Áttekintés elektromos jelenségek a természetben villám - a bank a kivonatok, esszék, beszámolók, tanfolyam és
Városi oktatási intézmény
Gimnázium "Salakhov Laboratórium"
Kreatív munka a fizikában
a témában: Elektromos jelenségek a természetben: villámlás
A villám fizikai tulajdonságai
A villámlás hossza átlagosan 2,5 km, a légkörben pedig mintegy 20 km-es kisugárzás érhető el.
Leggyakrabban villámlás fordul elő a cumulonimbus felhőkben, akkor zivataroknak nevezik őket; néha villámlik a réteges esőfelhőkben, valamint vulkáni kitörésekben, tornádókban és porviharokban.
lineáris villám általában látható, amelyek úgynevezett elektróda nélküli kisnyomású kisülő, ahogy kezdenek (és a végén) a klaszterek a töltött részecskék. Ez határozza meg azokat a tulajdonságokat, amelyek még nem magyarázhatók, és amelyek megkülönböztetik a villámokat az elektródák közötti kibocsátásoktól. Így a villám nem rövidebb, mint néhány száz méter; azok a villamos mezőkben sokkal gyengébbek, mint az interelektromos kibocsátások mezei; a villámlás által szállított díjak összegyűjtése több ezer másodpercig történik, több kilométernyi térfogatú, jól elkülönített finom apró részecskék milliárdjaitól. A legtöbbet tanulmányozott villám fejlesztés viharfelhők, és a villám kerülhet sor a felhők magukat - intracloud villám, és nyomja meg a föld - föld villám. A előfordulása villám az szükséges, hogy egy viszonylag alacsony (de nem kevesebb, mint egy kritikus érték) térfogata felhő képződik egy elektromos mező olyan intenzitással megindításához elegendő elektromos kisülés (
1 MV / m) és egy nagy része a felhő létezne mezőben olyan intenzitással közegben elegendő ahhoz, hogy a kisülési megkezdődött (
0,1-0,2 MW / m). Villámban a felhő elektromos energiája hővé és fénysé válik.
A földi villámlás fejlesztési folyamata több szakaszból áll. Az első lépésben, a régióban, ahol az elektromos mező elér egy kritikus értéket, ionizációs kezd létre az első szabad elektronok mindig kis mennyiségben vannak jelen a levegőben, amely hatására az elektromos mező szert jelentős sebességgel a föld felé, és összeütközött alkotó molekulák levegőt ionizálni. A korszerűbb elképzelések szerint a kibocsátást nagy energiájú kozmikus sugarak indítják el, amelyek az elszabadult elektronokon fellépő lebomlást idézik elő. Így vannak elektron lavina, az izzószál áthaladó elektromos kisülések - szalagok, amelyek erősen végző csatornákat, hogy egyesíti az ad okot fényes termoionizovannomu csatorna nagy vezetőképességű - lépésenkénti villám vezetője.
A vezető mozgása a Föld felszínén több tíz méteres lépésekben fordul elő sebességgel
Másodpercenként 50 000 kilométer, amely után több tízmásodperces felfüggesztést hajtanak végre, és a lumineszcencia nagymértékben gyengül; Ezután a következő szakaszban a vezető ismét több tíz méterrel halad előre. Ebben az esetben a fényes fény minden lefutott lépést lefedi; majd álljon meg újra és pihentesse a ragyogást. Ezeket a folyamatokat meg kell ismételni, amikor a vezető a Föld felszínére halad, másodpercenként 200 000 méteres sebességgel.
Ahogy a vezető a földre költözik, a mező erőssége fokozódik, és a cselekvés alatt a vezetővel összekapcsolódó válasz szalagot a Föld felszínén kiálló tárgyakból dobják ki. Ez a villámlást a villámhárító létrehozásához használják.
Az utolsó szakaszban az ionizált csatorna vezető kell visszafordítani (bottom-up), vagy a fő villámlás, azzal jellemezve áramok tíz több száz ezer amper, a fényerő jelentősen meghaladó vezető fényerő és a haladási sebessége, az első hajló
100 000 kilométer / másodperc, és végül csökken
10 000 kilométer / másodperc. A csatorna hőmérséklete a fő kisülésnél meghaladhatja a 25 000 ° C-ot. A villámcsatorna hossza 1-től 10 km-ig terjedhet, átmérője - néhány centiméter. Az áramimpulzus áthaladása után a csatorna ionizációja és lumineszcenciája gyengül. A végső szakaszban a villámáram a századokat, sőt akár a tizedet is elérheti, több száz és ezer amperet elérve. Az ilyen cipzárakat hosszan tartónak nevezik, leggyakrabban tüzet okoznak.
A fő kisülések gyakran csak a felhő egy részét töltik ki. A nagy tengerszint feletti töltések új (söpört) vezetőt eredményezhetnek, folyamatosan, több ezer kilométer / másodperc sebességgel mozogva. A fénye fényessége közel áll a lépcsősor világosságához. Amikor a söpört vezető eléri a föld felszínét, a második nagy csapás, mint az első, következik. Általában a villámlás számos ismételt lemerülést tartalmaz, de ezek száma több tízig is elérheti. A többszörös villámlás időtartama meghaladhatja az 1 másodpercet. A többszörös villámcsatorna szél által történő elmozdítása egy úgynevezett szalag-cipzárt hoz létre - egy fénysávot.
Az elhomályosulások általában csak a vezető szakaszokat tartalmazzák; hossza 1 és 150 km között van. A felhalmozódott villámok aránya az egyenlítő felé történő elmozdulással nő, ami a mérsékelt szélességi tartományban 0,5-től 0,9-ig terjed az ekvatoriális sávban. A villámcsapás az elektromágneses és mágneses tér és a rádió-kibocsátások, az ún. A villámcsapással ütköző földi objektum valószínűsége növekszik magasságával és a talaj felszíni vagy bizonyos mélységű elektromos vezetőképességének növelésével (a villámhárító a fenti tényezőkön alapul). Ha van egy felhő elektromos tér elegendő ahhoz, hogy a mentesítés, de nem elegendő annak megjelenése, szerepe a villám kezdeményező végezhet hosszú fém drót vagy repülővel - különösen akkor, ha erősen elektromosan töltött. Így a villámlás néha réteges esőben és erőteljes kumulusz felhőkben provokálódik.
"Minden másodpercenként mintegy 50 villám csapódik a föld felszínére, és átlagosan minden négyzetkilométer villám csapódik évente hatszor" [2].
A legerősebb villám a fulgurithok születését okozza. [2]
A villámlás komoly veszélyt jelent az emberek életére. Egy ember vagy állat gyötrelése villámlással gyakran nyílt térben történik. elektromos áram halad a legrövidebb úton "mennydörgés felhő-föld". Gyakran a villámlás a fákon és a transzformátor telepítéseken megy végbe a vasúton, ami meggyullad. A szokásos lineáris villámcsapás veresége az épületen belül lehetetlen, de van egy véleménye, hogy az úgynevezett golyó villámok behatolhatnak a repedéseken és a nyitott ablakokon. A szokásos villámcsapás veszélyes a magas épületek, valamint a hálózati berendezések tetőin található televíziós és rádiós antennák számára.
Az áldozatok testében ugyanazok a kóros elváltozások figyelhetők meg, mint az áramütés esetén. Az áldozat elveszti az eszméletét, esik, görcsök fordulhatnak elő, a légzés és a palpitáció gyakran megáll. A testen általában megtalálja az "aktuális címkéket", a belépési és kilépési helyeket. Halála esetén az oka a megszüntetése a életfunkciók a hirtelen abbahagyása légzés és a szívverés, a közvetlen hatása villám a légzési és vazomotoros központjából nyúltvelő. A bőrön gyakran a villám, úgynevezett villámok, fa-szerű rózsaszín vagy piros csíkok jelennek meg, és ujjai ujjaival eltűnnek (a halál után 1-2 napig tárolódnak). Ezek a következményei a villámcsapás és a test kapcsolatának zónájában lévő kapillárisok terjeszkedésének eredménye.
Amikor a villám csapódik ki, az első orvosi segítségnek sürgősnek kell lennie. Súlyos esetekben (légzés és szívdobogás megállítása) szükséges az újraélesztés, és a boldogtalanság bármely tanúja meg kell tennie, anélkül, hogy orvosi dolgozókat várna. Az újraélesztés csak a villámcsapás első percében érvényes, 10-15 percen belül elkezdődik, általában nem hatékony. Sürgősségi kórházi kezelésre van szükség minden esetben.
A mitológiában és az irodalomban:
Asclepius, Aesculapius - Apolló fia - az orvosok és az orvosi művészet istene nem csak gyógyult, hanem élettel is éltette a halottakat. A megzavart világrend visszaállításához Zeusz villámlással csapta meg őt [3].
Phaeton - a fia a napisten Helios - egyszer átvette az irányítást a napenergia szekerén az apja, de nem tartja meg tűzokádó lovak és majdnem meghalt egy szörnyű tűz a Földön. Haragudott Zeusz villámmal áttört Phaethont.
Az orosz akadémikus G. V. Rikhman 1753-ban villámcsapásból halt meg.
Roy Sullivan hét villámcsapás után élt.
Az Andok indiánaiban villámcsapás szükséges ahhoz, hogy magasabb szinteket érjen el a sámáni kezdeményezés [4].
Fák és villámok
Egy nyár lövedék villámmal
A magas fák gyakori célpontja a villámcsapásnak. A reliktus fák, a hosszú májban könnyű megtalálni a többszörös hegeket a villámcsapástól. Úgy gondolják, hogy egy állandó fát gyakrabban találnak a villámok, bár egyes erdőterületeken szinte minden fa látható villámcsapásokból. Száraz fák villámcsapásból világítanak fel. Gyakrabban a villámcsapások a tölgyre irányulnak, ritkábban - a bükkre, ami nyilvánvalóan a zsíros olajok különböző mennyiségétől függ, ami nagy villamosenergia-ellenállást jelent [5].
Lightning fatörzs bejut a legkevesebb elektromos ellenállás, felszabadító nagy mennyiségű hőt, amitől a víz gőzzé, amely különválasztja a fatörzs vagy több könnyeit részei az agykéreg, mutatja az utat cipzárral. A következő évszakokban a fák általában javítják a sérült szöveteket, és képesek lesznek fedezni a teljes sebet, így csak egy vertikális heg. Ha a sérülés túlságosan súlyos, a szél és a kártevők végül megölik a fát. A fák természetes villámcsapok, és ismert, hogy védelmet nyújtanak a közeli épületek villámcsapásaival szemben. Az épület közelében ültetik fel a magas fákat, és a gyökérrendszer magas biomassza segít megalázni a villámcsapot.
A villámcsapás által érintett fák közül a hangszerek, amelyek egyedi tulajdonságokat tulajdonítanak nekik. [6]