengen.

* Sannsynligheten for å se kulelyn minst én gang i livet er 1 av 10 000.

* Mennesker som ble truffet av lynet ble ansett som preget av Gud. Og hvis de døde, gikk de visstnok rett til himmelen. I gamle tider ble ofre for lyn begravet på dødsstedet.

Hva bør du gjøre når lynet nærmer seg?

I huset

* Lukk alle vinduer og dører.
* Koble fra alle elektriske apparater. Ikke berør dem, inkludert telefoner, under tordenvær.
* Hold deg unna badekar, kraner og vasker da metallrør kan lede strøm.
* Hvis kulelyn har fløyet inn i rommet, prøv å komme deg raskt ut og lukk døren på den andre siden. Hvis ikke, frys i det minste på plass.

På gaten

* Prøv å gå inn i huset eller bilen. Ikke berør metalldeler i bilen. Bilen bør ikke parkeres under et tre: plutselig slår lynet ned og treet faller rett over deg.
* Hvis det ikke er ly, gå ut i det fri og bøy deg ned og kos deg mot bakken. Men du kan ikke bare legge deg ned!
* I skogen er det bedre å gjemme seg under lave busker. ALDRI stå under et frittstående tre.
* Unngå tårn, gjerder, høye trær, telefon- og elektriske ledninger, bussholdeplasser.
* Hold deg unna sykler, griller, andre metallgjenstander.
* Hold deg unna innsjøen, elven eller andre vannmasser.
* Fjern alt metall fra deg selv.
* Ikke stå i mengden.
* Hvis du er i et åpent område og du plutselig kjenner håret reise seg eller hører en merkelig lyd som kommer fra gjenstander (det betyr at lynet er i ferd med å slå ned!), bøy deg fremover med hendene på knærne (men ikke på bakken) ). Bena skal være sammen, hælene presset mot hverandre (hvis bena ikke berører, vil utslippet passere gjennom kroppen).
* Hvis et tordenvær fanget deg i en båt og du ikke lenger har tid til å svømme til kysten, bøy deg ned til bunnen av båten, slå sammen bena og dekk til hodet og ørene.