Как возникает молния?

Молния

Мы часто думаем, что электричество — это нечто такое, что вырабатывается только на электростанциях, а уж никак не в волокнистых массах водяных облаков, которые настолько разрежены, что в них спокойно можно просунуть руку. Тем не менее, в облаках есть электричество, как есть  даже в человеческом теле.

Природа электричества

Все тела состоят из атомов — от облаков и деревьев до человеческого организма. У каждого атома есть ядро, несущее положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны. Исключением является простейший атом водорода, в ядре которого нет нейтрона, а есть только один протон.

Вокруг ядра обращаются отрицательно заряженные электроны. Положительные и отрицательные заряды взаимно притягиваются, поэтому электроны вращаются вокруг ядра атома, как пчелы около сладкого пирога. Притяжение между протонами и электронами обусловлено электромагнитными силами. Поэтому электричество присутствует везде, куда бы мы ни посмотрели. Как мы видим, оно содержится и в атомах.

Интересный факт: природа молнии лежит в электричестве, которое содержится в облаках.

В нормальных условиях положительные и отрицательные заряды каждого атома уравновешивают друг друга, поэтому тела, состоящие из атомов, обычно не несут никакого суммарного заряда — ни положительного, ни отрицательного. В результате соприкосновение с другими предметами не вызывает электрического разряда. Но иногда равновесие электрических зарядов в телах может нарушиться. Возможно, вы это испытываете на себе, находясь дома в холодный зимний день. В доме очень сухо и жарко. Вы, шаркая босыми ногами, ходите по паласу. Незаметно для вас часть электронов с ваших подошв перешла к атомам ковра.

Материалы по теме:
Разноцветные дожди

Вот теперь вы несете электрический заряд, так как количество протонов и электронов в ваших атомах уже не сбалансировано. Попробуйте теперь взяться за металлическую ручку двери. Между вами и ею проскочит искра, и вы почувствуете электрический удар. Произошло вот что — ваше тело, которому не хватает электронов для достижения электрического равновесия, стремится за счет сил электромагнитного притяжения восстановить равновесие. И оно восстанавливается. Между рукой и дверной ручкой возникает поток электронов, направленный к руке. Если бы в комнате было темно, то вы увидели бы искры. Свет виден потому, что электроны при перескакивании испускают кванты света. Если в комнате тихо, вы услышите легкое потрескивание.

Материалы по теме:
Почему в странах разные электрические вилки?

Электричество окружает нас повсюду и содержится во всех телах. Облака в этом смысле — не исключение. На фоне голубого неба они выглядят очень безобидными. Но так же, как вы в комнате, они могут нести электрический заряд. Если это так — берегитесь! Когда облако восстанавливает электрическое равновесие внутри себя — вспыхивает целый фейерверк.

Как появляется молния?

Вот что при этом происходит: в темном огромном грозовом облаке постоянно циркулируют мощные воздушные потоки, которые сталкивают между собой разнообразные частицы — крупинки океанической соли, пыль и так далее. Точно так же, как ваши подошвы при трении о ковер освобождаются от электронов, и частицы в облаке при столкновении освобождаются от электронов, которые перескакивают на другие частицы. Так возникает перераспределение зарядов. На одних частицах, которые потеряли свои электроны, имеется положительный заряд, на других, которые приняли на себя лишние электроны, теперь отрицательный заряд.

Материалы по теме:
Почему молнии разного цвета?

По причинам, которые не вполне ясны, более тяжелые частицы заряжаются отрицательно, а более легкие — положительно. Таким образом, более тяжелая нижняя часть облака заряжается отрицательно. Отрицательно заряженная нижняя часть облака отталкивает в сторону земли электроны, так как одноименные заряды отталкиваются. Таким образом, под облаком формируется положительно заряженная часть земной поверхности. Затем точно по такому же принципу, по которому между вами и дверной ручкой проскакивает искра, между облаком и землей проскочит такая же искра, только очень большая и мощная это и есть молния. Электроны гигантским зигзагом летят к земле, находя там свои протоны. Вместо едва слышного потрескивания раздается сильный удар грома.

Материалы по теме:
Почему гремит гром?

Если просмотреть весь процесс в замедленном темпе, то вот что мы увидим. Из основания облака выступает тускло светящаяся полоса, называемая проводником. Проводник, он же «лидер», начинает быстрыми извилистыми движениями приближаться к земле. Сначала он проскакивает на 50 метров вправо, потом на 50 метров влево. Это тот самый зигзаг, который мы видим в небе. Путь лидера к земле продолжается в течение долей секунды, сила тока в молнии достигает 200 ампер. В домашней проводке сила тока не превышает 6 ампер. Когда лидер находится на расстоянии около 20 метров от земли, от нее в направлении к лидеру выскакивает искра и соединяется с ним. Ослепительный зигзаг несется кверху, к облаку, сила тока при этом достигает 10000 ампер.

Интересный факт: удар молнии содержит достаточно электричества, чтобы осветить все дома и предприятия в целом городе, но только на протяжении доли секунды.

По образовавшемуся коридору вниз тихо проскальзывает следующий лидер, навстречу которому вновь летит гигантская искра. Температура при ударе молнии достигает 28000 градусов Цельсия. Потоки электричества много раз пролетают по каналу вверх и вниз: именно этот процесс мы воспринимаем как один удар молнии.

Материалы по теме:
Как образуется град?

Как велика энергия одной молнии?

Примерно 20 тысяч мегаватт, этой энергии достаточно, чтобы осветить все дома и предприятия целой республики, правда только на долю секунды.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Рейтинг: 4.6/5. Из 65 голосов.
Please wait...

10
Оставить комментарий

avatar
10 Цепочка комментария
0 Ответы по цепочке
0 Последователи
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
10 Авторы комментариев
Андр&#ната&#ВикВяче&#Конс&# Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
новее старее большинство голосов
Уведомление о
ната&#
Гость
ната&#

Константин, пишу относительно Вашего высказывания “просто капли, конденсируясь в облаке, забирают собой электроны облака и облако заряжается отрицательно.” Облако – это не какая-то отдельная субстанция, это и есть капли. Пар конденсируется (т.е.формирует капли) и образует облако. Облако всегда слегка заряжено, поэтому капли не могут слиться, чтобы пролиться дождем. И только после разрядки молнией капли сливаются в более крупные и падают под действием силы тяжести. Если похолодало, и в воздухе 100% влажность, то заряд с облаков просто стекает к Земле, и дождь идет без грозы. Занудный такой, мелкий. Просто капли, не имея заряда, падают на Землю, не набрав еще значительной массы.… Подробнее »

Вяче&#
Гость
Вяче&#

Константин ==, частицы никак не трутся между собой.==Согласен не “трутся”. И конденсатор, облако – поверхность земли, представить можно. Только вот помнится еще Максвел утверждал, что способность поверхности накапливать заряд, связано со свойствами Эфира. Молния – видимая часть процесса, а безвидная связана с эл. магнитными потоками, которые и определяют состояние среды. “Пробой” нее наступит раньше, чем произойдет “насыщение” искрового промежутка. Видимый пробой уже в готовом виде, воспринимаем как молния. Даже незначительного разрыва в эл. магнитном потоке, формирующем дугу достаточно для ее распада. (Принцип гашения дуги в вакууме). Да и “шаровая молния”, по какой-то немыслимой причине остается тайной. Все понимают, должно быть… Подробнее »

Вик
Гость
Вик

Все, что здесь написано – заблуждение. На самом деле гроза – это когда святой Илия-пророк в колеснице мчится по небу и гонит бесов. Куда бес спрячется – туда Илья-пророк бьет молнией. В дерево бес спрячется – Илия-пророк бьет в дерево, в стог сена бес заскочит – Илия-пророк бьет молнией в стог сена. Поэтому во время грозы нужно креститься, чтобы бес в тебя не вселился и Илия-пророк не ударил молнией. Будешь креститься – бес в тебя не вселится, и гроза не страшна будет.

Андрей Анатольевич
Гость
Андрей Анатольевич

Вопросы: 1)Чем объясняется наличие “обратных” молний – бьющих из земли в облако (определяется по основанию молнии, направленному в облако) 2)Почему молний короче километра не бывает, ведь должно быть множество маленьких? 3)Почему трение снежинок не приводит к электризации, а капель – да? Кто-то проверил экспериментально? 4)Трением можно объяснить разность потенциалов между облаками, но откуда напряжение между облаком и землёй? 5)Почему молнию сопровождают “спрайты” – восходящие в стратосферу миллисекундные ветвящиеся вспышки? Помнится, в “Химии и жизни” лет 20 назад была описана хорошая гипотеза. При испарении влаги более летучие катионы H+ устремляются вверх, а тяжёлые анионы OH- остаются. Оттого атмосфера заряжается преимущественно положительно,… Подробнее »

Андр&#
Гость
Андр&#

Вопросы: 1)Чем объясняется наличие “обратных” молний – бьющих из земли в облако (определяется по основанию молнии, направленному в облако) 2)Почему молний короче километра не бывает, ведь должно быть множество маленьких? 3)Почему трение снежинок не приводит к электризации, а капель – да? Кто-то проверил экспериментально? 4)Трением можно объяснить разность потенциалов между облаками, но откуда напряжение между облаком и землёй? 5)Почему молнию сопровождают “спрайты” – восходящие в стратосферу миллисекундные ветвящиеся вспышки? Помнится, в “Химии и жизни” лет 20 назад была описана хорошая гипотеза. При испарении влаги более летучие катионы H+ устремляются вверх, а тяжёлые анионы OH- остаются. Оттого атмосфера заряжается преимущественно положительно,… Подробнее »