Презентація "Блискавка: відома і невідома"

Підготував учень 8 ласу Ланько Дмитро

У стародавніх греків гроза і блискавки приписувались верховному богові Олімпу Зевсові. Варто йому було розгніватись, як небеса вкривались пеленою темних хмар, з яких доносився страшний гуркіт і на землю сипались сліпучі стріли-блискавки. Римляни за бога грому і дощу мали Юпітера, у Скандинавії йому відповідав Тор, у індусів – бог Варун, у германців – Тунар ( від нього пішла назва дня тижня – четвер – “день Тунара”). У слов’ян богом грому і блискавок був Перун . Із приходом на наші землі християнства “обов’язки” Перуна перейшли до Іллі-пророка.

Першими, хто вирішив пізнати природу блискавки, були російські вчені Ломоносов і Ріхман. Перші експерименти провели в 1752 році. Досліди були надзвичайно небезпечними. Під час одного з них загинув Ріхман. (Георг Ріхман (1711-1753) - німецький учений, працював в Росії). Американець Бенджамін Франклін увійшов в історію фізики як дослідник електрики. Вивчаючи природу блискавки він винайшов громовідвід. Вперше він використав його для захисту від блискавки капітолій штату Меріленд. 1940 року Я.Френкель опублікував статтю „Про природу кульової блискавки”. Через 15 років академік П.Капиця запропонував свою теорію цього явища. Зараз функціонує Міжнародний Комітет дослідження Кульової Блискавки.

Природа блискавки – електрична. Вперше в XVII ст. дійшов великий російський вчений М. В.Ломоносов. З того часу накопичено велику кількість даних про особливості грозових явищ. Процес виникнення блискавок нині добре відомий. При замерзанні крапель води у хмарі спочатку перетворюється в лід їх поверхня. При цьому вона заряджається позитивно. А в центрі краплі залишається вода, заряджена негативно. Поступово і вона перетворюється в лід, але замерзнувши, крапля часто розривається. Осколки оболонок крапель, які несуть позитивний заряд, переміщуються у верхню частину хмари, а центральне ядро рухається вниз, при цьому передається земній поверхні негативний заряд. У підсумку система – "хмара – земля" перетворюється в гігантський конденсатор, між оболонками якого і проскакує потужна хвиляста іскра – блискавка. При цьому повітря розжарюється до 25000-270000С. Тиск у ньому підвищується до декількох тисяч атмосфер, відбувається мовби гігантський вибух.

Бувають блискавки, які летять із хмари горизонтально. Їх називають блукаючими.

Найпоширеніші – блискавки між хмарами і землею. Вони зигзагоподібно йдуть до землі, мають багато відгалужень, які також направлені донизу, але не всі з них можемо ми бачити.

Кульова блискавка, як правило, виникає у грозову погоду (близько 70 % випадків). Вона з’являється поблизу каналу лінійної блискавки (близько 46 %), або з металевих предметів та різних пристроїв – розетки, радіоприймачі, антени тощо (близько 43 %), або запалюється у повітрі з „нічого” (близько 10 %). Вона є світлим утворенням у повітрі здебільшого сферичної форми діаметром від 1 до 100 см. Час її життя від кількох секунд до хвилини. Кульова блискавка рухається як вертикально, так і горизонтально зі швидкістю від 1 до 10 м/с. Наприкінці свого існування вона може вибухнути, або погаснути.

Вільно плаваюча . Відомо багато випадків, коли вільно плаваюча поблизу людей кульова блискавка була цілком безпечною, вона ніби уникала контакту

Прикріплена блискавка. Вона затримується на провідниках, або котиться вздовж них, нагріває і навіть плавить метал. На людському тілі вона здатна зробити важкі опіки, або страшні рани.

Ще 1940 року Я.Френкель опублікував статтю „Про природу кульової блискавки”. За уявленнями автора, кульова блискавка – це кулеподібний вихор суміші частинок пилу, або диму з хімічно-активними газами, активність яких зумовлена електричним розрядом. Цей вихор у цілому електронейтральний і тому може існувати довго. Здатність вільноплаваючої кульової блискавки обминати перешкоди Я.Френкель пояснював ефектом, що спостерігається при русі вихрових кілець, і який зумовлений законами аерогідромеханіки. Для пояснення вибуху кульової блискавки автор цієї теорії використав поняття ланцюгових хімічних реакцій.

академік П. Капиця вважав, що під час свічення кульової блискавки до неї весь час підводиться енергія. Джерело цієї енергії знаходиться поза самою кульовою блискавкою, а не в ній самій, як вважали раніше учені. Ймовірно, це електромагнітна енергія, що випромінюється в дециметровому діапазоні при атмосферних розрядах. Самі ж радіохвилі інтенсивно поглинаються кульовою блискавкою, яка служить об’ємним резонатором. Кульова блискавка з’являється там, де напруженість поля електромагнітної хвилі здійснює електричний пробій та іонізацію повітря. Те, що кульова блискавка рухається, у цій теорії пояснюється переміщенням пучності стоячих радіохвиль певної довжини. Вибух кульової блискавки П.Капиця пояснює припиненням підводу енергії, якщо, наприклад, різко змінюється довжина радіохвиль, і це призводить до вибухоподібного зменшення сфери розрідженого повітря.

Поява. Особливості поведінки Зникнення Розмір і форма Сяйво і колір

Практично завжди кульова блискавка з'являється в грозову, штормову погоду; часто, але не обов'язково, в супроводі з звичайними блискавками. Частіше за все вона немов би «виходить» з провідників або породжується звичайними блискавками, інколи спускається з хмар, в рідких випадках - несподівано з'являється в повітрі.

Частіше за все вона рухається горизонтально, приблизно в 1 м над землею, досить хаотично. Має тенденцію «заходити» у приміщення, протискаючись при цьому через маленькі отвори. Часто кульова блискавка супроводжується звуковими ефектами - тріском, писком, шумом. Наводить радіошуми.

Кульова блискавка існує 10 -100 секунд, після чого, як правило, вибухає. Зрідка вона поволі гасне або розпадається на окремі фрагменти. Якщо в спокійному стані від кульової блискавки виходить надзвичайно мало тепла, то під час вибуху вивільнена енергія інколи руйнує або оплавляє предмети, випаровує воду.

Розмір кульових блискавок варіюється від сантиметрів до метру. Форма в більшості випадків сферична, однак, є повідомлення про спостереження і витягнених, дископодібних, грушоподібних кульових блискавок

Типова сумарна потужність випромінювання - порядку 100 Вт, інколи тьмяніше, інколи яскравіше. Колір - дуже різний, починаючи від білого і жовтого, закінчуючи зеленим. Часто відзначалася строкатість випромінювання

Щороку на Землі буває 15000000 гроз, тобто біля 2000 за годину, а кожну секунду в небі спалахує до 100 блискавок. Кількість гроз у різних місцях планети неоднакова. В Україні найбільше гроз припадає на маківку літа – липень місяць. Найсприятливішими для виникнення гроз є атмосферні умови нижніх широт – тропіків і субтропіків. Найбільш грозовим місцем на Землі вважається острів Ява в Малайському архіпелазі, де поблизу міста Богора буває до 220 грозових днів на рік, під час яких відбувається близько 320 гроз. 210 днів на рік проносяться бурі, зливи і громовиці над озером Вікторія в Африці. В той же час є цілий континент, де практично не буває гроз, це – Антарктида. В Україні найбільш грозовим місцем є Карпати. На Буковині в селі Селятин в середньому спостерігається до 45 грозових днів на рік. В 1948 році тут було відмічено найтривалішу грозу на Україні. Вона почалась 10 червня о 15 годині 30 хвилин і закінчилась через 37 годин о половині п’ятої години ранку 12 червнЗдебільшого грози відбуваються після полудня, між 12 і 21 годинами, а найменше їх вночі і вранці.

“Книга рекордів Гіннеса” приводить неймовірний факт про єгеря національного парку Шенандоа, що в штаті Вірджінія, Роя С.Саллівана.Він один у світі пережив чотири удари блискавки: в 1924, 1969, 1970 і 1972 роках. А 2 серпня 1973 року газета “Вашингтон стар ньюс” сповістила, що пан Р. Салліван щасливо витримав і п’ятий удар блискавки. Правда, цього разу у нього загорілося волосся на голові, після чого він став возити в машині каністру з водою. У березні 1950 року журнал “Фейш” повідомив, що у 1899 році блискавка вбила чоловіка у дворі його власного будинку. Через тридцять років таким же чином загинув й його син. Ще через двадцять років, а саме 8 жовтня 1949 року, внук першого і син другого загинув від блискавки на тому ж місці. В 1952 році цей же журнал ошелешив своїх читачів таким фактом. У 1918 році майора Саммерфорда у Фландрії збила з коня блискавка і надовго паралізувала нижню частину його тіла. Одужавши, він поїхав у Ванкувер. У 1924 році майора і трьох його приятелів гроза застала під час рибалки біля річки. Блискавка вдарила саме в те дерево, де ховався пан Саммерфорд. Цього разу паралізувало правий бік тіла. Майор знову вилікувався. Через кілька років, коли він прогулювався в одному з парків Ванкувера, блискавка влучила в нього втретє і паралізувала його повністю. Через два роки бідолаха помер. У червні 1934 року під час грози блискавка влучила у могилу, в якій було поховано нещасного майора.

Відмічено удар блискавки у могилу і на Україні. Це сталося на Хмельниччині в селі Кунча Теофіпольського району. В могилу воїна “афганця” блискавка влучала двічі. Першого разу вдарила в надмогильний пам’ятник, вдруге - в сосну над могилою, розщепивши її навпіл. Можливо, однією з причин цього стала цинкова труна, в якій поховано покійного. У місті Відні блискавка одного разу вдарила в антену припаркованого біля тротуару автомобіля. І сталося диво: сильний розряд струму включив стартер, автомобіль поїхав по вулиці, наштовхнувся на стіну будинку і розбився. Ще один дивовижний випадок стався в штаті Іллінойс (США): жінка, яку під час сну вдарила блискавка, стала ясновидицею. Це ж сталося зі знаменитою болгарською провісницею Вангою. Декілька років тому блискавка уразила літнього американця неподалік від його будинку. Здивуванню лікарів не було меж, коли вони побачили, що блискавка миттєво зцілила цю людину, яка багато років тому осліпла й оглухла

А чи не можна блискавки ловити й переправляти в енергетичні мережі? Щоб харчувати холодильники, лампочки, тостери та пральні машини. Розмови про такі станції ведуться вже багато років, але не виключено, що незабаром ми нарешті побачимо діючий зразок "збирача блискавок". Проблем тут маса. Блискавки, на жаль, занадто ненадійний постачальник електрики. Щоб "харчуватися" блискавками, їхню енергію явно потрібно десь накопичувати за ті тисячні частки секунди, що триває головна фаза розряду (удар блискавки, що здається миттєвим, насправді складається з декількох фаз), а потім повільно віддавати в мережу, попутно перетворюючи в стандартні 220 вольт й 50 або 60 Герц змінного струму. А чи варто тоді взагалі зв'язуватися із блискавками? Якщо поставити таку станцію в місцевості, де блискавки б'ють набагато частіше звичайного, користь, напевно, буде. За деякими даними при одному сильному грозовому штормі, коли блискавки б'ють безупинно одна за одною, може виділитися така кількість енергії, що вистачить на забезпечення електрикою всіх США протягом 20 хвилин. З іншого боку, грози трапляються на Землі дуже нерівномірно. Приміром, американські новатори, давно поглядають убік Флориди: там є район, що славиться як місце, прямо-таки вподобане небесними стрілами.

Ще більше повезло Африці. Фахівці, що працюють із американським супутником "Місія виміру тропічних штормів" оприлюднили звіт про одному з досягнень цього супутника. По проведенню багаторічних спостережень, склали світову карту частоти блискавок, зафарбувавши ту або іншу частину Землі відповідно до числа сліпучих розрядів, що виникають над кожним квадратним кілометром даної місцевості за рік. У центральній частині африканського континенту є немаленька зона, де на квадратний кілометр доводиться більше 70 блискавок у рік! До речі, у різний час різні винахідники пропонували самі незвичайні накопичувачі - від підземних резервуарів з металом, що плавився б від блискавок, що попадають у блискавковідвід, і нагрівав би воду, чия пара обертала б турбіну, до електролазерів, що розкладають розрядами блискавок воду на кисень і водень Китайські вчені розробили технологію використання енергії блискавки в наукових і промислових цілях. Енергія блискавки, а також вироблене нею електромагнітне випромінювання будуть використовуватися для генної модифікації сільськогосподарських порід і виробництва напівпровідників.

Блискавки також удобрюють грунт. Коли блискавка вдаряє, повітря розігрівається і кисень та азот, що містяться в повітрі, з’єднуються, утворюючи оксиди азоту, котрі, потрапляючи в землю разом з дощовою водою, підгодовують рослини. Щорічно блискавки створюють до 15 млн. т. азотистих добрив – це четверта частина усього азоту, що утворюється в природі.

Кульова блискавка і сьогодні є чи не єдиним явищем природи, яке не має вичерпного наукового пояснення. Це завдання для науки майбутнього. Тільки невідомо для якої? Фізики чи хімії? А може для психології чи психіатрії? Оскільки багато людей не вірить в її реальне існування і вважає кульову блискавку оптичним обманом. Свідчення очевидців кульової блискавки є подібними до свідчень спостерігачів НЛО. Однак більшість учених вважає це явище реальним.

Розглянемо конструктивні особливості механізму: Безпосередньо молниеприемный стрижень, він являє собою металевий прут розміром не менше 5 мм, довжиною від 2-х — 3-х метрів і має гострий наконечник. Розміщується такий пристрій, як правило на високій точці покрівлі, іноді практикується установка поруч з будівлею, тільки в цьому випадку його довжина буде досягати 10-ти метрів; Струмовідвід — це не менш важливий елемент конструкції. Складається він з товстого металевого провідника або мідної жили великого діаметру. Ця деталь проводить струм, отриманий від статистичної електрики у заземлюючий контур; Контур заземлення. Має просту функцію, виводить високовольтна напруга, отримане від природного електрики в землю, де воно втрачає свою силу. Пам’ятаєте! Правильно встановлений контур заземлення блискавковідводу — це шанс вберегти цілісність споруди і зберегти собі життя.