ประเภทของฟิสิกส์สายฟ้า ฟ้าผ่ามีกี่ประเภท? จะทำอย่างไรเมื่อฟ้าแลบเข้าใกล้

"ปรากฏการณ์ทางกายภาพ"

ประกายไฟขนาดยักษ์ในชั้นบรรยากาศ มักปรากฏเป็นแสงวาบและฟ้าร้องตามมา ลักษณะทางไฟฟ้าของฟ้าผ่าถูกเปิดเผยในการศึกษาของนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน บี. แฟรงคลิน บนพื้นฐานของการทดลองเพื่อดึงกระแสไฟฟ้าออกจากเมฆฝนฟ้าคะนอง

บ่อยครั้งที่ฟ้าผ่าเกิดขึ้นในเมฆคิวมูโลนิมบัสจากนั้นจะเรียกว่าฟ้าร้อง บางครั้งฟ้าผ่าก็ก่อตัวขึ้นในเมฆนิมบอสตราทัส เช่นเดียวกับระหว่างการระเบิดของภูเขาไฟ พายุทอร์นาโด และพายุฝุ่น

กระบวนการพัฒนาฟ้าผ่าภาคพื้นดินประกอบด้วยหลายขั้นตอน ในระยะแรก ในเขตที่สนามไฟฟ้าถึงค่าวิกฤต อิมแพคไอออไนเซชันเริ่มต้นขึ้น ซึ่งสร้างขึ้นครั้งแรกโดยอิเล็กตรอนอิสระ ซึ่งมีอยู่ในอากาศเพียงเล็กน้อยเสมอ ซึ่งภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า ความเร็วที่มีนัยสำคัญสู่พื้นดินและชนกับอะตอมของอากาศทำให้เกิดไอออนไนซ์ ที่. หิมะถล่มของอิเล็กตรอนปรากฏขึ้นกลายเป็นเส้นใยของการปล่อยไฟฟ้า - ลำแสงซึ่งเป็นช่องทางที่นำไฟฟ้าได้ดีซึ่งรวมเข้าด้วยกันทำให้เกิดช่องไอออนความร้อนที่สดใสพร้อมการนำไฟฟ้าสูง - ผู้นำขั้นตอน

การเคลื่อนที่ของผู้นำไปยังพื้นผิวโลกเกิดขึ้นในหลายสิบเมตรที่ความเร็ว ~ 5 * 10,000,000 ม./วินาที หลังจากนั้นการเคลื่อนที่หยุดเป็นเวลาหลายสิบไมโครวินาที และการเรืองแสงจะลดลงอย่างมาก จากนั้น ในขั้นต่อไป ผู้นำจะเลื่อนไปอีกหลายสิบเมตรอีกครั้ง แสงสว่างจ้าครอบคลุมทุกย่างก้าวที่ผ่านไป จากนั้นหยุดและแสงที่อ่อนลงตามอีกครั้ง กระบวนการเหล่านี้จะเกิดขึ้นซ้ำๆ เมื่อผู้นำเคลื่อนตัวไปยังพื้นผิวโลกด้วยความเร็วเฉลี่ย 2*100,000 m/s เมื่อผู้นำเคลื่อนตัวไปที่พื้น ความแรงของสนามที่ปลายจะเพิ่มขึ้น และภายใต้การกระทำของมัน ลำแสงตอบสนองจะถูกขับออกจากวัตถุที่ยื่นออกมาบนพื้นผิวโลก โดยเชื่อมต่อกับผู้นำ

รูปร่างสายฟ้า

สายฟ้าผ่า

สายฟ้าเชิงเส้นเกิดขึ้นระหว่างเมฆ ภายในก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน และโดยทั่วไปจะมีความยาวประมาณ 2-3 กม. แต่มีฟ้าผ่ายาวถึง 20-30 กม.

มีลักษณะเป็นเส้นขาด มักมีกิ่งก้านมากมาย สีสายฟ้า - ขาว เหลือง น้ำเงิน หรือแดง

ส่วนใหญ่แล้วเส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียวของฟ้าผ่านั้นถึงสองสิบเซนติเมตร ประเภทนี้พบได้บ่อยที่สุด เราเห็นบ่อยที่สุด สายฟ้าเชิงเส้นปรากฏขึ้นเมื่อสนามไฟฟ้าของชั้นบรรยากาศสูงถึง 50 kV / m ความต่างศักย์ในเส้นทางของมันสามารถเข้าถึงได้หลายร้อยล้านโวลต์ กระแสฟ้าผ่าชนิดนี้มีค่าประมาณ 10,000 แอมแปร์ เมฆฝนฟ้าคะนองที่ปล่อยสายฟ้าเชิงเส้นทุก ๆ 20 วินาทีมีพลังงานไฟฟ้า 20 ล้านกิโลวัตต์ พลังงานศักย์ไฟฟ้าที่เก็บไว้ในก้อนเมฆนั้นเท่ากับพลังงานของระเบิดเมกะตัน

นี่เป็นรูปแบบสายฟ้าที่พบบ่อยที่สุด

ซิปแบน

สายฟ้าแบนดูเหมือนแสงวาบที่กระจัดกระจายบนพื้นผิวของเมฆ พายุฝนฟ้าคะนองที่มาพร้อมกับฟ้าผ่าแบนราบเท่านั้นจัดว่าอ่อนแอ และมักพบได้เฉพาะในต้นฤดูใบไม้ผลิหรือปลายฤดูใบไม้ร่วงเท่านั้น

เทปซิป

สายฟ้าแบบริบบิ้น - การปล่อยซิกแซกที่เหมือนกันหลายอันจากเมฆสู่พื้นดิน เลื่อนขนานกันโดยสัมพันธ์กันโดยมีช่องว่างเล็ก ๆ หรือไม่มีเลย

ลูกปัดฟ้าผ่า

รูปแบบการคายประจุไฟฟ้าที่หายากในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง ในรูปของห่วงโซ่ของจุดเรืองแสงอายุการใช้งานของลูกปัดฟ้าผ่าคือ 1-2 วินาที เป็นที่น่าสังเกตว่าวิถีของลูกปัดสายฟ้ามักจะมีลักษณะเหมือนคลื่น ไม่เหมือนกับสายฟ้าเชิงเส้นตรง เส้นทางของลูกปัดสายฟ้าไม่แตกแขนง ซึ่งเป็นลักษณะเด่นของสายพันธุ์นี้

จรวดสายฟ้า

สายฟ้าของจรวดเป็นการปลดปล่อยที่ค่อย ๆ พัฒนา นาน 1–1.5 วินาที จรวดสายฟ้าหายากมาก

บอลสายฟ้า

บอลฟ้าผ่าเป็นประจุไฟฟ้าส่องสว่างที่มีสีและขนาดต่างๆ บริเวณใกล้พื้นดินมักดูเหมือนลูกบอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 ซม. ซึ่งมักมีรูปร่างเป็นทรงรี หยดน้ำ ดิสก์ แหวน และแม้แต่ห่วงโซ่ของลูกบอลที่เชื่อมต่อกัน ระยะเวลาของการมีอยู่ของลูกบอลสายฟ้าจากหลายวินาทีถึงหลายนาที สีของแสงเป็นสีขาว เหลือง ฟ้าอ่อน แดง หรือส้ม โดยปกติแล้ว ฟ้าผ่าประเภทนี้จะเคลื่อนที่อย่างช้าๆ เกือบจะเงียบ โดยมีเพียงเสียงแตก ผิวปาก หึ่ง หรือเสียงฟู่เล็กน้อย บอลฟ้าผ่าสามารถเจาะเข้าไปในช่องว่างที่ปิดล้อมผ่านรอยแตก ท่อ หน้าต่าง

สายฟ้ารูปแบบที่หายากตามสถิติมีสายฟ้า 2-3 ลูกต่อสายฟ้าธรรมดาพันลูก

ธรรมชาติของบอลสายฟ้ายังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ มีข้อสันนิษฐานมากมายเกี่ยวกับที่มาของ ball lightning ตั้งแต่ทางวิทยาศาสตร์จนถึงความมหัศจรรย์

ซิปม่าน

สายฟ้าแลบม่านดูเหมือนแถบแสงแนวตั้งกว้าง พร้อมด้วยเสียงก้องต่ำต่ำ

สายฟ้าปริมาตร

ฟ้าแลบเป็นกลุ่มเป็นแสงวาบสีขาวหรือสีแดงที่มีเมฆโปร่งแสงต่ำ โดยมีเสียงแตกอย่างแรง “จากทุกที่” มักพบเห็นบ่อยขึ้นก่อนช่วงหลักของพายุฝนฟ้าคะนอง

แถบซิป

สายฟ้าแลบ - คล้ายกับแสงออโรร่าอย่างมาก "วางด้านข้าง" - แถบแสงแนวนอน (3-4 แถบ) ถูกจัดกลุ่มไว้ด้านบนของกันและกัน

เอลฟ์ เจ็ตส์ และสไปรท์

เอลฟ์ (เอลฟ์ภาษาอังกฤษ; การแผ่รังสีของแสงและการรบกวนความถี่ต่ำมากจากแหล่งกำเนิดพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้า) มีขนาดใหญ่มาก แต่มีโคนแฟลชเรืองแสงสลัวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 400 กม. ซึ่งปรากฏขึ้นโดยตรงจากยอดเมฆฝนฟ้าคะนอง

เครื่องบินไอพ่นเป็นกรวยหลอดสีน้ำเงิน

Sprites - สายฟ้าชนิดหนึ่งที่พุ่งออกมาจากก้อนเมฆ เป็นครั้งแรกที่ปรากฏการณ์นี้ถูกบันทึกในปี 1989 โดยบังเอิญ ไม่ค่อยมีใครรู้จักเกี่ยวกับลักษณะทางกายภาพของสไปรท์

เครื่องบินเจ็ตและเอลฟ์ก่อตัวขึ้นจากยอดเมฆจนถึงขอบล่างของชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ (90 กิโลเมตรเหนือพื้นผิวโลก) ระยะเวลาของแสงออโรร่าเหล่านี้เป็นเพียงเสี้ยววินาที ในการถ่ายภาพปรากฏการณ์ที่มีอายุสั้นเช่นนี้ จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ถ่ายภาพความเร็วสูง เฉพาะในปี 1994 ที่บินอยู่บนเครื่องบินท่ามกลางพายุฝนฟ้าคะนองขนาดใหญ่ นักวิทยาศาสตร์สามารถจับภาพที่น่าตื่นตาตื่นใจนี้ได้

ปรากฏการณ์อื่นๆ

กะพริบ

แสงวาบเป็นแสงวาบไร้เสียงสีขาวหรือสีน้ำเงินที่สังเกตได้ในเวลากลางคืนในสภาพอากาศที่มีเมฆบางส่วนหรืออากาศแจ่มใส กะพริบมักเกิดขึ้นในช่วงครึ่งหลังของฤดูร้อน

ศรนิตสา

Zarnitsy - ภาพสะท้อนของพายุฝนฟ้าคะนองสูงที่อยู่ห่างไกลซึ่งมองเห็นได้ในเวลากลางคืนในระยะทางสูงสุด 150 - 200 กม. ไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้องช่วงฟ้าแลบ ท้องฟ้ามีเมฆมาก

สายฟ้าภูเขาไฟ

ฟ้าผ่าภูเขาไฟมีสองประเภท ดวงหนึ่งเกิดขึ้นที่ปากปล่องภูเขาไฟ และอีกรูปหนึ่ง ดังที่เห็นในภาพภูเขาไฟ Puyehue ในชิลี ทำให้เกิดควันไฟของภูเขาไฟ อนุภาคน้ำและเถ้าแช่แข็งในควันถูกัน ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตย์และฟ้าผ่าจากภูเขาไฟ

สายฟ้า Catatumbo

ฟ้าผ่า Catatumbo เป็นปรากฏการณ์ที่น่าทึ่งซึ่งพบได้ในที่เดียวในโลกของเรา - ที่จุดบรรจบของแม่น้ำ Catatumbo สู่ทะเลสาบ Maracaibo (อเมริกาใต้) สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดเกี่ยวกับฟ้าผ่าประเภทนี้ก็คือการปลดปล่อยออกมาเป็นเวลาประมาณ 10 ชั่วโมง และปรากฏในเวลากลางคืน 140-160 ครั้งต่อปี สายฟ้า Catatumbo มองเห็นได้ชัดเจนในระยะทางไกลพอสมควร - 400 กิโลเมตร สายฟ้าชนิดนี้มักถูกใช้เป็นเข็มทิศ ซึ่งผู้คนต่างตั้งฉายาให้เป็นสถานที่สังเกตการณ์ของพวกเขา - "ประภาคารมาราไคโบ"

ส่วนใหญ่บอกว่าฟ้าผ่า Catatumbo เป็นเครื่องกำเนิดโอโซนเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดในโลกเพราะ ลมที่มาจากเทือกเขาแอนดีสทำให้เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง มีเธนซึ่งมีมากในบรรยากาศของพื้นที่ชุ่มน้ำเหล่านี้ ลอยขึ้นไปบนก้อนเมฆ ทำให้เกิดการปล่อยฟ้าผ่า

หน่วยงานกลางเพื่อการศึกษา

สถาบันการศึกษาระดับอุดมศึกษาของรัฐ

มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเปโตรซาวอดสค์

สายฟ้าเชิงเส้น

กำเนิดและวิธีการใช้งาน

Petrozavodsk 2009

รายชื่อนักแสดง:

เอโกโรวา เอเลน่า

1 คอร์ส กลุ่ม 21102

เลเบเดฟ พาเวล

1 คอร์ส กลุ่ม 21112

เชเลจิน่า ไอริน่า,

1 คอร์ส กลุ่ม 21102

ฟ้าผ่า. ข้อมูลทั่วไป…………………………………….4

เรื่องราว. ทฤษฎีกำเนิด……………………………5

การเกิดฟ้าผ่า……………………………………….6

ฟ้าผ่า. ข้อมูลทั่วไป

ฟ้าผ่าเป็นประกายไฟของไฟฟ้าสถิตที่สะสมอยู่ในเมฆฝนฟ้าคะนอง

สายฟ้าเชิงเส้นมีความยาวหลายกิโลเมตร แต่สามารถเข้าถึง 20 กม. หรือมากกว่านั้น

รูปแบบของฟ้าผ่ามักจะคล้ายกับรากที่แตกกิ่งก้านของต้นไม้ที่เติบโตบนท้องฟ้า

ช่องฟ้าผ่าหลักมีหลายกิ่ง ยาว 2-3 กม.

เส้นผ่านศูนย์กลางของช่องฟ้าผ่าอยู่ระหว่าง 10 ถึง 45 ซม.

ระยะเวลาของการมีอยู่ของสายฟ้าคือหนึ่งในสิบของวินาที

ความเร็วฟ้าผ่าเฉลี่ย 150 กม./วินาที

ความแรงของกระแสภายในช่องฟ้าผ่าถึง 200,000 A

อุณหภูมิพลาสม่าในฟ้าผ่าเกิน 10,000 องศาเซลเซียส

ความแรงของสนามไฟฟ้าภายในเมฆฝนฟ้าคะนองมีตั้งแต่ 100 ถึง 300 โวลต์/ซม. แต่ก่อนที่จะเกิดฟ้าผ่าในปริมาตรเล็กๆ แยกจากกัน อาจสูงถึง 1600 โวลต์/ซม.

ประจุเฉลี่ยของเมฆฝนฟ้าคะนองคือ 30-50 คูลอมบ์ ในการปล่อยฟ้าผ่าแต่ละครั้ง จะมีการถ่ายโอนกระแสไฟฟ้า 1 ถึง 10 คูลอมบ์

นอกจากสายฟ้าเชิงเส้นที่พบบ่อยที่สุดแล้ว บางครั้งก็ยังมีจรวด ลูกปัด และบอลสายฟ้า จรวดสายฟ้าหายากมาก ใช้เวลาประมาณ 1-1.5 วินาทีและค่อยๆ ไหลออกระหว่างก้อนเมฆ ฟ้าผ่าแบบลูกปัดควรนำมาประกอบกับชนิดของฟ้าผ่าที่หายากมาก มีระยะเวลารวม 0.5 วินาที และปรากฏต่อตากับพื้นหลังของเมฆในรูปของสายประคำเรืองแสงที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 7 ซม. ลูกบอลฟ้าผ่าในกรณีส่วนใหญ่เป็นรูปแบบทรงกลมที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 10-20 ซม. พื้นผิวโลกและสูงถึง 10 เมตรที่ความสูงของเมฆ

บนโลกมีการตรวจพบการปล่อยฟ้าผ่าเชิงเส้นประมาณ 100 ครั้งทุก ๆ วินาทีพลังงานเฉลี่ยที่ใช้ในระดับของโลกทั้งโลกสำหรับการก่อตัวของพายุฝนฟ้าคะนองคือ 1,018 เอิร์ก / วินาที นั่นคือพลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการตกตะกอนจากเมฆฝนฟ้าคะนองมีมากกว่าพลังงานไฟฟ้าอย่างมาก

2. ประวัติการศึกษาธรรมชาติของฟ้าผ่าและ "ทฤษฎี" เบื้องต้นของการอธิบายปรากฏการณ์ธรรมชาตินี้

เดิมทีผู้คนมองว่าสายฟ้าและฟ้าร้องเป็นการแสดงออกถึงเจตจำนงของพระเจ้าและ

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นการสำแดงพระพิโรธของพระเจ้า ในขณะเดียวกันมนุษย์ผู้อยากรู้อยากเห็น

จิตแต่โบราณพยายามเข้าใจธรรมชาติของฟ้าแลบฟ้าร้องให้เข้าใจ

สาเหตุตามธรรมชาติ. ในสมัยโบราณ อริสโตเติลคิดเกี่ยวกับเรื่องนี้ ข้างบน

Lucretius คิดถึงธรรมชาติของสายฟ้า ไร้เดียงสามาก

พยายามที่จะอธิบายฟ้าร้องอันเป็นผลมาจากความจริงที่ว่า "เมฆชนกันที่นั่นภายใต้

การจู่โจมของลม”

เป็นเวลาหลายศตวรรษ รวมทั้งในยุคกลาง เชื่อกันว่าฟ้าผ่าเป็นไฟ

ไอน้ำที่ติดอยู่ในกลุ่มเมฆไอน้ำ ขยายทะลุทะลวงเข้าไปได้มากที่สุด

จุดอ่อนและรีบพุ่งลงสู่พื้นผิวโลกอย่างรวดเร็ว ในปี 1929 เจ. ซิมป์สันได้เสนอทฤษฎีที่อธิบายการเกิดกระแสไฟฟ้าโดยการบดของเม็ดฝนด้วยกระแสอากาศ อันเป็นผลมาจากการแตก หยดขนาดใหญ่ที่ตกลงมาจะถูกประจุบวก ในขณะที่เม็ดเล็กที่เหลืออยู่ในส่วนบนของเมฆจะมีประจุลบ ในทฤษฎีการแตกตัวเป็นไอออนอิสระของ Ch.Wilson สันนิษฐานว่าการเกิดกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการเลือกสะสมของไอออนโดยหยดละอองขนาดต่างๆ ที่อยู่ในบรรยากาศ เป็นไปได้ว่าการเกิดกระแสไฟฟ้าของเมฆฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันของกลไกเหล่านี้ทั้งหมด และกลไกหลักคือการตกของอนุภาคขนาดใหญ่เพียงพอที่ถูกทำให้เป็นไฟฟ้าจากการเสียดสีกับอากาศในบรรยากาศ

ในปี ค.ศ. 1752 เบนจามิน แฟรงคลิน ทดลองพิสูจน์ว่าฟ้าผ่าคือ

ปล่อยไฟฟ้าแรง นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองที่มีชื่อเสียงกับอากาศ

ว่าวที่พุ่งขึ้นไปในอากาศเมื่อเข้าใกล้พายุฝนฟ้าคะนอง

ประสบการณ์: ลวดแหลมถูกตรึงบนไม้กางเขนของงู

ผูกกุญแจและริบบิ้นไหมไว้ที่ปลายเชือกซึ่งเขาถือด้วยมือของเขา

ทันทีที่ฟ้าร้องอยู่เหนือว่าว ลวดที่แหลมขึ้นก็กลายเป็น

ดึงประจุไฟฟ้าออกมา และว่าวพร้อมกับสายลากจะกลายเป็นไฟฟ้า

หลังฝนตก งูก็เปียกไปพร้อมกับเชือกจึงทำให้

อิสระที่จะนำประจุไฟฟ้าสามารถสังเกตได้เป็นไฟฟ้า

ประจุจะ "ระบาย" เมื่อนิ้วเข้าใกล้

พร้อมกับแฟรงคลิน การศึกษาธรรมชาติทางไฟฟ้าของฟ้าผ่า

มีส่วนร่วมใน M.V. Lomonosov และ G.V. Richman ต้องขอบคุณการวิจัยของพวกเขาในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 ธรรมชาติทางไฟฟ้าของฟ้าผ่าได้รับการพิสูจน์แล้ว นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา เป็นที่ชัดเจนว่าฟ้าผ่าเป็นการปลดปล่อยไฟฟ้าอันทรงพลังที่เกิดขึ้นเมื่อเมฆได้รับกระแสไฟฟ้าเพียงพอ

3. สายฟ้าแลบ

บ่อยครั้งที่ฟ้าผ่าเกิดขึ้นในเมฆคิวมูโลนิมบัสจากนั้นจะเรียกว่าฟ้าร้อง บางครั้งฟ้าผ่าก็ก่อตัวขึ้นในเมฆนิมบอสตราทัส เช่นเดียวกับระหว่างการระเบิดของภูเขาไฟ พายุทอร์นาโด และพายุฝุ่น

ฟ้าแลบเชิงเส้นมักจะถูกสังเกต ซึ่งเป็นของการปล่อยประจุแบบไม่มีอิเล็กโทรด เนื่องจากมันเริ่มต้น (และสิ้นสุด) ในกลุ่มของอนุภาคที่มีประจุ สิ่งนี้จะกำหนดคุณสมบัติบางอย่างที่ยังอธิบายไม่ได้ซึ่งแยกสายฟ้าออกจากการคายประจุระหว่างอิเล็กโทรด ดังนั้น ฟ้าแลบไม่สั้นกว่าสองสามร้อยเมตร พวกมันเกิดขึ้นในสนามไฟฟ้าที่อ่อนแอกว่าสนามในระหว่างการปล่อยประจุไฟฟ้า การสะสมของประจุที่เกิดจากฟ้าผ่าเกิดขึ้นในเสี้ยววินาทีจากอนุภาคขนาดเล็กจำนวนมากที่แยกตัวออกมาได้ดีซึ่งมีปริมาตรหลายกม.3 กระบวนการของการพัฒนาของฟ้าผ่าในเมฆฝนฟ้าคะนองได้รับการศึกษามากที่สุดในขณะที่ฟ้าผ่าสามารถผ่านเข้าไปในเมฆได้เอง - ฟ้าผ่าในเมฆและสามารถกระทบกับพื้นดิน - ฟ้าผ่าพื้นดิน

เพื่อให้เกิดฟ้าผ่ามีความจำเป็นในปริมาตรที่ค่อนข้างเล็ก (แต่ไม่น้อยกว่าวิกฤตที่แน่นอน) ของเมฆสนามไฟฟ้าที่มีความแรงเพียงพอที่จะเริ่มปล่อยไฟฟ้า (~ 1 MV / m) และใน ส่วนสำคัญของเมฆจะมีทุ่งที่มีความแข็งแรงเฉลี่ยเพียงพอที่จะรักษาการปลดปล่อยที่เริ่มต้นขึ้น (~ 0.1-0.2 MV / m) ในฟ้าผ่า พลังงานไฟฟ้าของเมฆจะถูกแปลงเป็นความร้อนและแสง

การปล่อยฟ้าผ่าอาจเกิดขึ้นระหว่างก้อนเมฆที่ถูกประจุไฟฟ้าที่อยู่ใกล้เคียงหรือระหว่างก้อนเมฆที่ถูกประจุไฟฟ้ากับพื้นดิน การคายประจุนำหน้าด้วยการเกิดความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในศักย์ไฟฟ้าระหว่างเมฆข้างเคียงหรือระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดินอันเนื่องมาจากการแยกและการสะสมของกระแสไฟฟ้าในบรรยากาศอันเป็นผลมาจากกระบวนการทางธรรมชาติ เช่น ฝน หิมะตก เป็นต้น ผลต่างศักย์ที่เกิดขึ้นสามารถสูงถึงพันล้านโวลต์ และการปล่อยพลังงานไฟฟ้าที่สะสมในชั้นบรรยากาศที่ตามมาสามารถสร้างกระแสระยะสั้นได้ตั้งแต่ 3 ถึง 200 kA

4.ระยะหลักของช่วงแรกและระยะหลัง

ส่วนประกอบฟ้าผ่า

ความเกี่ยวข้องของสายฟ้ากับการปล่อยประกายไฟได้รับการพิสูจน์โดยผลงานของเบนจามิน แฟรงคลินเมื่อสองศตวรรษครึ่งที่ผ่านมา ในการกล่าววลีดังกล่าวในปัจจุบัน เป็นการถูกต้องมากกว่าที่จะกล่าวถึงรูปแบบการปล่อยไฟฟ้าทั้งสองแบบในลำดับที่กลับกัน เนื่องจากองค์ประกอบโครงสร้างที่สำคัญที่สุดของประกายไฟนั้นเดิมถูกตรวจพบในสายฟ้าแลบและจากนั้นจึงถูกค้นพบในห้องปฏิบัติการเท่านั้น สาเหตุของเหตุการณ์ที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานดังกล่าวเป็นเรื่องง่าย: การปล่อยฟ้าผ่ามีความยาวที่ยาวกว่ามาก การพัฒนาใช้เวลานานกว่า ดังนั้นการบันทึกด้วยแสงของฟ้าผ่าจึงไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่และเวลาสูงเป็นพิเศษ การปล่อยฟ้าผ่าครั้งแรกและยังคงน่าประทับใจนั้นทำได้โดยใช้กล้องธรรมดาที่มีการเคลื่อนไหวร่วมกันทางกลไกของเลนส์และฟิล์ม (กล้อง Boyce) ในยุค 30 พวกเขาทำให้สามารถระบุสองขั้นตอนหลักของกระบวนการ: ผู้นำและ บ้านขั้นตอน

ในระหว่าง ผู้นำเวทีในช่วงเวลา พื้นดินเมฆหรือระหว่างเมฆงอกช่องพลาสมานำ - ผู้นำ มันเกิดในพื้นที่ของสนามไฟฟ้าที่แข็งแกร่งซึ่งเพียงพออย่างแน่นอนที่จะแตกตัวเป็นไอออนในอากาศด้วยการกระแทกของอิเล็กตรอน แต่ผู้นำต้องปูส่วนหลักของเส้นทางที่ความแรงของสนามภายนอก (จากประจุของเมฆฝนฟ้าคะนอง ) ไม่เกินหลายร้อยโวลต์ต่อเซนติเมตร อย่างไรก็ตาม ความยาวของช่องสัญญาณลีดเดอร์จะเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าไอออไนเซชันที่รุนแรงเกิดขึ้นที่หัวของมัน ทำให้อากาศที่เป็นกลางกลายเป็นพลาสมาที่นำไฟฟ้าได้สูง นี้เป็นไปได้เพราะผู้นำมีสนามที่แข็งแกร่งของตัวเอง มันถูกสร้างขึ้นโดยประจุปริมาตรที่เข้มข้นในบริเวณส่วนหัวของช่องและเคลื่อนที่ไปพร้อมกับมัน หน้าที่ของตัวนำไฟฟ้าที่เชื่อมต่อหัวของผู้นำกับจุดเริ่มต้นฟ้าผ่านั้นดำเนินการโดยช่องพลาสมาของผู้นำ ผู้นำเติบโตขึ้นมาเป็นเวลานานมากถึง 0.01 วินาที - ชั่วนิรันดร์ในระดับของปรากฏการณ์ที่หายวับไปของการคายประจุไฟฟ้าแบบพัลซิ่ง ตลอดเวลานี้ พลาสม่าในช่องต้องรักษาค่าการนำไฟฟ้าสูง สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้หากไม่มีการให้ความร้อนแก่แก๊สจนถึงอุณหภูมิที่เข้าใกล้อุณหภูมิของอาร์คไฟฟ้า (มากกว่า 5000-6000 K) ปัญหาความสมดุลของพลังงานในช่องที่จำเป็นสำหรับ

การอุ่นเครื่องและชดเชยการสูญเสีย - หนึ่งในทฤษฎีที่สำคัญที่สุดของผู้นำ

ผู้นำเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นของสายฟ้า ในการลุกเป็นไฟแบบหลายองค์ประกอบ ไม่เพียงแต่องค์ประกอบแรกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงองค์ประกอบที่ตามมาทั้งหมดด้วยเริ่มด้วยกระบวนการผู้นำ ขึ้นอยู่กับขั้วของฟ้าผ่า ทิศทางของการพัฒนา และจำนวนขององค์ประกอบ (อันแรกหรืออันใดอันหนึ่งที่ตามมา) กลไกผู้นำอาจเปลี่ยนแปลงได้ แต่สาระสำคัญของปรากฏการณ์ยังคงเหมือนเดิม ประกอบด้วยการก่อตัวของช่องพลาสมาที่นำไฟฟ้าได้สูงเนื่องจากการขยายสนามไฟฟ้าในบริเวณใกล้เคียงกับหัวหน้าหัวหน้า

ระยะหลักของสายฟ้า(จังหวะย้อนกลับ) เริ่มจากช่วงเวลาที่ผู้นำสัมผัสกับพื้นหรือวัตถุที่ลงกราวด์ ส่วนใหญ่มักไม่ใช่การติดต่อโดยตรง จากด้านบนของวัตถุ ช่องทางผู้นำของตัวเองที่เรียกว่าผู้นำเคาน์เตอร์ สามารถลุกขึ้นและเคลื่อนเข้าหาผู้นำสายฟ้าได้ การประชุมของพวกเขาถือเป็นจุดเริ่มต้นของเวทีหลัก ขณะเคลื่อนที่ในช่องว่างระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน หัวหน้าสายฟ้ามีศักยภาพสูง เทียบได้กับศักยภาพของพายุฝนฟ้าคะนอง

เมฆที่จุดเริ่มต้นฟ้าผ่า (ต่างกันในแรงดันตกที่ช่อง) หลังจากสัมผัสแล้ว หัวหน้าหัวหน้าจะใช้ศักยภาพของพื้นดินและประจุจะไหลลงสู่พื้น เมื่อเวลาผ่านไป สิ่งเดียวกันก็เกิดขึ้นกับผู้อื่น

ส่วนของช่องที่มีศักยภาพสูง "การขนถ่าย" นี้เกิดขึ้นจากการแพร่กระจายของคลื่นการทำให้เป็นกลางประจุของผู้นำผ่านช่องสัญญาณจากพื้นดินไปยังคลาวด์ ความเร็วของคลื่นเข้าใกล้ความเร็วแสงสูงสุด 108 m/s ระหว่างหน้าคลื่นกับพื้นโลกไหลผ่านช่องทาง

กระแสน้ำแรงที่นำประจุลงสู่พื้นจากส่วน "ขนถ่าย" ของช่อง แอมพลิจูดปัจจุบันขึ้นอยู่กับการกระจายศักยภาพเริ่มต้นตามช่องทาง โดยเฉลี่ยแล้วจะอยู่ใกล้ 30 kA และมากที่สุด

ฟ้าผ่าอันทรงพลังถึง 200-250 kA การถ่ายโอนของกระแสแรงดังกล่าวมาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานอย่างเข้มข้น ด้วยเหตุนี้ก๊าซในช่องจึงร้อนและขยายตัวอย่างรวดเร็ว คลื่นกระแทกเกิดขึ้น ฟ้าร้องเป็นหนึ่งในอาการของมัน อย่างกระฉับกระเฉงเวทีหลักนั้นทรงพลังที่สุด นอกจากนี้ยังโดดเด่นด้วยการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วที่สุดในปัจจุบัน ความชันของการเพิ่มขึ้นของมันสามารถเกิน 1,011 A / s - ดังนั้นการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทรงพลังอย่างยิ่งที่มาพร้อมกับการปล่อยฟ้าผ่า นั่นคือเหตุผลที่วิทยุหรือโทรทัศน์ที่ใช้งานได้มีปฏิกิริยารุนแรงต่อพายุฝนฟ้าคะนอง

การรบกวนและสิ่งนี้เกิดขึ้นในระยะทางหลายสิบกิโลเมตร

ชีพจรปัจจุบันของเวทีหลักไม่เพียงแต่มาพร้อมกับส่วนประกอบแรกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนประกอบที่ตามมาทั้งหมดของฟ้าผ่าลงด้วย ซึ่งหมายความว่าผู้นำของแต่ละส่วนประกอบถัดไปจะชาร์จชิ้นส่วนที่เคลื่อนเข้าหาพื้น

ช่องสัญญาณ และในระหว่างขั้นตอนหลักของประจุนี้จะถูกทำให้เป็นกลางและแจกจ่ายซ้ำ เสียงฟ้าร้องยาวเป็นผลมาจากการซ้อนทับของคลื่นเสียงที่ตื่นเต้นโดยพัลส์ปัจจุบันของประชากรทั้งหมด

ส่วนประกอบที่ตามมา สำหรับสายฟ้าจากน้อยไปมาก ภาพจะแตกต่างออกไปบ้าง หัวหน้าส่วนประกอบคนแรก

เริ่มจากจุดที่มีศักยภาพเป็นศูนย์ เมื่อช่องสัญญาณเติบโตขึ้น ศักยภาพของศีรษะจะค่อยๆ เปลี่ยนไปจนกว่ากระบวนการของผู้นำจะช้าลง ณ ที่ใดที่หนึ่งในส่วนลึกของเมฆฝนฟ้าคะนอง สิ่งนี้ไม่ได้มาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงการชาร์จอย่างรวดเร็ว ดังนั้นองค์ประกอบแรกของสายฟ้าจากน้อยไปมากจึงมีหลัก

เวทีหายไป มีการสังเกตเฉพาะในองค์ประกอบที่ตามมาซึ่งเริ่มต้นจากก้อนเมฆแล้วและเคลื่อนเข้าหาพื้นดินเท่านั้น ไม่ต่างจากองค์ประกอบที่ตามมาของสายฟ้าจากมากไปน้อย

ในแง่วิทยาศาสตร์ ขั้นตอนหลักของสายฟ้าระหว่างเมฆเป็นที่น่าสนใจอย่างยิ่ง ความจริงที่ว่ามันมีอยู่นั้นถูกระบุโดยเสียงฟ้าร้องไม่ดังน้อยกว่าในระหว่างการปล่อยลงสู่พื้น เป็นที่ชัดเจนว่าผู้นำของสายฟ้าระหว่างเมฆเริ่มต้นที่ใดที่หนึ่งในปริมาตรของบริเวณที่มีประจุหนึ่งของเมฆฝนฟ้าคะนอง (เซลล์พายุฝนฟ้าคะนอง) และเคลื่อนที่ไปในทิศทางของอีกสัญญาณหนึ่งซึ่งตรงกันข้าม บริเวณที่มีประจุในเมฆไม่สามารถแสดงเป็นวัตถุนำไฟฟ้าบางชนิดได้ คล้ายกับแผ่นของตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูง เนื่องจากประจุมีการกระจายไปทั่วปริมาตรที่มีรัศมีหลายร้อยเมตรและตั้งอยู่บน หยดน้ำขนาดเล็กและผลึกน้ำแข็ง (ไฮโดรมิเตอร์) ที่ไม่สัมผัสกัน การปรากฏตัวของเวทีหลักในสาระสำคัญทางกายภาพนั้นจำเป็นต้องบอกเป็นนัยถึงการสัมผัสของตัวนำฟ้าผ่าที่มีตัวนำไฟฟ้าสูงที่มีความจุไฟฟ้าสูง เทียบเท่าหรือมากกว่าความสามารถของผู้นำ จะต้องสันนิษฐานว่าในระหว่างการปล่อยสายฟ้าระหว่างเมฆ บทบาทของวัตถุดังกล่าวเล่นโดยช่องพลาสมาอื่นซึ่งเกิดขึ้นพร้อม ๆ กันและติดต่อกับส่วนแรก

ในการวัดใกล้พื้นผิวโลก ชีพจรปัจจุบันของสเตจหลักลดลงครึ่งหนึ่งของค่าแอมพลิจูดโดยเฉลี่ยในเวลาประมาณ 10 -4 วินาที การแพร่กระจายของพารามิเตอร์นี้มีขนาดใหญ่มาก - ความเบี่ยงเบนจากค่าเฉลี่ยในแต่ละทิศทางถึงเกือบลำดับความสำคัญ ตามกฎแล้วพัลส์กระแสฟ้าผ่าที่เป็นบวกนั้นยาวกว่าพัลส์เชิงลบและพัลส์ของส่วนประกอบแรกมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าพัลส์ที่ตามมา

หลังจากเวทีหลัก กระแสที่แปรผันเล็กน้อยในลำดับ 100 A สามารถไหลผ่านช่องฟ้าแลบเป็นร้อย ๆ และบางครั้งเป็น 10 วินาที ในขั้นตอนสุดท้ายของกระแสต่อเนื่อง ช่องฟ้าผ่าจะคงสถานะการนำไฟฟ้าและอุณหภูมิ ถูกเก็บไว้ที่ระดับอาร์ค สเตจกระแสไฟต่อเนื่องอาจตามหลังแต่ละองค์ประกอบฟ้าผ่า ซึ่งรวมถึงส่วนประกอบฟ้าผ่าต้นน้ำแรกที่ไม่มีสเตจหลัก บางครั้งกับพื้นหลังของกระแสต่อเนื่อง

มีการสังเกตการระเบิดของกระแสด้วยระยะเวลาประมาณ 10 -3 วินาทีและแอมพลิจูดสูงถึง 1 kA พวกมันมาพร้อมกับการเพิ่มความสว่างของช่องเรืองแสง

5. ซิปแบบลิเนียร์

สายฟ้าเชิงเส้นที่แผ่กว้างซึ่งบุคคลใดพบหลายครั้งดูเหมือนเป็นเส้นแยก ขนาดของกระแสในช่องของฟ้าผ่าเชิงเส้นอยู่ที่เฉลี่ย 60 - 170 kA ฟ้าผ่าได้รับการลงทะเบียนด้วยกระแส 290 kA ฟ้าผ่าโดยเฉลี่ยมีพลังงาน 250 kWh (900 MJ) พลังงานส่วนใหญ่รับรู้ในรูปของพลังงานแสง ความร้อน และเสียง

การปลดปล่อยพัฒนาในสองสามพันของวินาที ที่กระแสน้ำสูงเช่นนี้อากาศในเขตช่องฟ้าผ่าเกือบจะร้อนขึ้นทันทีที่อุณหภูมิ 30,000-33,000 ° C เป็นผลให้ความดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอากาศขยายตัว - คลื่นกระแทกเกิดขึ้นพร้อมกับเสียง แรงกระตุ้น - ฟ้าร้อง

ก่อนและระหว่างพายุฝนฟ้าคะนอง บางครั้งในความมืด บนยอดของวัตถุแหลมสูง (ยอดไม้ เสากระโดง ยอดเขาหินแหลมคมบนภูเขา ไม้กางเขนของโบสถ์ สายล่อฟ้า บางครั้งบนภูเขาบนศีรษะของผู้คน ยกมือขึ้น หรือสัตว์ต่างๆ) สามารถมองเห็นแสงเรืองแสงที่ได้รับชื่อ "ไฟเซนต์เอลโม" ชื่อนี้ได้รับในสมัยโบราณโดยชาวเรือที่สังเกตการเรืองแสงบนยอดเสากระโดงเรือเดินทะเล การเรืองแสงเกิดขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าบนวัตถุสูงแหลม ความแรงของสนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุไฟฟ้าสถิตของก้อนเมฆนั้นสูงเป็นพิเศษ เป็นผลให้ไอออไนซ์ในอากาศเริ่มต้นขึ้นการปล่อยแสงเกิดขึ้นและลิ้นเรืองแสงสีแดงปรากฏขึ้นบางครั้งสั้นลงและยาวขึ้นอีกครั้ง ไม่ควรพยายามดับไฟเหล่านี้เนื่องจาก ไม่มีการเผาไหม้ ที่ความแรงของสนามไฟฟ้าสูงอาจปรากฏลำแสงของเส้นใยเรืองแสง - การปล่อยโคโรนาซึ่งมาพร้อมกับเสียงฟู่ ฟ้าผ่าเชิงเส้นอาจเกิดขึ้นเป็นครั้งคราวในกรณีที่ไม่มีเมฆฝนฟ้าคะนอง ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่คำพูดนั้นเกิดขึ้น - "ฟ้าร้องจากท้องฟ้าแจ่มใส"

สายฟ้าผ่า

6. กระบวนการทางกายภาพระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า

ฟ้าผ่าไม่เพียงเริ่มต้นจากก้อนเมฆลงสู่พื้น หรือจากวัตถุที่ต่อลงดินสู่ก้อนเมฆเท่านั้น แต่ยังเริ่มจากวัตถุที่แยกจากพื้นดินด้วย (เครื่องบิน จรวด ฯลฯ) ความพยายามที่จะชี้แจงกลไกของกระบวนการเหล่านี้ได้รับความช่วยเหลือเพียงเล็กน้อยจากข้อมูลการทดลองที่เกี่ยวข้องกับสายฟ้าเอง แทบไม่มีข้อสังเกตใดที่จะให้ความกระจ่างแก่แก่นแท้ทางกายภาพของปรากฏการณ์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสร้างแผนการเก็งกำไรโดยเกี่ยวข้องกับผลการทดลองและทฤษฎีของประกายไฟในห้องปฏิบัติการที่ยาวนาน สายฟ้าเป็นแหล่งกำเนิดทางกายภาพที่น่าสนใจมาก แต่สิ่งสำคัญที่สุดคือต้องพิจารณารายละเอียดขั้นตอนหลักของฟ้าผ่า

G เวทีหลักหรือกระบวนการปล่อยช่องฟ้าผ่า เริ่มต้นจากช่วงเวลาที่ช่องว่างระหว่างเมฆกับโลกถูกปิดโดยผู้นำจากมากไปน้อย เมื่อสัมผัสพื้นหรือวัตถุที่ลงกราวด์ ช่องสัญญาณผู้นำ (เพื่อความชัดเจน ปล่อยให้เป็นผู้นำเชิงลบ) ควรได้รับศักยภาพเป็นศูนย์ เนื่องจากความจุของพื้นเป็น "อนันต์" ศักยภาพที่เป็นศูนย์ยังได้รับช่องทางของผู้นำจากน้อยไปมากซึ่งเป็นความต่อเนื่องของ "แฝด" ของผู้นำจากมากไปน้อย การต่อสายดินของช่องทางผู้นำซึ่งมีศักยภาพสูงนั้นมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงที่แข็งแกร่งในประจุที่กระจายไปตามนั้น ก่อนเริ่มสเตจหลัก ประจุ τ 0 = C 0 ถูกกระจายไปตามช่องทาง ต่อไปนี้และต่อไปนี้ ศักยภาพ "เริ่มต้น" สำหรับเวทีหลักที่นำมาสู่โลกแสดงโดย Ui ก่อนหน้านี้ เราถือว่าค่าคงที่ตลอดความยาวของผู้นำทั้งสอง โดยไม่สนใจแรงดันไฟฟ้าตกตามช่องสัญญาณ ซึ่งไม่มีความสำคัญต่อจุดประสงค์ของเราเพียงเล็กน้อย ให้เราสมมติว่าในระหว่างขั้นตอนหลักเช่นเดียวกับในเวทีผู้นำ ช่องสามารถกำหนดลักษณะโดย capacitance Co ซึ่งจะไม่เปลี่ยนแปลงตามความยาวหรือในเวลา เมื่อช่องสัญญาณทั้งหมดมีศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์ (U = 0) ประจุเชิงเส้นจะเท่ากับ τ 1 = -CоUо(x) ส่วนของแชนเนลที่เป็นของผู้นำเชิงลบจากมากไปน้อยไม่เพียงสูญเสียประจุลบเท่านั้น แต่ยังได้รับประจุบวกอีกด้วย (Uо 0) ไม่เพียงแต่คายประจุเท่านั้น แต่ยังชาร์จได้อีกด้วย แชนเนลของตัวนำจากน้อยไปมากที่เป็นบวกแบบคอนจูเกตที่สูงในคลาวด์จะมีประจุบวกมากขึ้น (ดูรูปที่) การเปลี่ยนแปลงประจุเชิงเส้นในช่วงหลัก ∆τ = τ-τ o = -С o U ผม . เมื่อ U i (x) = const การเปลี่ยนแปลงในการชาร์จจะเท่ากันตลอดความยาวของช่อง ราวกับว่าตัวนำยาว (สายยาว) ที่ชาร์จไว้ล่วงหน้ากับ Ui ของแรงดันไฟฟ้าถูกคายประจุจนหมด

การวัดใกล้พื้นดินแสดงให้เห็นว่าช่องนำร่องด้านล่างกำลังถูกระบายออกด้วยกระแสที่แรงมาก ในกรณีของฟ้าผ่าเชิงลบ ชีพจรปัจจุบันของสเตจหลักที่มีแอมพลิจูด IM ~ 10-100 kA จะมีอายุ 50-100 µs ที่ระดับ 0.5 ในช่วงเวลาเดียวกัน ส่วนสว่างสั้น ๆ ที่ส่วนหัวของช่องหลักซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนในการสแกนด้วยภาพถ่ายจะวิ่งขึ้นช่อง ความเร็วของเขา วี r≈(1-0.5)s น้อยกว่าความเร็วแสงหลายเท่า เป็นเรื่องปกติที่จะตีความสิ่งนี้ว่าเป็นการแพร่กระจายของคลื่นปล่อยไปตามช่องทางเช่น คลื่นที่มีศักยภาพลดลงและการปรากฏตัวของกระแสน้ำแรง ในบริเวณหน้าคลื่นซึ่งมีศักยภาพลดลงอย่างรวดเร็วในขนาดจาก U i และเกิดกระแสไฟฟ้าแรงขึ้นเนื่องจากพลังงานการปลดปล่อยที่รุนแรงช่องสัญญาณผู้นำในอดีตจะถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูง (ตามการวัดสูงสุด 30 –35 kK). เพราะด้านหน้าของคลื่นส่องแสงเจิดจ้ามาก ด้านหลังช่องนั้นขยายตัวเย็นลงและสูญเสียพลังงานจากการแผ่รังสีจะอ่อนลง กระบวนการขั้นตอนหลักมีความเหมือนกันมากกับการปล่อยสายยาวธรรมดาที่เกิดจากตัวนำโลหะ

การปล่อยสายยังมีลักษณะของคลื่นและกระบวนการนี้ทำหน้าที่เป็นต้นแบบในการก่อตัวของแนวคิดเกี่ยวกับขั้นตอนหลักของฟ้าผ่า ช่องฟ้าผ่าถูกปลดปล่อยเร็วกว่าที่ชาร์จระหว่างการเติบโตด้วยความเร็วของผู้นำ วี l 10 -3 -10 -2)วี r. แต่การเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าและประจุเชิงเส้นระหว่างการชาร์จและการคายประจุนั้นมีลำดับความสำคัญเท่ากัน: τ o =∆t ตามความเร็วช่องจะถูกปล่อยออก v t /v l ~ 10 2 -10 กระแสไฟแรงกว่า 3 เท่า i M ~ ∆tv r มากกว่าผู้นำ i L ~ t 0 V L ~ 100 A ความต้านทานเชิงเส้นของช่อง R 0 ลดลงโดยประมาณ โดยจำนวนเท่ากันเมื่อเปลี่ยนจากด่านผู้นำเป็นด่านหลัก สาเหตุของความต้านทานลดลงคือความร้อนของช่องระหว่างกระแสที่ไหลผ่านซึ่งจะเป็นการเพิ่มการนำไฟฟ้าในพลาสมา ดังนั้นความต้านทานของช่องสัญญาณและโซนลำแสงซึ่งมีกระแสไหลเท่ากันก็เปรียบเทียบได้เช่นกัน ซึ่งหมายความว่าลำดับของพลังงานขนาดเดียวกันจะกระจายไปตามความยาวหน่วยของช่องสัญญาณผู้นำ และแสดงในรูปของพารามิเตอร์ผู้นำ

สิ่งนี้ทำให้ นอกจากนี้ยังกลายเป็นว่าสนามไฟฟ้าเฉลี่ยในช่องผู้นำและหลังคลื่นปล่อยในช่องที่แปลงแล้วนั้นอยู่ในลำดับเดียวกัน สิ่งนี้เห็นด้วยกับข้อสรุปที่คล้ายคลึงกันซึ่งสามารถวาดได้โดยการพิจารณาสถานะคงที่ในช่องผู้นำและขั้นตอนหลักของสายฟ้าโดยตรง สถานการณ์นั้นคล้ายกับที่อยู่ในส่วนโค้งที่อยู่กับที่ แต่ในส่วนโค้งที่มีกระแสไฟสูง สนามในช่องนั้นจริง ๆ แล้วขึ้นอยู่กับกระแสเล็กน้อย จากที่กล่าวไปแล้ว ว่า ถ้าอยู่ในผู้นำ และ ในสภาวะคงตัวหลังหน้าคลื่นของเวทีหลัก ควรจะมี และความต้านทานโอห์มมิกรวมของช่องฟ้าผ่าทั้งหมดยาวหลายกิโลเมตรกลายเป็นประมาณ 102 โอห์ม ซึ่งเปรียบได้กับความต้านทานคลื่นของเส้นยาวที่นำไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ในอากาศ Z ในขณะที่สำหรับช่องสัญญาณผู้นำที่มีความยาวเท่ากัน ความต้านทานรวมจะเท่ากับ 2 คำสั่งของขนาดที่มากกว่า Z หากความต้านทานของช่องไม่เปลี่ยนแปลง จะยังคงอยู่ที่ระดับ ของผู้นำ คลื่นปล่อยของช่องฟ้าผ่าจะชื้นและกระจายออกไปโดยไม่ผ่านแม้แต่เศษเสี้ยวของช่อง กระแสที่ไหลผ่านจุดต่อลงดินของช่องสัญญาณก็จะสลายตัวเร็วเกินไปเช่นกัน ประสบการณ์ชี้ให้เห็นสิ่งที่ตรงกันข้าม: หัวที่ส่องสว่างที่มองเห็นได้นั้นมีด้านหน้าที่แหลม และกระแสน้ำขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้โลกจะถูกบันทึกตลอดเวลาที่ลอยขึ้น การเปลี่ยนแปลงของช่องสัญญาณผู้นำในระหว่างการเคลื่อนตัวของคลื่นซึ่งทำให้ความต้านทานเชิงเส้นลดลงอย่างรวดเร็วจะกำหนดกระบวนการทั้งหมดของขั้นตอนหลักของฟ้าผ่า

ปัจจัยอันตรายจากการสัมผัสกับฟ้าผ่า

เนื่องจากฟ้าผ่ามีลักษณะเป็นกระแสสูง แรงดันไฟ และอุณหภูมิการคายประจุ ตามปกติผลกระทบของฟ้าผ่าต่อบุคคลจะจบลงด้วยผลที่ร้ายแรงมาก - โดยปกติแล้วจะถึงแก่ชีวิต ในแต่ละปีมีผู้เสียชีวิตจากฟ้าผ่าทั่วโลกประมาณ 3,000 คนและเป็นที่ทราบกันดีว่ามีผู้พ่ายแพ้หลายคนพร้อมกัน

การปล่อยฟ้าผ่าตามเส้นทางที่มีความต้านทานไฟฟ้าน้อยที่สุด เนื่องจากระยะห่างระหว่างวัตถุสูงกับเมฆฝนฟ้าคะนอง และด้วยเหตุนี้ความต้านทานไฟฟ้าจึงน้อยกว่า ฟ้าผ่ามักจะกระทบวัตถุที่สูง แต่ไม่จำเป็น ตัวอย่างเช่น หากคุณวางเสากระโดงสองอันเคียงข้างกัน - อันที่เป็นโลหะและอันที่ทำจากไม้ที่สูงกว่า สายฟ้าก็มีแนวโน้มที่จะกระทบกับเสาโลหะ แม้ว่ามันจะต่ำกว่า เนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าของโลหะนั้นสูงกว่า ฟ้าผ่ายังกระทบดินเหนียวและพื้นที่เปียกบ่อยกว่าที่แห้งและทรายเพราะ อดีตมีความเป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากกว่า

ตัวอย่างเช่น ในป่า สายฟ้าก็ทำหน้าที่คัดเลือกเช่นกัน ต้นไม้หักเมื่อถูกฟ้าผ่า กลไกดังกล่าวมีดังนี้ ยางไม้และความชื้นในบริเวณที่ระบายออกจะระเหยและขยายตัวทันที ทำให้เกิดแรงกดดันมหาศาล

ซึ่งทำลายไม้ ผลกระทบที่คล้ายคลึงกันพร้อมกับการกระจายของเศษไม้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อฟ้าผ่ากระทบผนังของโครงสร้างไม้ ดังนั้นการอยู่ใต้ต้นไม้สูงในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองจึงเป็นอันตราย

การอยู่บนหรือใกล้น้ำในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองเป็นอันตราย น้ำและที่ดินใกล้น้ำมีค่าการนำไฟฟ้าสูง ในเวลาเดียวกัน การอยู่ภายในอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก โครงสร้างโลหะ (เช่น โรงรถโลหะ) ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองนั้นปลอดภัยสำหรับมนุษย์

นอกจากจะสร้างความเสียหายให้กับผู้คนและสัตว์แล้ว ฟ้าผ่าเชิงเส้นมักทำให้เกิดไฟป่า เช่นเดียวกับอาคารที่อยู่อาศัยและอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ชนบท

ในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง การอยู่ในเมืองนั้นอันตรายน้อยกว่าในที่โล่ง เนื่องจากโครงสร้างเหล็กและอาคารสูงนั้นทำงานได้ดีกับสายล่อฟ้า

พื้นผิวนำไฟฟ้าที่ปิดทั้งหมดหรือบางส่วนก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "ห้องฟาราเดย์" ซึ่งภายในไม่มีศักยภาพที่สำคัญและเป็นอันตรายสำหรับมนุษย์ ดังนั้นผู้โดยสารในรถที่มีตัวถังโลหะทั้งหมด รถราง รถเข็น และรถไฟ จะปลอดภัยในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง จนกว่าพวกเขาจะออกไปข้างนอกหรือเริ่มเปิดหน้าต่าง

ฟ้าผ่าสามารถโจมตีเครื่องบินได้ แต่เนื่องจากเครื่องบินสมัยใหม่เป็นโลหะทั้งหมด ผู้โดยสารจึงได้รับการปกป้องอย่างดีจากการถูกปล่อยออกจากเครื่องบิน

สถิติแสดงให้เห็นว่าในช่วง 5,000-10,000 ชั่วโมงบิน มีฟ้าผ่าหนึ่งครั้งบนเครื่องบิน โชคดีที่เครื่องบินที่เสียหายเกือบทั้งหมดยังคงบินต่อไป ท่ามกลางสาเหตุต่างๆ ของเครื่องบินตก เช่น น้ำแข็ง ฝนตกหนัก หมอก หิมะ พายุ ทอร์นาโด ฟ้าผ่า เข้าเป็นลำดับสุดท้าย แต่ก็ยังห้ามบินเครื่องบินในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง

ฟ้าผ่ามักจะกระทบหอไอเฟลที่มีชื่อเสียงระดับโลกในปารีสในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง แต่สิ่งนี้ไม่เป็นอันตรายต่อผู้คนบนดาดฟ้าสังเกตการณ์เพราะ โครงตาข่ายโลหะฉลุของหอคอยสร้างห้องฟาราเดย์ ซึ่งป้องกันฟ้าผ่าได้ดีเยี่ยม

สัญญาณว่าคุณอยู่ในสนามไฟฟ้าอาจเป็นผมที่ยืนอยู่ตรงปลาย ซึ่งจะเริ่มส่งเสียงแตกเล็กน้อย แต่นั่นเป็นเพียงผมแห้ง

หากคุณถูกฟ้าผ่า แต่ยังคิดได้ ควรไปพบแพทย์โดยเร็วที่สุด แพทย์เชื่อว่าผู้ที่รอดชีวิตจากการโจมตีด้วยฟ้าผ่าแม้จะไม่มีแผลไหม้ที่ศีรษะและร่างกายอย่างรุนแรง แต่ก็สามารถได้รับภาวะแทรกซ้อนในรูปแบบของการเบี่ยงเบนในกิจกรรมหัวใจและหลอดเลือดและระบบประสาทจากบรรทัดฐาน

ฟ้าแลบกระทบหอไอเฟล ภาพถ่ายปี 1902

8. ฟ้าผ่าบ่อยแค่ไหน?

สายฟ้าฟาดลงบนโครงสร้างพื้นดิน จากประสบการณ์ในชีวิตประจำวัน เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าฟ้าผ่าส่วนใหญ่มักจะกระทบโครงสร้างที่สูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสายฟ้าที่ครอบงำบริเวณโดยรอบ บนที่ราบ การระเบิดส่วนใหญ่เกิดขึ้นกับเสากระโดง หอคอย ปล่องไฟ ฯลฯ แบบตั้งอิสระ ในพื้นที่ภูเขา อาคารเตี้ยมักประสบปัญหาหากพวกเขายืนอยู่บนเนินเขาสูงแยกจากกันหรือบนยอดเขา ในระดับโลก คำอธิบายง่ายๆ ก็คือ การคายประจุไฟฟ้าซึ่งก็คือฟ้าผ่า ง่ายกว่าที่จะปิดกั้นระยะทางที่สั้นกว่าไปยังวัตถุที่สูงตระหง่าน ตัวอย่างเช่น เสาสูงโดยเฉลี่ย 30 เมตรในยุโรปมีฟ้าผ่า 0.1 ครั้งต่อปี (หนึ่งครั้งใน 10 ปี) ในขณะที่สำหรับวัตถุโดดเดี่ยว 100 เมตรมีมากกว่าเกือบ 10 เท่า ด้วยทัศนคติที่ระมัดระวังมากขึ้น การพึ่งพาจำนวนผลกระทบที่ความสูงอย่างรวดเร็วจึงไม่ใช่เรื่องเล็กน้อยอีกต่อไป ความสูงเฉลี่ยของจุดเริ่มต้นของฟ้าผ่าลงมาคือประมาณ 3 กม. และแม้แต่ความสูง 100 เมตรก็เป็นเพียง 3% ของระยะห่างระหว่างเมฆกับโลก ความโค้งแบบสุ่มเปลี่ยนความยาวทั้งหมดของวิถีโคลงอย่างแข็งแกร่งกว่าสิบเท่า เราต้องยอมรับว่าขั้นตอนสุดท้ายของการพัฒนาสายฟ้ามีความโดดเด่นด้วยกระบวนการพิเศษบางอย่างที่กำหนดส่วนสุดท้ายของเส้นทางไว้ล่วงหน้าอย่างเข้มงวด กระบวนการเหล่านี้นำไปสู่การปฐมนิเทศของผู้นำจากมากไปน้อย การดึงดูดของเขาไปยังวัตถุสูง

จากประสบการณ์การสังเกตทางวิทยาศาสตร์ของฟ้าผ่า เราสามารถพูดถึงการพึ่งพาอาศัยกันแบบกำลังสองโดยประมาณของจำนวนจังหวะ นู๋ M จากส่วนสูง ชม.วัตถุเข้มข้น (มี ชม.ใหญ่กว่าขนาดอื่น ๆ ทั้งหมด); สำหรับคนยืดยาว ฉันเช่น สายไฟเหนือศีรษะ นู๋ม ~ สวัสดี . นี่แสดงให้เห็นการมีอยู่ของรัศมีการหดตัวของสายฟ้าที่เทียบเท่ากัน R เอ่อ~ซ. สายฟ้าทั้งหมดเคลื่อนออกจากวัตถุในแนวนอนตามระยะทาง r R เอ่อตกลงไปในนั้นส่วนที่เหลือผ่านไป รูปแบบการวางแนวดั้งเดิมโดยรวมดังกล่าวนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง สำหรับการให้คะแนน คุณสามารถใช้ R เอ่อ~ 3 ชั่วโมง; ตามแผนที่พิเศษของความรุนแรงของกิจกรรมพายุฝนฟ้าคะนองถูกสร้างขึ้น ในทุ่งทุนดรายุโรป n m R เอ่อ= 0.3 กม. และสำหรับเธอ

ผลกระทบต่อปี หากเราเน้นที่ตัวเลขเฉลี่ย n m = 3.5 km -2 ปี -1 การประมาณการนั้นสมเหตุสมผลสำหรับภูมิประเทศที่ราบเรียบและเฉพาะวัตถุที่ไม่สูงเกินไป h

ความพ่ายแพ้ของมนุษย์

รัศมีการหดตัวของฟ้าผ่าลงในบุคคลเพียง 5-6 เมตร พื้นที่หดตัวไม่เกิน 10 -4 กม. 2 . อันที่จริง ฟ้าผ่ามีเหยื่ออีกมากมาย และการโจมตีโดยตรงไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับฟ้าผ่า ประสบการณ์ของมนุษย์ไม่แนะนำให้อยู่ในป่าในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่เปิดโล่ง ใกล้ต้นไม้สูง และมันก็ถูกต้อง ต้นไม้สูงกว่าคนประมาณ 10 เท่า และฟ้าผ่าบ่อยกว่า 100 เท่า อยู่ภายใต้มงกุฎต้นไม้บุคคลมีโอกาสสังเกตเห็นได้ชัดเจนในการอยู่ในเขตที่มีกระแสฟ้าผ่ากระจายซึ่งไม่ปลอดภัย หลังเกิดฟ้าผ่าบนยอดไม้ กระแสน้ำของมัน ฉัน เอ็มแผ่ไปตามลำต้นที่นำพาดีแล้วแผ่ผ่านรากลงสู่ดิน ระบบรากของต้นไม้กลายเป็นตัวนำกราวด์ตามธรรมชาติ เนื่องจากกระแสไฟฟ้ามีสนามไฟฟ้าปรากฏขึ้นในโลกโดยที่ p คือความต้านทานของดิน j คือความหนาแน่นกระแส ให้กระแสน้ำไหลในดินแบบสมมาตรอย่างเคร่งครัด จากนั้นศักย์ไฟฟ้าก็คือซีกโลกที่มีระนาบเส้นผ่านศูนย์กลางบนพื้นผิวโลก ความหนาแน่นกระแสที่ระยะทาง r จากลำต้นของต้นไม้ j(r) =,

ความต่างศักย์ระหว่างจุดปิดเท่ากับ ∆ ยู=. ตัวอย่างเช่น หากบุคคลยืนอยู่ที่ระยะห่าง r ≈ 1 ม. จากจุดศูนย์กลางของลำต้นของต้นไม้ไปทางต้นไม้ และระยะห่างระหว่างเท้าของเขาคือ ∆r ≈ 0.3 ม. สำหรับกระแสฟ้าผ่าเฉลี่ย ฉันม\u003d 30 kA แรงดันตกบนผิวดินด้วย p \u003d คือ . แรงดันไฟฟ้านี้ถูกนำไปใช้กับพื้นรองเท้าและหลังจากการพังทลายอย่างรวดเร็วอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ - ต่อร่างกายมนุษย์ ความจริงที่ว่าบุคคลหนึ่งจะต้องทนทุกข์ทรมานและน่าจะถูกฆ่าตายนั้นไม่ต้องสงสัยเลย - ความเครียดที่กระทำต่อเขานั้นมากเกินไป โปรดทราบว่ามันเป็นสัดส่วนกับ ∆r ซึ่งหมายความว่าการยืนแยกขากว้างๆ นั้นอันตรายกว่าการยืนจ้องเท้าที่กดแน่น และการนอนตามรัศมีจากต้นไม้นั้นอันตรายยิ่งกว่า เพราะในกรณีนี้ ระยะห่างระหว่างจุดสุดขั้วที่สัมผัสกับพื้นจะกลายเป็น เท่ากับส่วนสูง

บุคคล. เป็นการดีที่สุดที่จะแช่แข็งขาข้างหนึ่งเช่นนกกระสา แต่คำแนะนำดังกล่าวง่ายกว่าที่จะทำ อย่างไรก็ตาม สายฟ้าฟาดกระทบสัตว์ขนาดใหญ่บ่อยกว่ามนุษย์ด้วย เพราะพวกมันมีระยะห่างระหว่างขาของพวกมันมากกว่า

หากคุณมีบ้านที่มีสายล่อฟ้าและมีการสร้างตัวนำสายดินแบบพิเศษ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองไม่มีผู้คนอยู่ใกล้ตัวนำสายดินและสายดินที่ตกลงมา สถานการณ์ที่นี่คล้ายกับที่เพิ่งพิจารณา

7. กฎการปฏิบัติในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง

เราเห็นฟ้าแลบแวบวาบแทบจะในทันทีเพราะ แสงเดินทางด้วยความเร็ว 300,000 กม./วินาที ความเร็วของการแพร่กระจายเสียงในอากาศอยู่ที่ประมาณ 344 m/s นั่นคือ เสียงเดินทาง 1 กิโลเมตรในเวลาประมาณ 3 วินาที ดังนั้น การแบ่งเวลาเป็นวินาทีระหว่างวาบฟ้าผ่ากับเสียงปรบมือครั้งแรกที่ตามมา เรากำหนดระยะทางเป็นกิโลเมตรไปยังตำแหน่งของพายุฝนฟ้าคะนอง

หากช่วงเวลาเหล่านี้ลดลง แสดงว่าพายุฝนฟ้าคะนองกำลังใกล้เข้ามา และจำเป็นต้องใช้มาตรการเพื่อป้องกันฟ้าผ่า ฟ้าผ่าเป็นอันตรายเมื่อมีฟ้าแลบฟ้าร้องตามมาทันที กล่าวคือ เมฆฝนฟ้าคะนองอยู่เหนือคุณและอันตรายจากการถูกฟ้าผ่าเป็นไปได้มากที่สุด การกระทำของคุณก่อนและระหว่างพายุฝนฟ้าคะนองควรเป็นดังนี้:

ห้ามออกจากบ้าน ปิดหน้าต่าง ประตู และปล่องไฟ ระวังไม่มีร่างใดที่จะดึงดูดลูกบอลสายฟ้าได้

ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองอย่าให้เตาร้อนเพราะ ควันที่ออกมาจากปล่องไฟมีค่าการนำไฟฟ้าสูง และความน่าจะเป็นของสายฟ้าฟาดลงปล่องไฟที่ลอยขึ้นเหนือหลังคาจะเพิ่มขึ้น

ตัดการเชื่อมต่อวิทยุและโทรทัศน์ออกจากเครือข่าย ห้ามใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าและโทรศัพท์ (สำคัญอย่างยิ่งสำหรับพื้นที่ชนบท)

ระหว่างเดินให้ซ่อนตัวในอาคารที่ใกล้ที่สุด พายุฝนฟ้าคะนองเป็นอันตรายอย่างยิ่งในสนาม เมื่อมองหาที่พักพิง ให้เลือกโครงสร้างโลหะขนาดใหญ่หรือโครงสร้างที่มีโครงโลหะ อาคารที่พักอาศัยหรืออาคารอื่นที่มีสายล่อฟ้าป้องกันไว้ หากไม่สามารถซ่อนตัวในอาคารได้ ห้ามซ่อนในเพิงเล็กๆ ใต้ต้นไม้โดดเดี่ยว

ไม่ควรอยู่บนเนินเขาและเปิดโล่งที่ไม่มีการป้องกัน ใกล้รั้วโลหะหรือตาข่าย วัตถุที่เป็นโลหะขนาดใหญ่ ผนังที่เปียกชื้น สายดินของสายล่อฟ้า

ในกรณีที่ไม่มีที่พักพิงให้นอนราบกับพื้นในขณะที่ควรให้ดินทรายแห้งห่างจากอ่างเก็บน้ำ

หากพายุฝนฟ้าคะนองจับคุณอยู่ในป่า คุณต้องหลบภัยในพื้นที่ที่มีลักษณะแคระแกรน คุณไม่สามารถซ่อนตัวอยู่ใต้ต้นไม้สูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งต้นสน, ต้นโอ๊ก, ต้นป็อปลาร์ ควรอยู่ห่างจากต้นไม้สูงต้นเดียว 30 เมตร ให้ความสนใจว่ามีต้นไม้ใกล้เคียงที่ก่อนหน้านี้โดนพายุฝนฟ้าคะนองหรือไม่ ในกรณีนี้ควรอยู่ห่างจากที่นี่จะดีกว่า ความอุดมสมบูรณ์ของต้นไม้ที่ถูกฟ้าผ่าบ่งชี้ว่าดินในบริเวณนี้มีการนำไฟฟ้าสูง และมีโอกาสเกิดฟ้าผ่าในบริเวณนี้มาก

ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองคุณไม่สามารถอยู่ในน้ำและใกล้น้ำ - ว่ายน้ำตกปลา จำเป็นต้องย้ายออกจากชายฝั่ง

ในภูเขา ให้เคลื่อนตัวออกห่างจากสันเขา หน้าผาสูงตระหง่านและยอดเขาสูงตระหง่าน เมื่อเข้าใกล้พายุฝนฟ้าคะนองในภูเขาคุณต้องลงไปให้ต่ำที่สุด วัตถุโลหะ - ตะขอปีนเขา, ขวานน้ำแข็ง, หม้อ, รวบรวมในกระเป๋าเป้สะพายหลังและหย่อนเชือกลงไป 20-30 เมตรจากทางลาด

ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองห้ามเล่นกีฬากลางแจ้งอย่าวิ่งเพราะ เชื่อกันว่าเหงื่อและการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว "ดึงดูด" ฟ้าผ่า

หากคุณอยู่ในพายุฝนฟ้าคะนองบนจักรยานหรือมอเตอร์ไซค์ ให้หยุดเคลื่อนไหวและรอพายุฝนฟ้าคะนองที่ระยะห่างประมาณ 30 เมตรจากพวกเขา

8. เทคโนโลยีพลังงานฟ้าผ่า

นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้พัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการใช้พลังงานฟ้าผ่าเพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม

"การพัฒนาใหม่ทำให้สามารถจับสายฟ้าในอากาศและเปลี่ยนเส้นทางไปยังนักสะสมบนพื้นดินเพื่อการวิจัยและการใช้งาน" Tse Xiushu จากสถาบันฟิสิกส์บรรยากาศกล่าว

ในการดักจับสายฟ้า จรวดที่ติดตั้งสายล่อฟ้าพิเศษจะถูกใช้ ซึ่งจะถูกปล่อยเข้าสู่ใจกลางของเมฆฝนฟ้าคะนอง มิสไซล์ YL-1 มีกำหนดจะออกก่อนฟ้าแลบไม่กี่นาที

"จากการตรวจสอบพบว่าความแม่นยำของการเปิดตัวอยู่ที่ 70%" นักพัฒนาอุปกรณ์กล่าว

พลังงานของฟ้าผ่า เช่นเดียวกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา จะถูกนำมาใช้เพื่อดัดแปลงพันธุกรรมพืชผลทางการเกษตรและผลิตเซมิคอนดักเตอร์

นอกจากนี้ เทคโนโลยีใหม่นี้จะช่วยลดความเสียหายทางเศรษฐกิจจากพายุฝนฟ้าคะนองได้อย่างมาก เนื่องจากการปล่อยน้ำทิ้งจะไปยังที่ปลอดภัย ตามสถิติ ในแต่ละปีมีผู้เสียชีวิตราวพันคนจากเหตุฟ้าผ่าในประเทศจีน ความเสียหายทางเศรษฐกิจจากพายุฝนฟ้าคะนองในจีนสูงถึง 143 ล้านดอลลาร์ต่อปี

นักวิจัยยังพยายามหาวิธีที่จะใช้สายฟ้าเป็นพลังงาน นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าฟ้าผ่าหนึ่งครั้งทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้หลายพันล้านกิโลวัตต์ ทั่วโลก มีฟ้าผ่า 100 ครั้งเกิดขึ้นทุกวินาที ซึ่งเป็นแหล่งไฟฟ้าขนาดใหญ่

บรรณานุกรม:

Stekolnikov I.K. , ฟิสิกส์ของการป้องกันฟ้าผ่าและฟ้าผ่า, M. - L. , 1943;

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

Reema.py, Lightning.URL: http:// www. เรเนมา. en/ ข้อมูล/ ฟ้าผ่า_ ธรรมชาติ. shtml

ประวัติฟ้าผ่า. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/ฟ้าผ่า

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

วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี: ฟิสิกส์. URL: http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/MOLNIYA.html

การก่อตัวเรืองแสงอิสระในที่โล่ง URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=9199806

Bazelyan E.M. , Raiser Yu.P. ฟิสิกส์ของการป้องกันฟ้าผ่าและฟ้าผ่า มอสโก: Fizmatlit, 2001.

คนโบราณไม่ได้คำนึงถึงพายุฝนฟ้าคะนองและฟ้าผ่าตลอดจนเสียงฟ้าร้องที่ตามมาเป็นการสำแดงพระพิโรธของเหล่าทวยเทพ ตัวอย่างเช่น สำหรับชาวเฮลเลเนส ฟ้าร้องและฟ้าผ่าเป็นสัญลักษณ์ของอำนาจสูงสุด ในขณะที่ชาวอิทรุสกันถือว่าพวกเขาเป็นสัญญาณ: หากมองเห็นวาบของสายฟ้าจากทางทิศตะวันออก หมายความว่าทุกอย่างจะเรียบร้อย และถ้ามันเป็นประกายทางทิศตะวันตกหรือ ทางตะวันตกเฉียงเหนือในทางกลับกัน

ชาวโรมันใช้แนวคิดของชาวอิทรุสกันซึ่งเชื่อว่าสายฟ้าฟาดจากด้านขวาเป็นเหตุผลเพียงพอที่จะเลื่อนแผนทั้งหมดเป็นเวลาหนึ่งวัน ชาวญี่ปุ่นมีการตีความที่น่าสนใจเกี่ยวกับประกายไฟจากสวรรค์ วัชระสองอัน (สายฟ้า) ถือเป็นสัญลักษณ์ของไอเซ็นเมโอ เทพเจ้าแห่งความเมตตา: ประกายไฟดวงหนึ่งอยู่บนศีรษะของเทพเจ้า เขาถืออีกดวงหนึ่งไว้ในมือ ระงับความปรารถนาเชิงลบของมนุษยชาติด้วยมัน

ฟ้าแลบเป็นประจุไฟฟ้าขนาดมหึมาซึ่งมักมาพร้อมกับแสงวาบและฟ้าร้อง (ช่องปล่อยแสงที่ส่องประกายคล้ายต้นไม้จะมองเห็นได้ชัดเจนในชั้นบรรยากาศ) ในเวลาเดียวกัน สายฟ้าแลบแทบจะไม่เคยเกิดขึ้นเลยสักครั้ง โดยปกติแล้วจะตามมาด้วยประกายไฟสอง สาม และมักจะถึงประกายไฟหลายสิบครั้ง

การปล่อยเหล่านี้มักจะเกิดขึ้นในเมฆคิวมูโลนิมบัส บางครั้งในเมฆนิมบอสตราตัสขนาดใหญ่ ขีดจำกัดบนมักจะสูงถึงเจ็ดกิโลเมตรเหนือพื้นผิวโลก ในขณะที่ส่วนล่างเกือบจะแตะพื้นได้ โดยอยู่ไม่เกินห้าร้อยเมตร สายฟ้าสามารถก่อตัวได้ทั้งในก้อนเมฆก้อนเดียวและระหว่างก้อนเมฆที่ถูกประจุไฟฟ้าในบริเวณใกล้เคียง เช่นเดียวกับระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน

เมฆฝนฟ้าคะนองประกอบด้วยไอน้ำจำนวนมากที่ควบแน่นในรูปของน้ำแข็ง (ที่ความสูงเกินสามกิโลเมตรมักเป็นผลึกน้ำแข็ง เนื่องจากอุณหภูมิที่นี่ไม่สูงกว่าศูนย์) ก่อนที่ก้อนเมฆจะกลายเป็นพายุฝนฟ้าคะนอง ผลึกน้ำแข็งจะเริ่มเคลื่อนตัวอยู่ภายในก้อนเมฆ ในขณะที่กระแสลมอุ่นที่พุ่งขึ้นจากพื้นผิวที่ร้อนช่วยให้พวกมันเคลื่อนที่ได้

มวลอากาศนำน้ำแข็งชิ้นเล็กๆ ขึ้นไปข้างบน ซึ่งชนกับผลึกขนาดใหญ่อย่างต่อเนื่องระหว่างการเคลื่อนไหว เป็นผลให้ผลึกที่มีขนาดเล็กกว่ามีประจุบวกและผลึกที่ใหญ่กว่าก็มีประจุลบ

หลังจากที่ผลึกน้ำแข็งก้อนเล็กๆ รวมตัวกันที่ด้านบนและก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่ด้านล่าง ส่วนบนของก้อนเมฆจะมีประจุเป็นบวก ส่วนด้านล่างจะมีประจุเป็นลบ ดังนั้น ความแรงของสนามไฟฟ้าในเมฆถึงระดับสูงมาก: ล้านโวลต์ต่อเมตร

เมื่อบริเวณที่มีประจุตรงข้ามเหล่านี้ชนกัน ที่จุดสัมผัส ไอออนและอิเล็กตรอนจะก่อตัวเป็นช่องทางที่องค์ประกอบที่มีประจุทั้งหมดพุ่งลงมาและเกิดการปล่อยไฟฟ้า - ฟ้าผ่า ในเวลานี้ พลังงานอันทรงพลังถูกปลดปล่อยออกมาจนมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับหลอดไฟขนาด 100 วัตต์ เป็นเวลา 90 วัน

ช่องดังกล่าวมีความร้อนสูงถึงเกือบ 30,000 องศาเซลเซียส ซึ่งมากกว่าอุณหภูมิดวงอาทิตย์ถึงห้าเท่า ทำให้เกิดแสงจ้า (โดยทั่วไปแล้วแฟลชจะใช้เวลาเพียงสามในสี่ของวินาที) หลังจากการก่อตัวของช่องสัญญาณ เมฆฝนฟ้าคะนองเริ่มปลดปล่อย: การปลดปล่อยครั้งแรกจะตามมาด้วยประกายไฟสอง สาม สี่ดวงขึ้นไป

สายฟ้าฟาดคล้ายกับการระเบิดและทำให้เกิดคลื่นกระแทก ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อสิ่งมีชีวิตที่พบว่าตัวเองอยู่ใกล้ช่องทาง คลื่นกระแทกของกระแสไฟฟ้าที่แรงที่สุดซึ่งอยู่ห่างจากตัวมันเองเพียงไม่กี่เมตรนั้นค่อนข้างสามารถทำลายต้นไม้ ทำให้บาดเจ็บหรือกระทบกระเทือนถึงแม้จะไม่มีไฟฟ้าช็อตโดยตรง:

• ที่ระยะห่างไม่เกิน 0.5 ม. ไปยังช่องสัญญาณ ฟ้าผ่าสามารถทำลายโครงสร้างที่อ่อนแอและทำร้ายบุคคล
• ที่ระยะห่างไม่เกิน 5 เมตร อาคารยังคงไม่บุบสลาย แต่สามารถเคาะหน้าต่างและทำให้คนตะลึงได้
• ในระยะทางไกล คลื่นกระแทกจะไม่ส่งผลกระทบเชิงลบและเปลี่ยนเป็นคลื่นเสียงที่เรียกว่าเสียงฟ้าร้อง

ทันเดอร์โรล

ไม่กี่วินาทีหลังจากเกิดฟ้าผ่าเนื่องจากแรงดันที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามช่องทางทำให้บรรยากาศร้อนขึ้นถึง 30,000 องศาเซลเซียส ด้วยเหตุนี้การสั่นสะเทือนของอากาศจึงเกิดขึ้นและเกิดฟ้าร้อง ฟ้าร้องและฟ้าผ่าเชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิด: ความยาวของการปล่อยมักจะประมาณแปดกิโลเมตรดังนั้นเสียงจากส่วนต่าง ๆ ของมันถึงในเวลาที่ต่างกันทำให้เกิดเสียงฟ้าร้อง

น่าสนใจ โดยการวัดเวลาที่ผ่านไประหว่างฟ้าร้องกับฟ้าแลบ คุณจะทราบได้ว่าศูนย์กลางของพายุฝนฟ้าคะนองอยู่ห่างจากผู้สังเกตมากเพียงใด

ในการทำเช่นนี้ คุณต้องคูณเวลาระหว่างฟ้าแลบและฟ้าร้องด้วยความเร็วของเสียง ซึ่งมีค่าตั้งแต่ 300 ถึง 360 m / s (เช่น หากช่วงเวลาสองวินาที ศูนย์กลางพายุฝนฟ้าคะนองจะมากกว่า 600 เล็กน้อย เมตรจากผู้สังเกตและถ้าสาม - ที่ระยะทางกิโลเมตร) วิธีนี้จะช่วยตัดสินว่าพายุกำลังเคลื่อนตัวออกไปหรือใกล้เข้ามา

ลูกไฟอัศจรรย์

หนึ่งในสิ่งที่ศึกษาน้อยที่สุดและด้วยเหตุนี้ปรากฏการณ์ที่ลึกลับที่สุดของธรรมชาติคือบอลสายฟ้า - ลูกบอลพลาสม่าเรืองแสงที่เคลื่อนที่ผ่านอากาศ เป็นเรื่องลึกลับเพราะยังไม่ทราบหลักการของการก่อตัวของลูกบอลสายฟ้า: แม้ว่าจะมีสมมติฐานจำนวนมากที่อธิบายสาเหตุของการปรากฏตัวของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่น่าอัศจรรย์นี้ แต่ก็มีข้อโต้แย้งในแต่ละคน นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถทดลองสร้างลูกบอลสายฟ้าได้

สายฟ้าทรงกลมสามารถดำรงอยู่ได้เป็นเวลานานและเคลื่อนที่ไปตามวิถีที่คาดเดาไม่ได้ ตัวอย่างเช่นมันค่อนข้างสามารถลอยอยู่ในอากาศได้หลายวินาทีแล้วพุ่งไปด้านข้าง

มีพลาสมาบอลหนึ่งลูกเสมอ ต่างจากการปล่อยอย่างง่าย ๆ จนกว่าจะมีการบันทึกฟ้าผ่าไฟสองอันขึ้นไปพร้อมกัน ขนาดของบอลฟ้าผ่าจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 10 ถึง 20 ซม. บอลฟ้าผ่ามีลักษณะเป็นโทนสีขาว สีส้ม หรือสีน้ำเงิน แม้ว่ามักจะพบสีอื่นๆ จนถึงสีดำ

นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้กำหนดตัวบ่งชี้อุณหภูมิของลูกบอลฟ้าผ่า: แม้ว่าตามการคำนวณแล้วควรผันผวนจากหนึ่งแสนถึงหนึ่งพันองศาเซลเซียส แต่ผู้ที่ใกล้ชิดกับปรากฏการณ์นี้ไม่รู้สึกถึงความอบอุ่นที่เล็ดลอดออกมาจากลูกบอลสายฟ้า .

ปัญหาหลักในการศึกษาปรากฏการณ์นี้คือนักวิทยาศาสตร์แทบจะไม่สามารถแก้ไขลักษณะที่ปรากฏได้ และคำให้การของผู้เห็นเหตุการณ์มักทำให้เกิดความสงสัยในข้อเท็จจริงที่ว่าปรากฏการณ์ที่พวกเขาสังเกตเห็นนั้นเป็นสายฟ้าแลบจริงๆ ประการแรก ประจักษ์พยานแตกต่างกันไปตามเงื่อนไขที่ปรากฏ โดยพื้นฐานแล้ว ประจักษ์พยานนั้นเห็นได้ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง

นอกจากนี้ยังมีข้อบ่งชี้ว่าลูกบอลสายฟ้าสามารถปรากฏได้ในวันที่อากาศดีเช่นกัน: ตกลงมาจากก้อนเมฆ ปรากฏขึ้นในอากาศ หรือปรากฏขึ้นเนื่องจากวัตถุบางอย่าง (ต้นไม้หรือเสา)

คุณลักษณะเฉพาะของบอลสายฟ้าก็คือการเจาะเข้าไปในห้องที่ปิดสนิท ซึ่งเคยเห็นแม้กระทั่งในห้องนักบิน (ลูกไฟสามารถทะลุผ่านหน้าต่าง ลงมาทางท่อระบายอากาศ และแม้กระทั่งบินออกจากเต้ารับหรือทีวี) สถานการณ์ต่างๆ ได้รับการบันทึกซ้ำแล้วซ้ำเล่าเมื่อพลาสม่าบอลได้รับการแก้ไขในที่เดียวและปรากฏขึ้นที่นั่นอย่างต่อเนื่อง

บ่อยครั้งที่การปรากฏตัวของบอลสายฟ้าไม่ก่อให้เกิดปัญหา (มันเคลื่อนที่อย่างเงียบ ๆ ในกระแสอากาศและบินหนีไปหรือหายไปชั่วขณะหนึ่ง) แต่ผลที่น่าเศร้าก็สังเกตเห็นเช่นกันเมื่อมันระเบิด ของเหลวในบริเวณใกล้เคียงจะระเหยทันที แก้วและโลหะที่หลอมละลาย

อันตรายที่อาจเกิดขึ้น

เนื่องจากลักษณะของลูกบอลสายฟ้าเป็นสิ่งที่คาดไม่ถึงเสมอ เมื่อคุณเห็นปรากฏการณ์พิเศษนี้อยู่ใกล้คุณ สิ่งสำคัญคือไม่ต้องตื่นตระหนก ไม่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว และไม่ต้องวิ่งไปไหน: สายฟ้าฟาดมีความอ่อนไหวต่อแรงสั่นสะเทือนของอากาศมาก จำเป็นต้องออกจากวิถีของลูกบอลอย่างเงียบ ๆ และพยายามอยู่ห่างจากลูกบอลให้มากที่สุด หากมีคนอยู่ในบ้าน คุณต้องค่อยๆ เดินไปที่หน้าต่างและเปิดหน้าต่าง: มีหลายเรื่องราวเมื่อลูกบอลอันตรายออกจากอพาร์ตเมนต์

ไม่มีอะไรที่จะโยนเข้าไปในลูกบอลพลาสม่าได้: มันสามารถระเบิดได้และสิ่งนี้ไม่เพียงเต็มไปด้วยแผลไหม้หรือหมดสติเท่านั้น แต่ด้วยภาวะหัวใจหยุดเต้น หากเกิดขึ้นที่ลูกบอลไฟฟ้าจับคนได้ คุณต้องย้ายเขาไปที่ห้องที่มีอากาศถ่ายเท ห่อตัวเขาให้อุ่นขึ้น นวดหัวใจ ทำการช่วยหายใจ และรีบไปพบแพทย์ทันที

จะทำอย่างไรในพายุฝนฟ้าคะนอง

เมื่อพายุฝนฟ้าคะนองเริ่มต้นและคุณเห็นฟ้าผ่าเข้ามา คุณต้องหาที่หลบภัยและซ่อนตัวจากสภาพอากาศ: ฟ้าผ่ามักเป็นอันตรายถึงชีวิต และหากผู้คนรอดชีวิต พวกเขาก็มักจะพิการ

หากไม่มีอาคารใกล้เคียงและมีคนอยู่ในทุ่งในเวลานั้นเขาต้องคำนึงว่าควรซ่อนตัวจากพายุฝนฟ้าคะนองในถ้ำ แต่แนะนำให้หลีกเลี่ยงต้นไม้สูง: ฟ้าผ่ามักจะมุ่งเป้าไปที่ต้นไม้ที่ใหญ่ที่สุด และถ้าต้นไม้สูงเท่ากัน ต้นไม้นั้นจะตกลงไปในสิ่งที่นำไฟฟ้าได้ดีกว่า

เพื่อป้องกันอาคารหรือโครงสร้างที่แยกจากกันจากฟ้าผ่า พวกเขามักจะติดตั้งเสาสูงไว้ใกล้ๆ กับพวกเขา ซึ่งด้านบนของแท่งโลหะปลายแหลมได้รับการแก้ไข เชื่อมต่อกับลวดหนาอย่างแน่นหนา อีกด้านหนึ่งมีวัตถุโลหะฝังอยู่ลึกลงไปใน พื้น. รูปแบบการดำเนินการนั้นเรียบง่าย: แท่งจากเมฆฝนฟ้าคะนองจะถูกชาร์จด้วยประจุตรงข้ามกับก้อนเมฆเสมอ ซึ่งไหลลงมาที่ลวดใต้ดิน ทำให้ประจุของเมฆเป็นกลาง อุปกรณ์นี้เรียกว่าสายล่อฟ้า และติดตั้งบนอาคารทุกหลังของเมืองและการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์อื่นๆ

นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่าฟ้าผ่าเชิงเส้น - แบบที่คุณเห็นบ่อยในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง - เป็นประกายไฟของประจุไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่สะสมภายใต้สภาวะพิเศษในบรรยากาศด้านล่าง รูปร่างของสายฟ้ามักจะคล้ายกับรากของต้นไม้ยักษ์ที่เติบโตบนท้องฟ้าอย่างกะทันหัน ความยาวของสายฟ้าเชิงเส้นมักจะหลายกิโลเมตร แต่สามารถเข้าถึง 20 กม. หรือมากกว่านั้น "ประกายไฟ" หลักของฟ้าผ่ามีหลายกิ่งยาว 2-3 กม. เส้นผ่านศูนย์กลางของช่องฟ้าผ่าอยู่ระหว่าง 10 ถึง 45 ซม. และ "มีชีวิตอยู่" เพียงสิบวินาทีเท่านั้น ความเร็วเฉลี่ยประมาณ 150 กม./วินาที

บ่อยครั้งที่ฟ้าผ่าเกิดขึ้นในเมฆคิวมูโลนิมบัสที่ทรงพลัง - เรียกอีกอย่างว่าพายุฝนฟ้าคะนอง โดยทั่วไปจะมีฟ้าผ่าน้อยกว่าในเมฆนิมบอสตราทัส เช่นเดียวกับในระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ พายุทอร์นาโด และพายุฝุ่น

สายฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างก้อนเมฆที่ถูกประจุไฟฟ้าที่อยู่ใกล้เคียง ระหว่างก้อนเมฆที่มีประจุกับพื้นดิน หรือระหว่างส่วนต่างๆ ของก้อนเมฆเดียวกัน เพื่อให้เกิดการคายประจุ จะต้องมีความแตกต่างกันอย่างมากในศักย์ไฟฟ้า สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงฝนตก หิมะตก ลูกเห็บ และกระบวนการทางธรรมชาติที่ซับซ้อนอื่นๆ ความต่างศักย์อาจเกิดขึ้นได้หลายสิบล้านโวลต์ และกระแสภายในช่องฟ้าผ่าถึง 20,000 แอมแปร์

นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้มีความเห็นเป็นเอกฉันท์ว่าเหตุใดเมฆฝนฟ้าคะนองจึงมีประจุมหาศาลเช่นนี้และทำไม มีหลายทฤษฎีในเรื่องนี้ และแต่ละทฤษฎีอธิบายเหตุผลอย่างน้อยหนึ่งข้อสำหรับปรากฏการณ์นี้ ดังนั้นในปี 1929 ทฤษฎีหนึ่งจึงปรากฏขึ้นที่อธิบายการเกิดกระแสไฟฟ้าในเมฆฝนฟ้าคะนองโดยข้อเท็จจริงที่ว่าเม็ดฝนถูกกระแสลมพัดทับ หยดที่ใหญ่กว่าจะมีประจุบวกและตกลงมา ในขณะที่หยดที่เล็กกว่ายังคงอยู่ในส่วนบนของคลาวด์จะได้รับประจุลบ อีกทฤษฎีหนึ่งที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำ (Induction) แสดงให้เห็นว่าประจุไฟฟ้าในก้อนเมฆนั้นแยกจากกันด้วยสนามไฟฟ้าของโลกซึ่งมีประจุลบในตัวมันเอง มีอีกทฤษฎีหนึ่ง - ผู้เขียนเชื่อว่ากระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการที่หยดขนาดต่าง ๆ ในบรรยากาศดูดซับไอออนของก๊าซด้วยประจุที่แตกต่างกัน

ทุกๆ วินาที จะมีการปล่อยฟ้าผ่าเชิงเส้นตรงประมาณ 100 ครั้ง และในระหว่างปี ฟ้าผ่าจะกระทบพื้นผิวทุกๆ ตารางกิโลเมตรหกครั้ง บางครั้งฟ้าผ่าสามารถทำงานในลักษณะที่อธิบายไม่ได้โดยสิ้นเชิง

มีหลายกรณีที่ฟ้าผ่า:

เธอเผาผ้าลินินใส่ชายคนหนึ่ง โดยปล่อยให้เสื้อผ้าชั้นนอกของเขาไม่บุบสลาย

เธอคว้าวัตถุที่เป็นโลหะจากมือของบุคคลและไม่ได้ทำร้ายเขา

หลอมรวมเหรียญทั้งหมดในกระเป๋าเงินโดยไม่ทำลายเงินกระดาษ

เธอทำลายเหรียญบนโซ่ที่สวมรอบคอจนหมด ทิ้งรอยประทับของโซ่และเหรียญบนผิวหนังของบุคคลซึ่งไม่ได้หลุดออกมาหลายปีแล้ว

เธอตีชายคนหนึ่งโดยไม่ทำร้ายเขาสามครั้ง และเมื่อเขาเสียชีวิตหลังจากเจ็บป่วยมานาน เธอได้ลงบนอนุสาวรีย์บนหลุมศพของเขาเป็นครั้งที่สี่

แม้แต่เรื่องแปลก ๆ ก็ยังมีคนบอกเกี่ยวกับคนที่ถูกฟ้าผ่า แต่ก็ไม่ใช่ทุกคนที่ได้รับการยืนยัน สิ่งเดียวที่สถิติแสดงให้เห็นคือสายฟ้าฟาดผู้ชายบ่อยกว่าผู้หญิงถึงหกเท่า

แม้ว่าแรงที่ปล่อยออกมาจะสูงอย่างไม่น่าเชื่อ แต่คนส่วนใหญ่ที่โดนฟ้าผ่าก็ไม่ตาย สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากกระแสฟ้าผ่าหลักดูเหมือนจะ "ไหล" เหนือพื้นผิวของร่างกายมนุษย์ ส่วนใหญ่แล้ว คดีนี้จำกัดอยู่ที่แผลไหม้และแผลที่รุนแรงของระบบหัวใจและหลอดเลือดและระบบประสาท และผู้ที่ตกเป็นเหยื่อของปรากฏการณ์ทางธรรมชาตินี้ต้องการการรักษาพยาบาลอย่างเร่งด่วน

"เป้าหมาย" ที่พบบ่อยที่สุดของฟ้าผ่าคือต้นไม้สูง ส่วนใหญ่เป็นต้นโอ๊กและบีช ที่น่าสนใจในหมู่ผู้ผลิตไวโอลินและกีตาร์ ไม้ของต้นไม้ที่ถูกฟ้าผ่าถือเป็นคุณสมบัติพิเศษด้านเสียง

เป็นไปได้มากว่าผู้อ่านเว็บไซต์จำนวนมาก " ข่าววิทยาศาสตร์โลก» รู้ว่าฟ้าผ่ามีหลายประเภท แต่แม้แต่คนที่มีการศึกษามากที่สุดก็ยังไม่รู้ว่าสายฟ้ามีอยู่จริงกี่ประเภท ปรากฎว่ามีมากกว่าสิบประเภทและบทวิจารณ์เกี่ยวกับฟ้าผ่าที่น่าสนใจที่สุดมีให้ในบทความนี้ โดยธรรมชาติแล้ว ไม่เพียงแต่ข้อเท็จจริงที่เปลือยเปล่าเท่านั้นที่นี่ แต่ยังมีภาพถ่ายจริงของฟ้าผ่าจริงด้วย ผู้เขียนรู้สึกประหลาดใจกับความเป็นมืออาชีพของช่างภาพที่สามารถจับภาพปรากฏการณ์ในบรรยากาศเหล่านี้ได้อย่างชัดเจน

ดังนั้น ประเภทของสายฟ้าจะถูกพิจารณาตามลำดับ ตั้งแต่ฟ้าผ่าเชิงเส้นทั่วไปไปจนถึงสายฟ้าสไปรต์ที่หายากที่สุด สายฟ้าแต่ละประเภทจะได้รับภาพถ่ายอย่างน้อยหนึ่งภาพที่ช่วยให้เข้าใจว่าสายฟ้าจริงๆ คืออะไร

มาเริ่มกันที่ ฟ้าผ่าเชิงเส้นจากเมฆสู่พื้นดิน

จะได้รับฟ้าผ่าเช่นนี้ได้อย่างไร? ใช่ มันง่ายมาก - ทั้งหมดที่จำเป็นคืออากาศสองสามร้อยลูกบาศก์กิโลเมตร ความสูงเพียงพอสำหรับการก่อตัวของฟ้าผ่าและเครื่องยนต์ความร้อนที่ทรงพลัง - ตัวอย่างเช่น โลก พร้อม? ตอนนี้ใช้อากาศและเริ่มให้ความร้อนตามลำดับ เมื่อเริ่มสูงขึ้น อากาศอุ่นจะเย็นลงทีละเมตร ค่อยๆ เย็นลงเรื่อยๆ น้ำกลั่นตัวเป็นละอองขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ก่อตัวเป็นเมฆฝนฟ้าคะนอง จำเมฆดำเหล่านั้นที่อยู่เหนือขอบฟ้าเมื่อเห็นนกเงียบและต้นไม้หยุดส่งเสียงกรอบแกรบหรือไม่? ดังนั้นสิ่งเหล่านี้คือเมฆฝนฟ้าคะนองที่ก่อให้เกิดฟ้าผ่าและฟ้าร้อง

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าฟ้าผ่าเกิดขึ้นจากการกระจายตัวของอิเล็กตรอนในก้อนเมฆ โดยปกติแล้วจะมีประจุบวกจากด้านบนของเมฆ และจากประจุลบ ผลที่ได้คือตัวเก็บประจุที่ทรงพลังมากซึ่งสามารถระบายออกได้เป็นครั้งคราวอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของอากาศธรรมดาเป็นพลาสมา พลาสมาก่อให้เกิดช่องสัญญาณแปลก ๆ ซึ่งเมื่อเชื่อมต่อกับพื้นดินทำหน้าที่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เมฆถูกปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องผ่านช่องทางเหล่านี้ และเราเห็นปรากฏการณ์ภายนอกของปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศเหล่านี้ในรูปของฟ้าผ่า

โดยวิธีการที่อุณหภูมิของอากาศในสถานที่ที่ประจุ (ฟ้าผ่า) ผ่านไปถึง 30,000 องศาและความเร็วของการแพร่กระจายของฟ้าผ่าคือ 200,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง โดยทั่วไปแล้ว สายฟ้าสองสามลูกก็เพียงพอแล้วสำหรับจ่ายไฟให้กับเมืองเล็กๆ เป็นเวลาหลายเดือน

สายฟ้าพื้นดิน- คลาวด์

และมีฟ้าผ่าดังกล่าว พวกมันเกิดขึ้นจากการสะสมประจุไฟฟ้าสถิตบนวัตถุที่สูงที่สุดในโลก ซึ่งทำให้ "น่าดึงดูด" มากสำหรับฟ้าผ่า ฟ้าผ่าดังกล่าวเกิดขึ้นจากการ "ทะลุ" ช่องว่างอากาศระหว่างส่วนบนของวัตถุที่มีประจุและด้านล่างของเมฆฝนฟ้าคะนอง

ยิ่งวัตถุสูงเท่าไหร่ก็ยิ่งมีโอกาสถูกฟ้าผ่ามากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นพวกเขาจึงพูดความจริง - คุณไม่ควรซ่อนตัวจากสายฝนใต้ต้นไม้สูง

เมฆฟ้าผ่า

ใช่ เมฆแต่ละก้อนสามารถ "แลกเปลี่ยน" สายฟ้าได้ โดยพุ่งชนกันด้วยประจุไฟฟ้า ง่ายมาก เนื่องจากส่วนบนของก้อนเมฆมีประจุบวก และส่วนล่างมีประจุลบ เมฆฝนฟ้าคะนองในบริเวณใกล้เคียงจึงสามารถยิงประจุไฟฟ้าเข้าหากันได้

เป็นเรื่องปกติที่สายฟ้าจะทะลุผ่านเมฆก้อนหนึ่ง และสายฟ้าจะเดินทางจากเมฆก้อนหนึ่งไปยังอีกก้อนหนึ่งได้ยากกว่ามาก

ซิปแนวนอน

ฟ้าแลบนี้ไม่ได้กระทบพื้น แต่แผ่กระจายไปทั่วท้องฟ้าในแนวนอน บางครั้งฟ้าผ่าดังกล่าวสามารถแผ่กระจายไปทั่วท้องฟ้าแจ่มใสมาจากเมฆฝนฟ้าคะนองเดียว สายฟ้าดังกล่าวมีพลังมากและอันตรายมาก

เทปซิป

ฟ้าผ่านี้ดูเหมือนสายฟ้าหลายเส้นวิ่งขนานกัน การก่อตัวของมันไม่มีความลึกลับ - หากลมแรงพัดก็สามารถขยายช่องทางจากพลาสมาซึ่งเราเขียนไว้ด้านบนและด้วยเหตุนี้จึงเกิดฟ้าผ่าที่แตกต่างออกไป

ลูกปัด (ซิปประ)

นี่เป็นสายฟ้าที่หายากมาก ใช่ มันมีอยู่จริง แต่การก่อตัวขึ้นนั้นยังไม่มีใครคาดเดา นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าสายฟ้าแบบประเกิดขึ้นจากการเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วของบางส่วนของเส้นทางฟ้าผ่า ซึ่งเปลี่ยนสายฟ้าธรรมดาเป็นสายฟ้าประ อย่างที่คุณเห็น คำอธิบายนี้ต้องได้รับการปรับปรุงและเสริมอย่างชัดเจน

สไปรท์สายฟ้า

จนถึงตอนนี้ เราเพิ่งพูดถึงสิ่งที่เกิดขึ้นใต้ก้อนเมฆหรือระดับเมฆเท่านั้น แต่ปรากฎว่าฟ้าผ่าบางประเภทนั้นสูงกว่าเมฆ พวกมันเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่กำเนิดเครื่องบินเจ็ต แต่สายฟ้าเหล่านี้ถูกถ่ายภาพและถ่ายทำในปี 1994 เท่านั้น ส่วนใหญ่ดูเหมือนแมงกะพรุนใช่ไหม ความสูงของการก่อตัวของฟ้าผ่านั้นอยู่ที่ประมาณ 100 กิโลเมตร จนถึงตอนนี้ยังไม่ชัดเจนว่ามันคืออะไร

นี่คือภาพถ่ายและแม้แต่วิดีโอของ sprite lightning ที่ไม่เหมือนใคร สวยมากใช่มั้ย?

บอลสายฟ้า

บางคนอ้างว่าบอลสายฟ้าไม่มีอยู่จริง คนอื่นๆ โพสต์วิดีโอเกี่ยวกับลูกไฟบน YouTube และพิสูจน์ว่าทั้งหมดนี้เป็นเรื่องจริง โดยทั่วไปแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังไม่มั่นใจถึงการมีอยู่ของบอลสายฟ้า และหลักฐานที่โด่งดังที่สุดเกี่ยวกับความเป็นจริงของพวกเขาคือภาพถ่ายที่ถ่ายโดยนักเรียนชาวญี่ปุ่น

ไฟของนักบุญเอลโม่

โดยหลักการแล้วสิ่งนี้ไม่ใช่ฟ้าผ่า แต่เป็นเพียงปรากฏการณ์ของการเปล่งแสงที่ปลายของมีคมต่างๆ ไฟของ St. Elmo เป็นที่รู้จักในสมัยโบราณ ตอนนี้มีการอธิบายอย่างละเอียดและบันทึกไว้บนแผ่นฟิล์ม

สายฟ้าภูเขาไฟ

เหล่านี้เป็นสายฟ้าที่สวยงามมากซึ่งปรากฏขึ้นระหว่างการระเบิดของภูเขาไฟ มีแนวโน้มว่าโดมฝุ่นก๊าซที่มีประจุซึ่งทะลุผ่านชั้นบรรยากาศหลายชั้นในคราวเดียว ทำให้เกิดการรบกวน เนื่องจากมีประจุที่ค่อนข้างสำคัญ ทุกอย่างดูดีมาก แต่น่าขนลุก นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าทำไมฟ้าผ่าดังกล่าวจึงเกิดขึ้น และมีหลายทฤษฎีในคราวเดียว ซึ่งหนึ่งในนั้นได้อธิบายไว้ข้างต้น

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจบางประการเกี่ยวกับฟ้าผ่าที่ไม่ค่อยมีการเผยแพร่มีดังนี้

* ฟ้าผ่าทั่วไปใช้เวลาประมาณหนึ่งในสี่ของวินาทีและประกอบด้วยการปลดปล่อย 3-4 ครั้ง

* พายุฝนฟ้าคะนองเฉลี่ยเดินทางด้วยความเร็ว 40 กม. ต่อชั่วโมง

* ขณะนี้มีพายุฝนฟ้าคะนอง 1,800 แห่งทั่วโลก

* ตึกเอ็มไพร์สเตตของสหรัฐอเมริกาถูกฟ้าผ่าโดยเฉลี่ย 23 ครั้งต่อปี

* ฟ้าผ่าโจมตีเครื่องบินโดยเฉลี่ยทุกๆ 5-10 พันชั่วโมงบิน

* ความน่าจะเป็นที่จะถูกฟ้าผ่าฆ่าคือ 1 ใน 2,000,000 เราแต่ละคนมีโอกาสตายจากการตกเตียงเท่ากัน

* ความน่าจะเป็นที่จะเห็นบอลสายฟ้าอย่างน้อยหนึ่งครั้งในชีวิตคือ 1 ใน 10,000

* ผู้ที่ถูกฟ้าผ่าถือว่าพระเจ้าทำเครื่องหมาย และถ้าพวกเขาตาย พวกเขาควรจะไปสวรรค์โดยตรง ในสมัยโบราณ เหยื่อฟ้าผ่าถูกฝังไว้ในสถานที่แห่งความตาย

เมื่อฟ้าแลบเข้าใกล้ควรทำอย่างไร?

ในบ้าน

* ปิดหน้าต่างและประตูทั้งหมด
* ถอดปลั๊กเครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมด ห้ามจับต้องพวกเขา รวมทั้งโทรศัพท์ ในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง
* เก็บให้ห่างจากอ่างอาบน้ำ ก๊อกน้ำ และอ่างล้างหน้า เนื่องจากท่อโลหะสามารถนำไฟฟ้าได้
* ถ้าบอลฟ้าผ่าเข้ามาในห้อง ให้พยายามรีบออกไปแล้วปิดประตูอีกฝั่ง ถ้าไม่อย่างนั้น อย่างน้อยก็หยุดนิ่งอยู่กับที่

บนถนน

* ลองเข้าไปในบ้านหรือรถ ห้ามสัมผัสชิ้นส่วนโลหะในรถ ไม่ควรจอดรถใต้ต้นไม้: จู่ๆ ฟ้าแลบก็พุ่งเข้าใส่และต้นไม้ก็จะตกลงมาใส่คุณ
* หากไม่มีที่กำบัง ให้ออกไปในที่โล่ง โน้มตัวลงไปที่พื้น แต่คุณไม่สามารถนอนราบได้!
* ในป่าควรซ่อนตัวอยู่ใต้พุ่มไม้เตี้ยจะดีกว่า อย่ายืนใต้ต้นไม้ยืนต้น
* หลีกเลี่ยงเสา รั้ว ต้นไม้สูง สายโทรศัพท์ สายไฟ ป้ายรถเมล์
* อยู่ห่างจากจักรยาน เตาบาร์บีคิว วัตถุที่เป็นโลหะอื่นๆ
* เก็บให้ห่างจากทะเลสาบ แม่น้ำ หรือแหล่งน้ำอื่นๆ
* ถอดโลหะทั้งหมดออกจากตัวคุณเอง
* อย่ายืนท่ามกลางฝูงชน
* หากคุณอยู่ในที่โล่งและรู้สึกว่าผมของคุณยืนตรงปลายหรือได้ยินเสียงแปลก ๆ จากวัตถุ (หมายความว่าฟ้าแลบกำลังจะกระทบ!) ให้โน้มตัวไปข้างหน้าด้วยมือของคุณบนหัวเข่าของคุณ (แต่ไม่ใช่บนพื้น ). ขาควรชิดกัน ส้นเท้ากดทับกัน (หากขาไม่สัมผัสกัน สารคัดหลั่งจะไหลผ่านร่างกาย)
* หากพายุฝนฟ้าคะนองจับคุณอยู่ในเรือและคุณไม่มีเวลาว่ายน้ำไปที่ชายฝั่งอีกต่อไป ให้ก้มตัวลงไปที่ก้นเรือ แนบขาและคลุมศีรษะและหูของคุณ