ฟ้าผ่าเกิดขึ้นได้อย่างไร? ทำไมฟ้าแลบและฟ้าร้องดังก้อง

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับฟ้าผ่า ชาวแอซเท็กเชื่อว่ามีสายฟ้าผ่ากลางอากาศและลงสู่พื้นดิน วิญญาณของคนตายใน ยมโลก. ด้านล่างเราจะนำเสนอข้อเท็จจริงที่พิสูจน์แล้วทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับฟ้าแลบ
มีพายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นประมาณ 1,800 ครั้งบนโลก ขณะที่คุณกำลังอ่านคำเหล่านี้

ทุกๆ ปี โลกถูกฟ้าผ่า 25,000,000 ครั้ง ซึ่งมากกว่า 100 ครั้งต่อวินาที

ฟ้าผ่าโดยเฉลี่ยเป็นเวลาสามในสี่ของวินาที มีอุณหภูมิประมาณ 28,000 องศาเซลเซียส ซึ่งร้อนกว่าพื้นผิวดวงอาทิตย์ถึง 5 เท่า และมีความยาว 8 กิโลเมตรหรือมากกว่านั้น

พลังงานของสายฟ้าโดยเฉลี่ยเพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับหลอดไฟ 100 W เป็นเวลา 90 วัน

"ฟ้าแลบไม่เคยตกซ้ำที่เดิมซ้ำสอง" โชคไม่ดีที่เรื่องนี้เป็นเพียงนิทานปรัมปรา ฟ้าผ่าสามารถลงที่เดิมได้หลายครั้ง

บางครั้งหลังจากถูกฟ้าผ่า ต้นไม้อาจไม่ถูกไฟไหม้หรือได้รับบาดเจ็บ ไฟฟ้าผ่านเปลือกเปียกและลงสู่พื้นดิน

เพราะว่า อุณหภูมิสูงฟ้าผ่าลงทรายละลายเป็นแก้ว หากคุณเดินผ่านพื้นที่ทรายหลังพายุฝนฟ้าคะนอง คุณจะพบเศษแก้ว

หากคุณอยู่ในเสื้อผ้าที่เปียก ฟ้าผ่าจะทำอันตรายน้อยลง

สายฟ้ายังมีอยู่บนดาวเคราะห์ดวงอื่น เช่น ดาวศุกร์ ดาวเสาร์ ดาวพฤหัสบดี และดาวยูเรนัส

สามารถได้ยินเสียงฟ้าร้องหลังฟ้าผ่าในระยะ 12 กิโลเมตรจากจุดเกิดเหตุ

ในเวลาเดียวกันบนโลกอาจมีลูกไฟได้ตั้งแต่ 100 ถึง 1,000 ลูก แต่โอกาสที่คุณจะได้เห็นมันอย่างน้อยหนึ่งครั้งในชีวิตคือ 0.01% (ฉันโชคดีเพราะเมื่อหนึ่งในนั้นบินเข้ามาในอพาร์ตเมนต์ของเรา)

โอกาสเสียชีวิตจากการถูกฟ้าผ่าคือ 1 ใน 2,000,000 คุณมีโอกาสเสียชีวิตจากการตกจากเตียงเท่าๆ กัน

เมื่อมันกระทบบุคคล สายฟ้าจะทิ้งรอยไหม้ไว้บนตัวเขาซึ่งมีโครงร่างของสายฟ้า มีหลายครั้งที่ฟ้าผ่าทำให้เกิดรอยไหม้ในร่างกายมนุษย์ในรูปของวัตถุใกล้เคียง เช่น ต้นไม้ อาคาร และสิ่งอื่นๆ ฟ้าแลบสามารถฉายสิ่งเหล่านี้ได้อย่างไรยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด

ประมาณ 71% ของผู้ที่ถูกฟ้าผ่ารอดชีวิต

รัฐฟลอริดาในสหรัฐอเมริกาเรียกว่า "รัฐมรณะ" รัฐนี้มีผู้เสียชีวิตจากฟ้าผ่ามากกว่ารัฐอื่นในโลกถึง 2 เท่า

ทุกปี ฟ้าผ่าคร่าชีวิตผู้คนไป 200 คนเฉพาะในสหรัฐอเมริกาเพียงแห่งเดียว เมื่อเปรียบเทียบกัน ปีละไม่เกิน 90 คนเสียชีวิตจากการโจมตีของฉลามทั่วโลก

สายฟ้ากำลังเล่นอยู่ บทบาทสำคัญในการก่อตัวของโอโซน เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านชั้นบรรยากาศและเนื่องจากอุณหภูมิสูงที่สุด โอโซนจะถูกผลิตขึ้น

ฟ้าผ่า

เรามักคิดว่าไฟฟ้าเป็นสิ่งที่ผลิตขึ้นเฉพาะในโรงไฟฟ้าเท่านั้น และไม่แน่นอนในมวลเส้นใยของเมฆน้ำ ซึ่งหายากมากจนคุณสามารถยื่นมือเข้าไปจับได้ง่าย อย่างไรก็ตาม มีไฟฟ้าอยู่ในก้อนเมฆ เช่นเดียวกับที่มีในร่างกายมนุษย์

ธรรมชาติของไฟฟ้า

ร่างกายทั้งหมดประกอบด้วยอะตอม ตั้งแต่เมฆและต้นไม้ไปจนถึง ร่างกายมนุษย์. อะตอมทุกตัวมีนิวเคลียสที่ประกอบด้วยโปรตอนที่มีประจุบวกและนิวตรอนที่เป็นกลาง ข้อยกเว้นคืออะตอมไฮโดรเจนที่ง่ายที่สุดในนิวเคลียสซึ่งไม่มีนิวตรอน แต่มีเพียงโปรตอนเดียวเท่านั้น

อิเล็กตรอนที่มีประจุลบจะหมุนรอบนิวเคลียส ประจุบวกและประจุลบดึงดูดซึ่งกันและกัน ดังนั้นอิเล็กตรอนจึงหมุนรอบนิวเคลียสของอะตอม เหมือนผึ้งรอบพายหวาน แรงดึงดูดระหว่างโปรตอนและอิเล็กตรอนเกิดจาก แรงแม่เหล็กไฟฟ้า. ดังนั้น ไฟฟ้าจึงมีอยู่ทุกที่ที่เรามอง อย่างที่เราเห็น มันมีอยู่ในอะตอมด้วย

ที่ สภาวะปกติประจุบวกและประจุลบของอะตอมแต่ละอะตอมจะสมดุลซึ่งกันและกัน ดังนั้นร่างกายที่ประกอบด้วยอะตอมมักจะไม่มีประจุสุทธิ ไม่ว่าจะเป็นบวกหรือลบ ส่งผลให้การสัมผัสกับวัตถุอื่นไม่ทำให้เกิดการคายประจุไฟฟ้า แต่บางครั้งก็สมดุล ค่าไฟฟ้าในร่างกายแตกสลายได้ คุณอาจพบสิ่งนี้ด้วยตัวเองเมื่อคุณอยู่ที่บ้านในวันที่อากาศหนาวเย็น ที่บ้านแห้งและร้อนมาก คุณสับเท้าเปล่าเดินไปรอบ ๆ วัง โดยที่คุณไม่รู้ตัว อิเล็กตรอนบางส่วนจากฝ่าเท้าของคุณได้ส่งผ่านไปยังอะตอมของพรม

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

ทำไมสายฟ้าถึงมีสีต่างกัน?

ตอนนี้คุณกำลังแบกรับประจุไฟฟ้า เนื่องจากจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนในอะตอมของคุณไม่สมดุลอีกต่อไป ตอนนี้พยายามจับที่จับประตูโลหะ จะเกิดประกายไฟระหว่างคุณกับเธอ และคุณจะรู้สึกถึงไฟฟ้าช็อต นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น - ร่างกายของคุณซึ่งมีอิเล็กตรอนไม่เพียงพอที่จะบรรลุสมดุลทางไฟฟ้าพยายามที่จะคืนความสมดุลเนื่องจากแรงดึงดูดของแม่เหล็กไฟฟ้า และกำลังได้รับการบูรณะ มีการไหลของอิเล็กตรอนระหว่างมือและลูกบิดประตูไปทางมือ หากห้องมืดคุณจะเห็นประกายไฟ มองเห็นแสงได้เนื่องจากอิเล็กตรอนปล่อยควอนตัมแสงเมื่อพวกมันกระโดด หากห้องเงียบ คุณจะได้ยินเสียงแตกเล็กน้อย

ไฟฟ้าล้อมรอบเราทุกที่และมีอยู่ในร่างกายทั้งหมด เมฆในแง่นี้ก็ไม่มีข้อยกเว้น บนพื้นหลัง ท้องฟ้าพวกเขาดูไม่เป็นอันตรายมาก แต่เช่นเดียวกับที่คุณอยู่ในห้อง พวกเขาสามารถพกพาประจุไฟฟ้าได้ ถ้าอย่างนั้น ระวัง! เมื่อเมฆคืนความสมดุลทางไฟฟ้าในตัวมันเอง ดอกไม้ไฟทั้งหมดก็ระเบิดออกมา

ฟ้าแลบเกิดขึ้นได้อย่างไร?

นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น: ในเมฆฝนฟ้าคะนองขนาดใหญ่ที่มืดและทรงพลัง กระแสอากาศซึ่งดันอนุภาคต่างๆ เข้าด้วยกัน เช่น เม็ดเกลือในมหาสมุทร ฝุ่นละออง และอื่นๆ ในลักษณะเดียวกับที่ฝ่าเท้าของคุณเป็นอิสระจากอิเล็กตรอนโดยการถูกับพรม และอนุภาคในก้อนเมฆจะเป็นอิสระจากอิเล็กตรอนโดยการชน ซึ่งจะกระโดดไปยังอนุภาคอื่น ดังนั้นจึงมีการแจกจ่ายค่าธรรมเนียม อนุภาคบางตัวที่สูญเสียอิเล็กตรอนไปก็มี ประจุบวก, ส่วนอื่น ๆ ที่รับอิเล็กตรอนส่วนเกินตอนนี้มีประจุลบ

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

ฝนตกบนดาวเคราะห์ดวงอื่น

ด้วยเหตุผลที่ไม่ชัดเจนนัก อนุภาคที่หนักกว่าจะมีประจุลบ ในขณะที่อนุภาคที่เบากว่าจะมีประจุบวก ดังนั้นยิ่งหนัก ส่วนล่างเมฆมีประจุเป็นลบ ส่วนล่างของเมฆที่มีประจุลบจะผลักอิเล็กตรอนลงสู่พื้น เนื่องจากประจุไฟฟ้าจะผลักกัน ดังนั้นส่วนที่มีประจุบวกจึงก่อตัวขึ้นภายใต้ก้อนเมฆ พื้นผิวโลก. จากนั้นตามหลักการเดียวกันตามที่ประกายไฟกระโดดระหว่างคุณกับลูกบิดประตูประกายไฟเดียวกันจะกระโดดไปมาระหว่างเมฆและโลกมีเพียงขนาดใหญ่และทรงพลังเท่านั้นนี่คือสายฟ้า อิเลคตรอนบินเป็นคดเคี้ยวไปมาบนพื้นโลกเพื่อค้นหาโปรตอนที่นั่น แทนที่จะเป็นเสียงแตกที่แทบไม่ได้ยิน กลับมีเสียงฟ้าร้องดังขึ้น

ฟ้าแลบเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่น่ายินดีและน่าตื่นเต้น ในขณะเดียวกันก็เป็นหนึ่งในสิ่งที่อันตรายและคาดเดาไม่ได้ที่สุด ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ. แต่เรารู้อะไรเกี่ยวกับฟ้าผ่าบ้าง? นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังรวบรวม ข้อเท็จจริงฟ้าผ่าพยายามทำซ้ำในห้องปฏิบัติการ วัดกำลังและอุณหภูมิ แต่ก็ยังไม่สามารถระบุลักษณะของฟ้าผ่าและทำนายพฤติกรรมได้ แต่ถึงกระนั้นเรามาดูข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับฟ้าผ่าที่ทราบกันดีอยู่แล้ว

ในขณะนี้ พายุฝนฟ้าคะนองประมาณ 1,800 ลูกกำลังโหมกระหน่ำในโลก

ทุกๆ ปี โลกประสบกับฟ้าผ่าเฉลี่ย 25 ​​ล้านครั้ง หรือพายุฝนฟ้าคะนองมากกว่าแสนครั้ง นั่นคือฟ้าผ่ามากกว่า 100 ครั้งต่อวินาที

ฟ้าผ่าโดยเฉลี่ยจะกินเวลาหนึ่งในสี่ของวินาที

คุณสามารถได้ยินเสียงฟ้าร้องห่างจากฟ้าแลบ 20 กิโลเมตร

การปล่อยสายฟ้ากระจายด้วยความเร็วประมาณ 190,000 กม./วินาที

ความยาวเฉลี่ยของการปล่อยฟ้าผ่าคือ 3-4 กิโลเมตร

สายฟ้าบางส่วนเคลื่อนที่ไปในอากาศในเส้นทางที่คดเคี้ยว ซึ่งอาจไม่เกินความหนาของเส้นผ่านศูนย์กลางนิ้วของคุณ และความยาวของเส้นทางสายฟ้าจะอยู่ที่ 10-15 กิโลเมตร

อุณหภูมิของฟ้าแลบโดยทั่วไปอาจสูงเกิน 30,000 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นอุณหภูมิประมาณ 5 เท่าของพื้นผิวดวงอาทิตย์

"สายฟ้าไม่เคยตกที่เดิมซ้ำสอง" น่าเสียดายที่นี่เป็นตำนาน ฟ้าแลบมักตกที่เดิมหลายครั้ง

ชาวกรีกโบราณเชื่อว่าเมื่อฟ้าผ่าลงทะเล ไข่มุกเม็ดใหม่จะปรากฏขึ้น

บางครั้งต้นไม้อาจถูกฟ้าผ่าและยังไม่ลุกเป็นไฟ นี่เป็นเพราะกระแสไฟฟ้าผ่านพื้นผิวที่เปียกลงสู่พื้นดินโดยตรง

เมื่อฟ้าแลบทรายจะกลายเป็นแก้ว หลังจากพายุฝนฟ้าคะนอง คุณจะพบรอยแก้วบนทราย

หากเสื้อผ้าของคุณเปียก ฟ้าผ่าจะทำอันตรายคุณน้อยลง

ในช่วงที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนองเป็นเวลา 6 ชั่วโมงทั่วสหรัฐอเมริกา สายฟ้า 15,000 ลูกส่องแสงระยิบระยับบนท้องฟ้า มีความรู้สึกว่าฟ้าผ่าอย่างต่อเนื่อง

ที่มาก อาคารสูงในโลก - หอคอย CN ฟ้าผ่าประมาณ 78 ครั้งต่อปี

ฟ้าแลบสามารถเห็นได้บนดาวศุกร์ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ และดาวยูเรนัส

ในยุคกลางเชื่อกันว่าฟ้าร้องและฟ้าแลบเป็นลูกหลานของปีศาจ และระฆังโบสถ์จะขับไล่วิญญาณชั่วร้าย ดังนั้นในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนองพระสงฆ์จึงพยายามตีระฆังอยู่ตลอดเวลาและด้วยเหตุนี้จึงมักตกเป็นเหยื่อของฟ้าผ่า

ความกลัวฟ้าผ่าอย่างไม่มีเหตุผลเรียกว่า keraunophobia กลัวฟ้าร้อง - กลัวหลอดลม

มีลูกบอลสายฟ้าระหว่าง 100 ถึง 1,000 ลูกบนโลกในเวลาเดียวกัน แต่โอกาสที่คุณจะเห็นอย่างน้อยหนึ่งลูกคือ 0.01%

โดยเฉลี่ยแล้วประมาณ 550 คนเสียชีวิตจากฟ้าผ่าในรัสเซีย

ประมาณหนึ่งในสี่ของผู้ที่ตกเป็นเหยื่อของฟ้าผ่าเสียชีวิต

ผู้ชายถูกฟ้าผ่าตายบ่อยกว่าผู้หญิงประมาณ 6 เท่า

โทรศัพท์เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ผู้คนถูกฟ้าผ่าได้บ่อยที่สุด อย่าคุยโทรศัพท์ขณะเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง แม้ในที่ร่ม หลังจากฟ้าผ่า แถบแตกแขนงยังคงอยู่ในร่างกายมนุษย์ - สัญญาณของฟ้าผ่า หายไปเมื่อกดด้วยนิ้ว

อนุญาตให้พิมพ์บทความและภาพถ่ายซ้ำได้โดยใช้ไฮเปอร์ลิงก์ไปยังไซต์เท่านั้น:

ฟ้าผ่าเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่สร้างความหวาดกลัวให้กับมนุษยชาติมาช้านาน จิตใจที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเช่นอริสโตเติลหรือลูเครเทียสพยายามที่จะเข้าใจแก่นแท้ของมัน พวกเขาเชื่อว่ามันเป็นลูกบอลที่ประกอบด้วยไฟและถูกห่อหุ้มด้วยไอน้ำของเมฆ และมีขนาดเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ มันทะลุผ่านพวกมันและตกลงสู่พื้นด้วยประกายไฟอย่างรวดเร็ว

แนวคิดของฟ้าผ่าและที่มาของมัน

บ่อยครั้งที่ฟ้าผ่าเกิดขึ้นซึ่งมีขนาดค่อนข้างใหญ่ ส่วนบนสามารถอยู่ที่ระดับความสูง 7 กิโลเมตรและส่วนล่าง - สูงจากพื้นเพียง 500 เมตร เมื่อพิจารณาจากอุณหภูมิอากาศในชั้นบรรยากาศแล้ว เราสามารถสรุปได้ว่าที่ระดับ 3-4 กม. น้ำจะแข็งตัวและกลายเป็นน้ำแข็งลอยตัว ซึ่งเมื่อชนกันจะเกิดไฟฟ้า ผู้ที่มี ขนาดใหญ่ที่สุดรับประจุลบและค่าที่เล็กที่สุด - ค่าบวก ขึ้นอยู่กับน้ำหนัก พวกมันจะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันในคลาวด์เป็นชั้นๆ เมื่อใกล้กันพวกมันก่อตัวเป็นช่องพลาสมาซึ่งทำให้เกิดประกายไฟฟ้าเรียกว่าสายฟ้า มันมีรูปร่างที่แตกหักเนื่องจากระหว่างทางสู่พื้นดินมักจะมีอนุภาคอากาศหลายชนิดที่ก่อตัวเป็นอุปสรรค และเพื่อที่จะไปรอบๆ คุณต้องเปลี่ยนเส้นทาง

คำอธิบายทางกายภาพของฟ้าผ่า

การปล่อยสายฟ้าจะปล่อยพลังงานออกมา 109 ถึง 1,010 จูล ปริมาณไฟฟ้ามหาศาลดังกล่าว มากกว่าใช้ในการสร้างแสงวาบหรือที่เรียกว่าฟ้าร้อง แต่แม้เพียงส่วนเล็กๆ ของฟ้าผ่าก็เพียงพอที่จะทำสิ่งที่คิดไม่ถึง เช่น การปล่อยสายฟ้าสามารถคร่าชีวิตคนหรือทำลายอาคารได้ ที่น่าสนใจอีกอย่างก็คือว่า ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติสามารถละลายทราย ก่อตัวเป็นทรงกระบอกกลวง เอฟเฟกต์นี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากอุณหภูมิภายในฟ้าผ่าสูงถึง 2,000 องศา เวลาที่กระแทกกับพื้นก็ต่างกันเช่นกัน ไม่เกินหนึ่งวินาที สำหรับพลังงานแอมพลิจูดของพัลส์สามารถเข้าถึงได้หลายร้อยกิโลวัตต์ เมื่อรวมปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้เข้าด้วยกัน จะได้กระแสไฟฟ้าตามธรรมชาติที่ทรงพลังที่สุด ซึ่งนำความตายมาสู่ทุกสิ่งที่สัมผัส ทั้งหมด สายพันธุ์ที่มีอยู่ฟ้าผ่าเป็นสิ่งที่อันตรายมากและการพบปะกับพวกเขาเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนาอย่างยิ่งสำหรับบุคคล

การก่อตัวของฟ้าร้อง

ฟ้าผ่าทุกประเภทไม่สามารถจินตนาการได้หากไม่มีฟ้าร้อง ซึ่งไม่มีอันตรายเช่นเดียวกัน แต่ในบางกรณีอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของเครือข่ายและปัญหาทางเทคนิคอื่นๆ มันเกิดขึ้นเนื่องจากความจริงที่ว่าคลื่นอากาศอุ่นซึ่งถูกทำให้ร้อนโดยฟ้าผ่าจนถึงอุณหภูมิที่ร้อนกว่าดวงอาทิตย์ชนกับความเย็น เสียงที่เกิดจากสิ่งนี้ไม่ใช่อะไรนอกจากคลื่นที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของอากาศ ในกรณีส่วนใหญ่ ระดับเสียงจะเพิ่มขึ้นในช่วงท้ายของม้วน นี่เป็นเพราะการสะท้อนของเสียงจากเมฆ

ฟ้าผ่าคืออะไร

ปรากฎว่าพวกเขาทั้งหมดแตกต่างกัน

1. สายฟ้าผ่า- ความหลากหลายที่พบมากที่สุด เปลือกไฟฟ้าดูเหมือนต้นไม้รกที่กลับหัวกลับหาง "กระบวนการ" ที่บางกว่าและสั้นกว่าหลายรายการออกจากคลองหลัก ความยาวของการปล่อยดังกล่าวสามารถเข้าถึง 20 กิโลเมตรและความแรงของกระแสไฟฟ้าคือ 20,000 แอมแปร์ ความเร็วในการเคลื่อนที่ 150 กิโลเมตรต่อวินาที อุณหภูมิของพลาสมาที่เติมช่องฟ้าผ่าสูงถึง 10,000 องศา

2. ฟ้าผ่าภายในคลาวด์ - ต้นกำเนิดของประเภทนี้มาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก คลื่นวิทยุก็ปล่อยออกมาเช่นกัน ม้วนดังกล่าวมักจะพบใกล้กับเส้นศูนย์สูตรมากที่สุด ในละติจูดที่มีอุณหภูมิปานกลาง จะปรากฏน้อยมาก หากมีฟ้าแลบในเมฆ วัตถุแปลกปลอมที่ละเมิดความสมบูรณ์ของเปลือก เช่น เครื่องบินไฟฟ้าหรือสายเคเบิลโลหะ ก็สามารถชักนำให้ออกมาได้เช่นกัน ความยาวอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 150 กิโลเมตร

3. ฟ้าผ่าลงดิน - สายพันธุ์นี้ต้องผ่านหลายขั้นตอน การแตกตัวเป็นไอออนเริ่มต้นที่ส่วนแรกซึ่งสร้างขึ้นที่จุดเริ่มต้น อิเล็กตรอนอิสระพวกมันมีอยู่ในอากาศเสมอ ภายใต้อิทธิพล สนามไฟฟ้า อนุภาคมูลฐานได้รับความเร็วสูงและมุ่งหน้าไปยังพื้นดิน ชนกับโมเลกุลที่ประกอบกันเป็นอากาศ ดังนั้นจึงมีอิเล็กตรอนถล่มหรือเรียกอีกอย่างว่าลำแสง เป็นช่องทางที่รวมเข้าด้วยกันทำให้เกิดฟ้าผ่าที่สว่างและเป็นฉนวนความร้อน มันมาถึงพื้นในรูปของบันไดเล็กๆ เนื่องจากมีสิ่งกีดขวางขวางทาง และเพื่อที่จะได้รอบๆ พวกเขา มันจึงเปลี่ยนทิศทาง ความเร็วในการเคลื่อนที่ประมาณ 50,000 กิโลเมตรต่อวินาที

หลังจากฟ้าแลบผ่านไปแล้ว มันจะหยุดการเคลื่อนไหวเป็นเวลาหลายสิบไมโครวินาทีในขณะที่แสงอ่อนลง หลังจากนั้น ขั้นตอนต่อไปจะเริ่มขึ้น: การทำซ้ำของเส้นทางที่เดินทาง การปลดปล่อยครั้งล่าสุดมีความสว่างมากกว่าความสว่างก่อนหน้านี้ทั้งหมดความแรงในปัจจุบันสามารถเข้าถึงหลายแสนแอมแปร์ อุณหภูมิภายในช่องผันผวนประมาณ 25,000 องศา สายฟ้าประเภทนี้ยาวที่สุด ดังนั้นผลที่ตามมาอาจสร้างความเสียหายได้

ไข่มุกสายฟ้า

เมื่อตอบคำถามว่าฟ้าแลบคืออะไร เราไม่สามารถละสายตาจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่หาดูได้ยากเช่นนี้ได้ บ่อยครั้งที่การปลดปล่อยผ่านไปหลังจากเชิงเส้นและวนซ้ำวิถีของมันอย่างสมบูรณ์ ตอนนี้ดูเหมือนลูกบอลที่อยู่ห่างจากกันและมีลักษณะคล้ายกับลูกปัดที่ทำจากวัสดุมีค่า สายฟ้าดังกล่าวมาพร้อมกับเสียงที่ดังที่สุดและกลิ้ง

ลูกบอลสายฟ้า

ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเมื่อฟ้าแลบเป็นรูปลูกบอล ในกรณีนี้ เส้นทางการบินจะคาดเดาไม่ได้ ซึ่งทำให้เป็นอันตรายต่อมนุษย์มากยิ่งขึ้น ในกรณีส่วนใหญ่ก้อนไฟฟ้าดังกล่าวเกิดขึ้นพร้อมกับสายพันธุ์อื่น ๆ แต่มีการบันทึกข้อเท็จจริงของการปรากฏตัวของมันแม้ในสภาพอากาศที่มีแดดจัด

มันเกิดขึ้นได้อย่างไร เป็นคำถามที่มักถูกถามโดยผู้ที่พบปรากฏการณ์นี้ อย่างที่ทุกคนทราบ บางสิ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ดังนั้นมันจึงสะสมประจุอยู่ในตัว ลูกบอลจึงเริ่มโผล่ออกมา นอกจากนี้ยังสามารถปรากฏขึ้นจากสายฟ้าหลัก ผู้เห็นเหตุการณ์บอกว่ามันโผล่มาจากไหนก็ไม่รู้

เส้นผ่านศูนย์กลางของฟ้าผ่ามีตั้งแต่ไม่กี่เซนติเมตรถึงหนึ่งเมตร สำหรับสีนั้นมีหลายตัวเลือกตั้งแต่สีขาวและสีเหลืองไปจนถึงสีเขียวสดใสการหาลูกบอลไฟฟ้าสีดำนั้นหายากมาก หลังจากลงมาอย่างรวดเร็ว มันจะเคลื่อนที่ในแนวนอน ห่างจากพื้นผิวโลกประมาณหนึ่งเมตร สายฟ้าดังกล่าวสามารถเปลี่ยนวิถีของมันอย่างกะทันหันและหายไปอย่างกะทันหันปล่อยพลังงานมหาศาลเนื่องจากการหลอมละลายหรือแม้แต่การทำลายล้างของวัตถุต่างๆ เธอมีชีวิตอยู่ตั้งแต่สิบวินาทีถึงหลายชั่วโมง

เทพดาสายฟ้า

ไม่นานมานี้ ในปี 1989 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบฟ้าผ่าอีกประเภทหนึ่ง ซึ่งถูกเรียกว่า เทพดา. การค้นพบนี้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ เนื่องจากปรากฏการณ์นี้หายากมากและกินเวลาเพียงหนึ่งในสิบของวินาทีเท่านั้น พวกมันแตกต่างจากพันธุ์อื่นตามความสูงที่ปรากฏ - ประมาณ 50-130 กิโลเมตรในขณะที่ชนิดย่อยอื่นไม่สามารถเอาชนะเส้น 15 กิโลเมตรได้ นอกจากนี้เทพดาสายฟ้ายังมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ถึง 100 กม. ปรากฏเป็นแนวตั้งและกะพริบเป็นกระจุก สีของมันแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของอากาศ: ใกล้กับพื้นดินซึ่งมีออกซิเจนมากกว่าพวกมันจะมีสีเขียวเหลืองหรือขาว แต่ภายใต้อิทธิพลของไนโตรเจนที่ระดับความสูงมากกว่า 70 กม. พวกมันจะได้รับความสว่าง สีแดง

การปฏิบัติตัวขณะเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง

ฟ้าผ่าทุกประเภทมีอันตรายอย่างยิ่งต่อสุขภาพและแม้แต่ชีวิตมนุษย์ เพื่อหลีกเลี่ยงไฟฟ้าช็อต ควรปฏิบัติตามกฎต่อไปนี้ในพื้นที่เปิดโล่ง:

1. ในสถานการณ์เช่นนี้ วัตถุที่สูงที่สุดจัดอยู่ในกลุ่มเสี่ยง ดังนั้นควรหลีกเลี่ยงพื้นที่เปิดโล่ง หากต้องการให้ต่ำลง วิธีที่ดีที่สุดคือนั่งลงและวางศีรษะและอกไว้บนเข่า ในกรณีที่พ่ายแพ้ ท่านี้จะปกป้องทุกสิ่งที่สำคัญ อวัยวะสำคัญ. ไม่ว่าในกรณีใดคุณไม่ควรนอนราบเพื่อไม่ให้เพิ่มพื้นที่ในการตีที่เป็นไปได้
2. นอกจากนี้ อย่าซ่อนตัวใต้ต้นไม้สูงและโครงสร้างที่ไม่มีการป้องกันหรือวัตถุที่เป็นโลหะ (เช่น เพิงปิกนิก) จะเป็นที่กำบังที่ไม่พึงปรารถนา
3. ในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง คุณควรรีบขึ้นจากน้ำ เพราะมันเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี การปล่อยสายฟ้าสามารถแพร่กระจายไปยังบุคคลได้อย่างง่ายดาย
4. ไม่ว่าในกรณีใดคุณไม่ควรใช้โทรศัพท์มือถือของคุณ
5. ในการให้การปฐมพยาบาลแก่เหยื่อ วิธีที่ดีที่สุดคือทำการช่วยฟื้นคืนชีพหัวใจและปอดและโทรหาหน่วยกู้ภัยทันที

ระเบียบปฏิบัติในบ้าน

ภายในอาคารก็มีความเสี่ยงที่จะได้รับบาดเจ็บเช่นกัน

1. หากเกิดพายุฝนฟ้าคะนองข้างนอก สิ่งแรกที่ต้องทำคือปิดประตูหน้าต่างทั้งหมด
2. ต้องปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมด
3. อยู่ห่างจากโทรศัพท์แบบมีสายและสายเคเบิลอื่นๆ เนื่องจากเป็นสื่อนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ท่อโลหะมีผลเช่นเดียวกัน ดังนั้นคุณจึงไม่ควรอยู่ใกล้ท่อประปา
4. รู้วิธีการทำ ลูกบอลสายฟ้าและเส้นทางที่คาดเดาไม่ได้เป็นอย่างไร หากยังเข้ามาในห้อง คุณต้องออกจากห้องทันทีและปิดประตูหน้าต่างทั้งหมด หากไม่สามารถดำเนินการเหล่านี้ได้จะเป็นการดีกว่าที่จะยืนนิ่ง

ธรรมชาติยังคงอยู่เหนือการควบคุมของมนุษย์และมีอันตรายมากมาย โดยพื้นฐานแล้วฟ้าผ่าทุกประเภทเป็นการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่ทรงพลังที่สุดซึ่งมีพลังมากกว่าแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่มนุษย์สร้างขึ้นหลายเท่า

หมอ วิทยาศาสตร์ชีวภาพผู้สมัครวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ K. BOGDANOV

ทุกขณะใน จุดที่แตกต่างกันโลกเปล่งประกายด้วยสายฟ้ามากกว่า 2,000 พายุฝนฟ้าคะนอง ในทุก ๆ วินาที มีฟ้าผ่าประมาณ 50 ครั้งบนผิวโลก และโดยเฉลี่ยแต่ละครั้ง ตารางกิโลเมตรฟ้าผ่าปีละหกครั้ง บี. แฟรงคลินยังแสดงให้เห็นว่าฟ้าผ่าลงมายังโลกจากเมฆฝนฟ้าคะนอง ซึ่งเป็นการปล่อยไฟฟ้าที่ถ่ายโอนประจุลบหลายสิบจี้ไป และแอมพลิจูดของกระแสระหว่างฟ้าผ่าอยู่ที่ 20 ถึง 100 kA การถ่ายภาพด้วยความเร็วสูงแสดงให้เห็นว่าการปล่อยสายฟ้ากินเวลาไม่กี่ในสิบของวินาที และประกอบด้วยการปล่อยสายฟ้าหลายครั้งที่สั้นกว่านั้น สายฟ้าเป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์มานานแล้ว แต่ในยุคของเรา เรารู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับธรรมชาติของพวกมันมากกว่าเมื่อ 250 ปีที่แล้ว แม้ว่าเราจะสามารถตรวจจับพวกมันได้แม้บนดาวเคราะห์ดวงอื่น

วิทยาศาสตร์กับชีวิต // ภาพประกอบ

ความสามารถในการทำให้เกิดไฟฟ้าจากการเสียดสีของวัสดุต่างๆ วัสดุจากคู่ถูซึ่งอยู่สูงกว่าในตารางมีประจุบวก และด้านล่างมีประจุเป็นลบ

ด้านล่างของก้อนเมฆที่มีประจุลบจะทำให้พื้นผิวโลกด้านล่างมีขั้วเพื่อให้มีประจุบวก และเมื่อเกิดสภาวะ ไฟฟ้าขัดข้อง, สายฟ้าฟาดเกิดขึ้น.

การกระจายความถี่ของพายุฝนฟ้าคะนองเหนือผิวดินและมหาสมุทร สถานที่ที่มืดที่สุดบนแผนที่สอดคล้องกับความถี่ไม่เกิน 0.1 พายุฝนฟ้าคะนองต่อปีต่อตารางกิโลเมตร และที่สว่างที่สุด - มากกว่า 50

ร่มกับสายล่อฟ้า. โมเดลนี้ขายในศตวรรษที่ 19 และเป็นที่ต้องการ

การยิงของเหลวหรือเลเซอร์ไปที่เมฆฝนฟ้าคะนองที่ลอยอยู่เหนือสนามกีฬาจะเป็นการเบี่ยงเบนสายฟ้าไปทางด้านข้าง

ฟ้าผ่าหลายครั้งเกิดจากการปล่อยจรวดเข้าไปในเมฆฝนฟ้าคะนอง เส้นแนวตั้งด้านซ้ายคือร่องรอยของจรวด

ฟุลกูไรต์ "แตกแขนง" ขนาดใหญ่น้ำหนัก 7.3 กก. พบโดยผู้เขียนที่ชานเมืองมอสโก

ชิ้นส่วนทรงกระบอกกลวงของฟูลกูไรต์ที่เกิดจากทรายละลาย

ฟูลกูไรต์สีขาวจากเท็กซัส

สายฟ้าเป็นแหล่งชาร์จสนามไฟฟ้าของโลกชั่วนิรันดร์. ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 มีการใช้โพรบบรรยากาศเพื่อวัดสนามไฟฟ้าของโลก ความแรงของมันที่พื้นผิวอยู่ที่ประมาณ 100 V/m ซึ่งสอดคล้องกับประจุรวมของดาวเคราะห์ประมาณ 400,000 C ไอออนทำหน้าที่เป็นตัวพาประจุในชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งความเข้มข้นจะเพิ่มขึ้นตามความสูงและถึงจุดสูงสุดที่ระดับความสูง 50 กม. ซึ่งชั้นไอโอโนสเฟียร์เป็นชั้นนำไฟฟ้าซึ่งก่อตัวขึ้นภายใต้การกระทำของรังสีคอสมิก ดังนั้นสนามไฟฟ้าของโลกจึงเป็นสนามของตัวเก็บประจุทรงกลมที่มีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 400 kV ภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้ากระแส 2-4 kA จะไหลจากชั้นบนไปยังชั้นล่างซึ่งมีความหนาแน่น 1-2 10 -12 A/m 2 และปล่อยพลังงานสูงถึง 1.5 GW และสนามไฟฟ้านี้จะหายไปหากไม่มีฟ้าผ่า! ดังนั้นในวันที่อากาศดี ตัวเก็บประจุไฟฟ้า - โลก - จะถูกคายประจุและจะถูกชาร์จในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง

คนไม่รู้สึกถึงสนามไฟฟ้าของโลกเนื่องจากร่างกายของเขาเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ดังนั้นประจุของโลกจึงอยู่บนพื้นผิวของร่างกายมนุษย์ด้วย ทำให้สนามไฟฟ้าบิดเบี้ยวเฉพาะที่ ภายใต้เมฆฝนฟ้าคะนอง ความหนาแน่นของประจุบวกที่เหนี่ยวนำบนพื้นดินจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก และความแรงของสนามไฟฟ้าอาจเกิน 100 kV / m ซึ่งมีค่าเป็น 1,000 เท่าในสภาพอากาศที่ดี เป็นผลให้ประจุบวกของเส้นผมแต่ละเส้นบนศีรษะของคนที่ยืนอยู่ใต้เมฆฝนฟ้าคะนองเพิ่มขึ้นในปริมาณที่เท่ากันและพวกมันก็ผลักกันออกจากกัน

การใช้พลังงานไฟฟ้า - การกำจัดฝุ่น "มีประจุ"เพื่อทำความเข้าใจว่าเมฆแยกประจุไฟฟ้าอย่างไร เรามาจำไว้ว่าการแยกประจุไฟฟ้าคืออะไร วิธีที่ง่ายที่สุดในการชาร์จร่างกายคือการถูกับสิ่งอื่น การผลิตไฟฟ้าด้วยแรงเสียดทานเป็นวิธีการรับประจุไฟฟ้าที่เก่าแก่ที่สุด คำว่า "อิเล็กตรอน" ที่แปลจากภาษากรีกเป็นภาษารัสเซียหมายถึงอำพัน เนื่องจากอำพันมีประจุลบเสมอเมื่อถูกับขนสัตว์หรือผ้าไหม ขนาดของประจุและเครื่องหมายขึ้นอยู่กับวัสดุของตัวถู

มีความเชื่อกันว่าร่างกายก่อนที่มันจะถูกถูกับร่างกายเป็นกลางทางไฟฟ้า แท้จริงแล้วหากวัตถุที่มีประจุอยู่ในอากาศอนุภาคฝุ่นและไอออนที่มีประจุตรงข้ามจะเริ่มเกาะติด ดังนั้นบนพื้นผิวของร่างกายใด ๆ จึงมีชั้นฝุ่น "มีประจุ" ซึ่งทำให้ประจุของร่างกายเป็นกลาง ดังนั้น การเกิดไฟฟ้าโดยการเสียดสีจึงเป็นกระบวนการกำจัดฝุ่น "มีประจุ" บางส่วนออกจากทั้งสองวัตถุ ในกรณีนี้ ผลลัพธ์จะขึ้นอยู่กับว่าฝุ่น "มีประจุ" ถูกกำจัดออกจากตัวถูได้ดีหรือแย่กว่ามากน้อยเพียงใด

เมฆเป็นโรงงานผลิตประจุไฟฟ้าเป็นการยากที่จะจินตนาการว่ามีวัสดุสองสามรายการอยู่ในตารางในระบบคลาวด์ อย่างไรก็ตามฝุ่น "มีประจุ" ที่แตกต่างกันสามารถปรากฏบนร่างกายได้แม้ว่าจะทำจากวัสดุชนิดเดียวกัน แต่ก็เพียงพอแล้วที่โครงสร้างจุลภาคของพื้นผิวจะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อร่างกายที่เรียบลื่นถูกับวัตถุที่ขรุขระ ทั้งสองจะถูกกระตุ้นด้วยไฟฟ้า

ธันเดอร์คลาวด์คือ จำนวนมากไอน้ำ ซึ่งส่วนหนึ่งควบแน่นเป็นหยดเล็กๆ หรือน้ำแข็งลอย สูงสุด เมฆฟ้าร้องสามารถตั้งอยู่ที่ความสูง 6-7 กม. และด้านล่างแขวนอยู่เหนือพื้นดินที่ความสูง 0.5-1 กม. เมฆที่สูงกว่า 3-4 กม. ประกอบด้วยน้ำแข็งที่มีขนาดต่างกันเนื่องจากอุณหภูมิจะต่ำกว่าศูนย์เสมอ ก้อนน้ำแข็งเหล่านี้คือ ในการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องเกิดจากการปรับปรุง อากาศอุ่นจากพื้นผิวโลกที่ร้อนระอุ น้ำแข็งชิ้นเล็กๆ ง่ายกว่าก้อนใหญ่ที่จะถูกพัดพาไปตามกระแสลม ดังนั้นน้ำแข็งชิ้นเล็ก "ว่องไว" จึงเคลื่อนเข้ามา ส่วนบนเมฆชนกับก้อนใหญ่ตลอดเวลา ในการชนกันแต่ละครั้ง จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น ซึ่งน้ำแข็งก้อนใหญ่มีประจุลบ และก้อนเล็กมีประจุบวก เมื่อเวลาผ่านไป ก้อนน้ำแข็งขนาดเล็กที่มีประจุบวกจะอยู่ด้านบนของก้อนเมฆ และก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่มีประจุลบจะอยู่ด้านล่าง กล่าวอีกนัยหนึ่ง ด้านบนของพายุฝนฟ้าคะนองมีประจุเป็นบวก ในขณะที่ด้านล่างมีประจุเป็นลบ ทุกอย่างพร้อมสำหรับการปลดปล่อยสายฟ้าซึ่งเกิดการแตกตัวของอากาศและประจุลบจากด้านล่างของเมฆฝนฟ้าคะนองไหลลงสู่พื้นโลก

สายฟ้า - สวัสดีจากอวกาศและแหล่งที่มา รังสีเอ็กซ์เรย์. อย่างไรก็ตาม ตัวคลาวด์เองไม่สามารถทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้เองเพื่อทำให้เกิดการคายประจุระหว่างมัน ล่างและแผ่นดิน ความแรงของสนามไฟฟ้าในเมฆฝนฟ้าคะนองจะไม่เกิน 400 กิโลโวลต์/เมตร และการสลายตัวของไฟฟ้าในอากาศจะเกิดขึ้นที่ความแรงมากกว่า 2,500 กิโลโวลต์/เมตร ดังนั้น เพื่อให้เกิดฟ้าผ่า จึงจำเป็นต้องมีสิ่งอื่นนอกเหนือจากสนามไฟฟ้า ในปี 1992 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย A. Gurevich จาก สถาบันฟิสิกส์พวกเขา. P. N. Lebedev จาก Russian Academy of Sciences (FIAN) แนะนำว่าการจุดไฟแบบฟ้าผ่าสามารถเกิดขึ้นได้ รังสีคอสมิก- อนุภาคพลังงานสูงที่ตกลงมายังโลกจากอวกาศด้วยความเร็วใกล้แสง อนุภาคดังกล่าวหลายพันตัวทุก ๆ วินาทีระดมยิงแต่ละครั้ง ตารางเมตรชั้นบรรยากาศของโลก

ตามทฤษฎีของกูเรวิช อนุภาคของรังสีคอสมิกที่ชนกับโมเลกุลของอากาศทำให้เกิดไอออน ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของอิเล็กตรอนพลังงานสูงจำนวนมาก เมื่ออยู่ในสนามไฟฟ้าระหว่างก้อนเมฆและพื้นโลก อิเล็กตรอนจะถูกเร่งให้มีความเร็วใกล้แสง ทำให้เส้นทางการเคลื่อนที่ของพวกมันแตกตัวเป็นไอออน และด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดการถล่มของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่พร้อมกับพวกมันมายังโลก ช่องไอออนไนซ์ที่สร้างขึ้นโดยอิเล็กตรอนถล่มนี้ถูกใช้โดยฟ้าผ่าเพื่อปลดปล่อย (ดู "วิทยาศาสตร์และชีวิต" ฉบับที่ 7, 1993)

ทุกคนที่ได้เห็นฟ้าแลบจะสังเกตเห็นว่านี่ไม่ใช่เส้นตรงที่มีแสงสว่างจ้าซึ่งเชื่อมต่อระหว่างเมฆกับโลก แต่เป็น สายหัก. ดังนั้นกระบวนการสร้างช่องนำไฟฟ้าสำหรับการปล่อยฟ้าผ่าจึงเรียกว่า "ผู้นำขั้นตอน" "ขั้นตอน" เหล่านี้แต่ละขั้นเป็นที่ที่อิเล็กตรอนถูกเร่งให้มีความเร็วใกล้แสงหยุดลงเนื่องจากการชนกับโมเลกุลของอากาศและเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ หลักฐานสำหรับการตีความลักษณะขั้นบันไดของฟ้าแลบคือแสงวาบของรังสีเอกซ์ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกันกับช่วงเวลาที่สายฟ้าเปลี่ยนเส้นทางราวกับว่าสะดุด การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าฟ้าผ่าเป็นแหล่งรังสีเอกซ์ที่ทรงพลังพอสมควร ความเข้มของแสงอาจสูงถึง 250,000 อิเล็กตรอนโวลต์ ซึ่งเป็นสองเท่าของรังสีเอกซ์ทรวงอก

จะเรียกสายฟ้าได้อย่างไร?เป็นเรื่องยากมากที่จะศึกษาว่าจะเกิดอะไรขึ้นในสถานที่ที่ไม่สามารถเข้าใจได้และเมื่อใด กล่าวคือ นี่คือวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษาธรรมชาติของฟ้าผ่าได้ผลมาเป็นเวลาหลายปี มีความเชื่อกันว่าพายุบนท้องฟ้านำโดยเอลียาห์ผู้เผยพระวจนะและเราไม่ได้รับรู้แผนการของเขา อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะแทนที่ผู้เผยพระวจนะเอลียาห์มาเป็นเวลานาน โดยสร้างช่องนำไฟฟ้าระหว่างเมฆฝนฟ้าคะนองกับโลก B. Franklin สำหรับสิ่งนี้ในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง ว่าวลงท้ายด้วยลวดและพวงกุญแจโลหะ การทำเช่นนี้ทำให้เขาปล่อยประจุไฟฟ้าอ่อนๆ ไหลลงมาตามเส้นลวด และเป็นคนแรกที่พิสูจน์ว่าฟ้าผ่าเป็นประจุไฟฟ้าเชิงลบที่ไหลจากก้อนเมฆลงสู่พื้น การทดลองของแฟรงคลินเป็นอันตรายอย่างยิ่ง และหนึ่งในผู้ที่พยายามทำซ้ำ นักวิชาการชาวรัสเซีย จี. วี. ริชแมน เสียชีวิตในปี พ.ศ. 2296 จากการถูกฟ้าผ่า

ในปี 1990 นักวิจัยได้เรียนรู้วิธีเรียกสายฟ้าโดยไม่ทำอันตรายต่อชีวิต วิธีหนึ่งในการเรียกสายฟ้าคือการยิงจากพื้นดิน จรวดขนาดเล็กเข้าไปในพายุ ตลอดเส้นทางการเคลื่อนที่ จรวดทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออน และสร้างช่องนำไฟฟ้าระหว่างเมฆและพื้นดิน และหากประจุลบที่ด้านล่างของก้อนเมฆมีขนาดใหญ่เพียงพอ การปล่อยสายฟ้าจะเกิดขึ้นตามช่องทางที่สร้างขึ้น ซึ่งพารามิเตอร์ทั้งหมดจะถูกบันทึกโดยอุปกรณ์ที่อยู่ใกล้กับฐานปล่อยจรวด ในการสร้างเพิ่มเติม เงื่อนไขที่ดีกว่าสำหรับการปล่อยสายฟ้านั้นลวดโลหะจะติดอยู่กับจรวดโดยเชื่อมต่อกับพื้น

สายฟ้า: ผู้ให้ชีวิตและเครื่องยนต์แห่งวิวัฒนาการ. ในปี 1953 นักชีวเคมี S. Miller (Stanley Miller) และ G. Urey (Harold Urey) ได้แสดงให้เห็นว่าหนึ่งใน "ส่วนประกอบสำคัญ" ของชีวิต - กรดอะมิโนสามารถรับได้โดยการผ่านการปล่อยไฟฟ้าผ่านน้ำ ซึ่งก๊าซของ ชั้นบรรยากาศ "ดึกดำบรรพ์" ของโลกละลาย (มีเทน แอมโมเนีย และไฮโดรเจน) ห้าสิบปีต่อมา นักวิจัยคนอื่นทำการทดลองซ้ำและได้ผลเหมือนเดิม ทางนี้, ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกกำหนดบทบาทพื้นฐานให้กับสายฟ้าฟาด

เมื่อกระแสไฟสั้นผ่านแบคทีเรีย รูพรุนจะปรากฏขึ้นในเปลือก (เมมเบรน) ซึ่งชิ้นส่วนดีเอ็นเอของแบคทีเรียชนิดอื่นสามารถผ่านเข้าไปได้ กระตุ้นหนึ่งในกลไกของการวิวัฒนาการ

ทำไมพายุฝนฟ้าคะนองจึงหายากในฤดูหนาว? F. I. Tyutchev เขียนว่า "ฉันชอบพายุฝนฟ้าคะนองในต้นเดือนพฤษภาคมเมื่อฟ้าร้องครั้งแรกในฤดูใบไม้ผลิ ... " รู้ว่าแทบไม่มีพายุฝนฟ้าคะนองในฤดูหนาว ในการสร้างเมฆฝนฟ้าคะนองจำเป็นต้องมีกระแสอากาศชื้นจากน้อยไปมาก ความเข้มข้น ไออิ่มตัวเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิและถึงจุดสูงสุดในฤดูร้อน ความแตกต่างของอุณหภูมิที่กระแสอากาศขึ้นลงจะยิ่งมาก ยิ่งมีอุณหภูมิใกล้พื้นผิวโลกสูงขึ้น เนื่องจากที่ระดับความสูงหลายกิโลเมตร อุณหภูมิไม่ได้ขึ้นอยู่กับฤดูกาล ซึ่งหมายความว่าความรุนแรงของกระแสน้ำจากน้อยไปมากในฤดูร้อนก็เช่นกัน ดังนั้นเราจึงมีพายุฝนฟ้าคะนองบ่อยที่สุดในฤดูร้อน และในภาคเหนือซึ่งมีอากาศหนาวเย็นในฤดูร้อน พายุฝนฟ้าคะนองค่อนข้างหายาก

เหตุใดพายุฝนฟ้าคะนองจึงเกิดขึ้นทั่วไปบนบกมากกว่าในทะเลเพื่อให้เมฆระบายออก ต้องมีไอออนในอากาศด้านล่างในปริมาณที่เพียงพอ อากาศประกอบด้วยโมเลกุลของไนโตรเจนและออกซิเจนเท่านั้น ไม่มีไอออน และเป็นเรื่องยากมากที่จะทำให้ไอออไนซ์แม้ในสนามไฟฟ้า แต่ถ้ามีอนุภาคแปลกปลอมจำนวนมากในอากาศ เช่น ฝุ่น แสดงว่ามีไอออนจำนวนมากเช่นกัน ไอออนเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคในอากาศในลักษณะเดียวกับที่ถูกทำให้เป็นไฟฟ้าโดยการเสียดสีกัน วัสดุต่างๆ. เห็นได้ชัดว่ามีฝุ่นละอองในอากาศบนบกมากกว่าในมหาสมุทร นั่นเป็นสาเหตุที่พายุฝนฟ้าคะนองดังกึกก้องไปทั่วแผ่นดินบ่อยขึ้น มีการตั้งข้อสังเกตด้วยว่า ประการแรก ฟ้าผ่าในสถานที่เหล่านั้นซึ่งมีความเข้มข้นของละอองลอยในอากาศสูงเป็นพิเศษ - ควันและการปล่อยมลพิษจากอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมัน

แฟรงคลินเบี่ยงเบนสายฟ้าอย่างไรโชคดีที่ฟ้าผ่าส่วนใหญ่เกิดขึ้นระหว่างก้อนเมฆ ดังนั้นจึงไม่ก่อให้เกิดอันตราย อย่างไรก็ตาม เชื่อกันว่าฟ้าผ่าคร่าชีวิตผู้คนทั่วโลกมากกว่าพันคนทุกปี อย่างน้อยที่สุดในสหรัฐอเมริกาซึ่งมีการเก็บสถิติดังกล่าวไว้ ในแต่ละปีจะมีผู้ได้รับผลกระทบจากฟ้าผ่าประมาณ 1,000 คน และมากกว่าร้อยคนเสียชีวิต นักวิทยาศาสตร์พยายามปกป้องผู้คนจาก "การลงโทษของพระเจ้า" มานานแล้ว ตัวอย่างเช่นนักประดิษฐ์คนแรก ตัวเก็บประจุไฟฟ้า(ของโถ Leyden) Pieter van Muschenbroek (1692-1761) ในบทความเกี่ยวกับไฟฟ้าที่เขียนขึ้นสำหรับสารานุกรมฝรั่งเศสที่มีชื่อเสียงได้รับการปกป้อง วิธีดั้งเดิมการป้องกันฟ้าผ่า - เสียงระฆังและการยิงปืนใหญ่ซึ่งเขาเชื่อว่าได้ผลค่อนข้างดี

เบนจามิน แฟรงคลิน พยายามปกป้องศาลากลางของเมืองหลวงของรัฐแมรี่แลนด์ ในปี 1775 ได้ติดแท่งเหล็กหนาเข้ากับตัวอาคาร ซึ่งสูงตระหง่านเหนือโดมหลายเมตรและเชื่อมต่อกับพื้นดิน นักวิทยาศาสตร์ปฏิเสธที่จะจดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์ของเขาโดยหวังว่ามันจะให้บริการผู้คนโดยเร็วที่สุด

ข่าวเกี่ยวกับสายล่อฟ้าของแฟรงคลินแพร่กระจายไปทั่วยุโรปอย่างรวดเร็วและเขาได้รับเลือกให้เข้าเรียนในสถาบันการศึกษาทั้งหมดรวมถึงสถาบันการศึกษาของรัสเซีย อย่างไรก็ตาม ในบางประเทศ ประชากรที่เคร่งศาสนาได้พบกับสิ่งประดิษฐ์นี้ด้วยความไม่พอใจ ความคิดที่ว่าคนๆ หนึ่งสามารถทำให้เชื่องอาวุธหลักของ "พระพิโรธของพระเจ้า" ได้อย่างง่ายดายและง่ายดายนั้นดูหมิ่นศาสนา ดังนั้นในสถานที่ต่าง ๆ ผู้คนจึงหักสายล่อฟ้าด้วยเหตุผลทางศาสนา เหตุการณ์แปลกประหลาดเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1780 ในเมืองเล็ก ๆ ของ Saint-Omer ทางตอนเหนือของฝรั่งเศส ซึ่งชาวเมืองเรียกร้องให้ถอดเสาสายล่อฟ้าออก และคดีนี้ก็เข้าสู่การพิจารณาคดี ทนายความหนุ่มผู้ปกป้องสายล่อฟ้าจากการโจมตีของพวกอนาจาร สร้างการป้องกันของเขาจากข้อเท็จจริงที่ว่าทั้งจิตใจของมนุษย์และความสามารถในการเอาชนะพลังแห่งธรรมชาติมี ต้นกำเนิดอันศักดิ์สิทธิ์. ทุกสิ่งที่ช่วยรักษาชีวิตเป็นสิ่งที่ดี - ทนายความหนุ่มแย้ง เขาชนะกระบวนการและได้รับชื่อเสียงอย่างมาก ทนายความชื่อ Maximilian Robespierre ตอนนี้ภาพเหมือนของผู้ประดิษฐ์สายล่อฟ้าเป็นภาพจำลองที่เป็นที่ปรารถนามากที่สุดในโลก เพราะมันประดับธนบัตรใบละ 100 ดอลลาร์อันเลื่องชื่อ

คุณจะป้องกันตัวเองจากฟ้าผ่าด้วยเครื่องฉีดน้ำและเลเซอร์ได้อย่างไร. ล่าสุดได้มีการเสนอ วิธีการใหม่ต่อสู้กับสายฟ้า สายล่อฟ้าจะถูกสร้างขึ้นจาก ... ลำของเหลวซึ่งจะพุ่งจากพื้นดินไปยังเมฆฝนฟ้าคะนองโดยตรง ของเหลวฟ้าผ่าเป็นสารละลายน้ำเกลือที่เติมโพลิเมอร์เหลว: เกลือมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้า และโพลิเมอร์จะป้องกันไม่ให้ไอพ่น "แตกตัว" เป็นหยดที่แยกจากกัน เส้นผ่านศูนย์กลางของเจ็ทจะอยู่ที่ประมาณหนึ่งเซนติเมตรและ ความสูงสูงสุด- 300 เมตร. เมื่อเสร็จสิ้นสายล่อฟ้าเหลวแล้ว จะมีการติดตั้งอุปกรณ์กีฬาและสนามเด็กเล่น ซึ่งน้ำพุจะเปิดโดยอัตโนมัติเมื่อความแรงของสนามไฟฟ้าสูงเพียงพอและมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดฟ้าผ่าสูงสุด ประจุไฟฟ้าจะไหลลงมาเป็นของเหลวจากเมฆฝนฟ้าคะนอง ทำให้ฟ้าผ่าปลอดภัยสำหรับผู้อื่น การป้องกันการปล่อยฟ้าผ่าที่คล้ายคลึงกันสามารถทำได้โดยใช้เลเซอร์ ลำแสงที่ทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนในอากาศจะสร้างช่องสำหรับปล่อยไฟฟ้าออกจากฝูงชน

สายฟ้าสามารถทำให้เราหลงทางได้หรือไม่?ได้ ถ้าคุณใช้เข็มทิศ ที่ นวนิยายที่มีชื่อเสียง G. Melvila "Moby Dick" อธิบายถึงกรณีดังกล่าวเมื่อการปล่อยสายฟ้าซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กแรงสูงทำให้เข็มของเข็มทิศกลายเป็นแม่เหล็กใหม่ อย่างไรก็ตาม กัปตันเรือได้หยิบเข็มเย็บผ้า ตีมันเพื่อทำให้เป็นแม่เหล็ก และแทนที่ด้วยเข็มเข็มทิศที่หัก

คุณสามารถถูกฟ้าผ่าภายในบ้านหรือเครื่องบินได้หรือไม่?น่าเสียดายใช่! กระแสฟ้าผ่าสามารถเข้าสู่บ้านผ่านสายโทรศัพท์จากเสาที่อยู่ใกล้เคียง ดังนั้นในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองอย่าพยายามใช้โทรศัพท์ทั่วไป เชื่อกันว่าการพูดคุยทางวิทยุโทรศัพท์หรือโทรศัพท์มือถือนั้นปลอดภัยกว่า ห้ามจับท่อขณะเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง ระบบความร้อนกลางและท่อประปาที่เชื่อมตัวบ้านกับพื้นดิน ด้วยเหตุผลเดียวกัน ผู้เชี่ยวชาญจึงแนะนำให้ปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมด รวมถึงคอมพิวเตอร์และโทรทัศน์ ในช่วงที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง

สำหรับเครื่องบิน โดยทั่วไปแล้ว พวกมันพยายามบินเหนือพื้นที่ที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง โดยเฉลี่ยแล้วเครื่องบินลำหนึ่งถูกฟ้าผ่าปีละครั้ง กระแสน้ำไม่สามารถกระทบผู้โดยสารได้ แต่จะไหลไปตามพื้นผิวด้านนอกของเครื่องบิน แต่สามารถปิดการใช้งานวิทยุสื่อสาร อุปกรณ์นำทาง และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้

Fulgurite คือสายฟ้าที่กลายเป็นหินในระหว่างการปล่อยสายฟ้า พลังงาน 10 9 -10 10 จูลจะถูกปล่อยออกมา ส่วนใหญ่หมดไปกับการสร้าง คลื่นกระแทก(ฟ้าร้อง), อากาศร้อน, แสงแฟลชและอื่น ๆ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและมีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่โผล่ออกมา ณ จุดที่ฟ้าผ่าลงมายังพื้นดิน อย่างไรก็ตาม แม้แต่ส่วนที่ "เล็ก" นี้ก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดไฟไหม้ ฆ่าคน และทำลายอาคารได้ สายฟ้าสามารถทำให้ช่องที่เดินทางผ่านร้อนขึ้นถึง 30,000 ° C ห้าเท่าของอุณหภูมิพื้นผิวดวงอาทิตย์ อุณหภูมิภายในฟ้าผ่านั้นสูงกว่าอุณหภูมิหลอมละลายของทราย (1,600-2,000°C) มาก แต่การที่ทรายจะละลายหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับระยะเวลาของฟ้าผ่าด้วย ซึ่งอาจอยู่ในช่วงสิบไมโครวินาทีถึงสิบวินาที . แอมพลิจูดของพัลส์กระแสฟ้าผ่ามักจะเท่ากับหลายสิบกิโลแอมแปร์ แต่บางครั้งอาจเกิน 100 kA สายฟ้าที่ทรงพลังที่สุดและทำให้เกิดฟูลกูไรต์ - กระบอกกลวงของทรายที่ละลาย

คำว่า "fulgurite" มาจากภาษาละติน fulgur ซึ่งแปลว่าสายฟ้า ฟูลกูไรต์ที่ขุดได้ยาวที่สุดลงไปใต้ดินลึกกว่าห้าเมตร Fulgurites เรียกอีกอย่างว่า reflow solid หิน, เกิดจากฟ้าผ่า; บางครั้งพวกเขา ในจำนวนมากพบบนยอดเขาหิน ฟูลกูไรต์ประกอบด้วยซิลิกาที่ละลายแล้ว โดยปกติจะเป็นท่อรูปกรวยที่มีความหนาพอๆ กับดินสอหรือนิ้ว พวกเขา พื้นผิวด้านในเรียบและละลาย ส่วนด้านนอกเกิดจากเม็ดทรายเกาะติดกับมวลที่ละลาย สีของฟูลกูไรต์ขึ้นอยู่กับแร่ธาตุที่ไม่บริสุทธิ์ในดินทราย ส่วนใหญ่มีสีน้ำตาลแดง เทาหรือดำ แต่ก็ยังพบฟูลกูไรต์ที่มีสีเขียวปนขาวหรือโปร่งแสง

เห็นได้ชัดว่าคำอธิบายแรกของฟูลกูไรต์และความสัมพันธ์ของพวกเขากับฟ้าผ่าเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1706 โดยบาทหลวงดี. แฮร์มันน์ ต่อจากนั้นพบฟัลกูไรต์จำนวนมากใกล้กับผู้ที่ถูกฟ้าผ่า ชาลส์ ดาร์วิน ระหว่าง การเดินทางรอบโลกบนเรือ "บีเกิล" พบบนชายฝั่งทรายใกล้กับมัลโดนาโด (อุรุกวัย) หลอดแก้วหลายอันที่จมลงไปในทรายในแนวดิ่งมากกว่าหนึ่งเมตร เขาอธิบายขนาดของพวกมันและเชื่อมโยงการก่อตัวของพวกมันเข้ากับการปล่อยสายฟ้า Robert Wood นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันที่มีชื่อเสียงได้รับ "ลายเซ็น" ของสายฟ้าที่เกือบจะฆ่าเขา:

“พายุฝนฟ้าคะนองรุนแรงผ่านไป ท้องฟ้าเหนือพวกเราก็ปลอดโปร่งแล้ว ฉันเดินผ่านทุ่งนาที่แยกบ้านของเราออกจากบ้านของพี่สะใภ้ ฉันเดินไปตามทางประมาณสิบหลา จู่ๆ มาร์กาเร็ตลูกสาวของฉัน เรียกฉัน ฉันหยุดประมาณสิบวินาทีและเดินต่อไปแทบไม่ได้ เมื่อจู่ ๆ ก็มีเส้นสีฟ้าสดใสตัดผ่านท้องฟ้าพร้อมเสียงคำรามของปืนขนาด 12 นิ้ว กระทบเส้นทางข้างหน้าฉันเป็นระยะทางยี่สิบก้าวและยกเสาขนาดใหญ่ขึ้น ของไอน้ำ ฉันไปดูร่องรอยที่ฟ้าผ่าทิ้งไว้ เส้นผ่านศูนย์กลาง 5 นิ้วที่เผาแล้วมีรูตรงกลางครึ่งนิ้ว....ฉันกลับไปที่ห้องทดลอง ละลายดีบุก 8 ปอนด์แล้วเทลงใน รู... ตามที่ควรจะเป็นในที่จับและค่อยๆ บรรจบกันจนสุด มันยาวกว่าสามฟุตเล็กน้อย "(อ้างโดย W. Seabrook. Robert Wood. - M.: Nauka, 1985, p. 285 ).

การปรากฏตัวของท่อแก้วในทรายระหว่างการปล่อยฟ้าผ่านั้นเกิดจากการที่เม็ดทรายมีอากาศและความชื้นอยู่เสมอ ไฟฟ้าฟ้าแลบในเสี้ยววินาทีทำให้อากาศและไอน้ำร้อนขึ้นจนมีอุณหภูมิมหาศาล ทำให้เกิดแรงกดอากาศระหว่างเม็ดทรายและการขยายตัวเพิ่มขึ้นจนระเบิดได้ ซึ่ง Wood ได้ยินและได้เห็น ไม่ตกเป็นเหยื่อของฟ้าผ่าอย่างน่าอัศจรรย์ อากาศที่ขยายตัวจะสร้างโพรงทรงกระบอกภายในทรายหลอมเหลว การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วตามมาจะแก้ไข fulgurite - หลอดแก้วในทราย

มักถูกขุดอย่างระมัดระวังจากทราย ฟุลกูไรต์มีรูปร่างเหมือนรากไม้หรือกิ่งไม้ที่มีกระบวนการมากมาย ฟูลกูไรต์ที่แตกกิ่งก้านสาขาดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อปล่อยสายฟ้ากระทบกับทรายเปียกซึ่งอย่างที่คุณทราบมีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าทรายแห้ง ในกรณีเหล่านี้ กระแสฟ้าผ่าที่ไหลลงสู่ดินจะเริ่มแผ่ออกไปด้านข้างทันที ก่อตัวเป็น โครงสร้างคล้ายกับรากของต้นไม้และฟูลกูไรต์ที่เกิดขึ้นจะมีรูปร่างซ้ำๆ กันเท่านั้น ฟุลกูไรท์มีความเปราะบางมาก และการพยายามขจัดทรายที่เกาะอยู่มักนำไปสู่การทำลายล้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับฟูลกูไรต์ที่แตกกิ่งก้านสาขาซึ่งก่อตัวขึ้นในทรายเปียก