Блискавка. Блискавковідвід
Блискавка — це гігантська електрична іскра, яка виникає між наелектризованими хмарами чи хмарами і землею. При цьому протікає величезний струм, який розігріває дуже швидко повітря і воно ніби вибухає — ми чуємо грім.
Грозова хмара - це величезна кількість пари, частина якої сконденсувалася у вигляді найдрібніших краплинок або крижинок. Верх грозової хмари може перебувати на висоті 6-7 км, а низ - нависати над землею на висоті 0,5-1 км. Вище 3-4 км хмари складаються з крижинок різних розмірів, оскільки температура там завжди нижче за нуль. Ці крижинки перебувають в постійному русі, викликаному висхідними потоками теплого повітря, що піднімається знизу від нагрітої поверхні землі. Дрібні крижинки легші, ніж більш великі, й вони захоплюються висхідними потоками повітря й по дорозі увесь час стикаються з великими. При кожному такому зіткненні відбувається електризація, при якої великі крижинки заряджаються негативно, а дрібні - позитивно. Згодом позитивно заряджені дрібні крижинки збираються переважно у верхній частині хмари, а від'ємно заряджені великі - внизу
Іншими словами, верхівка хмари заряджається позитивно, а низ - від'ємно. При цьому на землі безпосередньо під грозовою хмарою наводяться позитивні заряди. Тепер все готово для розряду блискавки, при якому відбувається пробій повітря і від'ємний заряд з нижньої частини грозової хмари перетікає на Землю.
Мапа частоти ударів блискавки (на км² за рік). Частіше за все блискавки спалахують у Центральній Африці (Уганда)
Коли ми в темноті проводимо рукою по поліетиленовому пакеті чи знімаємо синтетичний одяг, то бачимо іскри та чуємо тріскіт — це і є мініатюрні іскри-блискавки.
Як електростатика захищає від блискавок
На щастя, більшість розрядів блискавки проходять між хмарами і тому не загрожують здоров'ю людей. Проте вважається, що щороку блискавки вбиває більше тисячі людей по всьому світу. Принаймні, в США, де ведеться така статистика, щорічно від удару блискавки страждає близько тисячі чоловік і більше ста з них гинуть. Учені давно намагалися захистити людей від неї.
У 1750 році Франклін винайшов громовідвід (блискавковідвід). Намагаючись захистити будівлю Капітолія столиці штату Меріленд від удару блискавки, він прикріпив до будівлі товстий залізний стрижень, що височів над куполом на декілька метрів і був з'єднаний із землею. Учений відмовився патентувати свій винахід, бажаючи аби він якнайскоріше розпочинав слугувати людям.
Механізм дії громовідводу легко пояснити, якщо пригадати, що напруженість електричного поля поблизу поверхні зарядженого провідника збільшується із зростанням кривини цієї поверхні. Тому під грозовою хмарою поблизу вістря громовідводу напруженість поля буде така висока, що спричинятиме іонізацію довколишнього повітря і коронний розряд в ньому. В результаті ймовірність попадання блискавки в громовідвід значно зросте. Так розуміння електростатики не лише дозволило пояснити походження блискавок, але і знайти спосіб захиститися від них.
Звістка про громовідвід Франкліна швидко рознеслася Європою, і його вибрали у всі академії, включаючи і Російську.
Як пережити удар блискавки
Віртуальна лабораторія "Блискавковідвід"
Запрошуємо навчатися на фізичному факультеті!
Приєднуйтесь на сервер "Фізичний факультет ХНУ" на Discord:
https://discord.com/invite/ZUxcC22Література: журнал "Квант"
Вікіпедія
