Молния - это, пожалуй, самый феноменальный элемент грозы, по форме напоминающий ветви деревьев и способный на долю секунды осветить все ночное небо. Итак, мы рассмотрим, как образуются молния и сопровождающий ее гром.
Что такое молния?
Молния - это очень сильный электростатический разряд между двумя объектами, содержащими противоположные электрические заряды. Он часто возникает во время грозы и сопровождается громким звуковым ударом (громом) и кратковременной вспышкой.
В электризации одежды нет ничего приятного, но молния работает по схожему принципу. Снятие джемпера не сопровождается громким взрывом и вспышкой (максимум маленькая искра), но электростатические заряды, которые прикрепляются к вам, - это те же заряды, которые создают молнию, только масштаб явления другой.
Как образуется молния?
Для образования молнии необходимо соблюдение двух условий.
- Во-первых, противоположные электрические заряды между двумя местами должны сойтись, а поскольку противоположности притягиваются, это и происходит. Отрицательный электрический заряд в облаке стремится объединиться с положительным зарядом на земле.
- Во-вторых, между электрическими зарядами должно быть сильное сопротивление, то есть что-то, что не позволит противоположным электрическим зарядам вступить в свободный контакт. Такую роль в природе играет атмосфера, или воздух, который является слабым проводником электричества.
Когда отрицательный заряд в облаке станет достаточно сильным, он начнет двигаться к земле, и, поскольку противоположные заряды притягиваются, положительный заряд с земли отправится навстречу отрицательному заряду, идущему от облака. Кроме того, в процессе происходит ионизация воздуха, что снижает изоляционные свойства атмосферы. Весь этот процесс поиска связи между зарядами называется пробным разрядом и происходит мгновенно - от примерно 10 до примерно 100 миллисекунд. Для сравнения, моргание век занимает 300-400 миллисекунд.
Второй "этап" - это основная разгрузка. При встрече зарядов высвобождается очень высокая энергия - эквивалентная взрыву 122 кг тротила - через канал ионизированного воздуха, который пропускает электрический заряд, что приводит к разряду молнии.
Интересный факт:
Температура молнии достигает 30 000°C, что в 5 раз превышает температуру на поверхности Солнца.
Приведенное выше описание относится в основном к молниям "облако - земля". Хотя молнии, проскакивающие между облаками, встречаются чаще, они не до конца изучены, и мы знаем о них не так много, как о молниях, летящих в землю.
Молния без грозы
Молния возникает во время грозы, но может возникать и во время других явлений. Их можно встретить во время извержений вулканов или снежных бурь, когда молнии образуются в результате трения между частицами пыли или снега.
Что притягивает молнию?
Каждая молния, а точнее электростатические заряды, ищут кратчайший путь к земле. Это означает, что вероятность поражения молнией высоких объектов гораздо выше, поэтому людям советуют не стоять под деревом во время грозы, так как это может быть очень опасно.
Когда молния ударяет в дерево, вода, содержащаяся в растении, в этот момент начинает кипеть, расширяющийся в результате пар может привести к тому, что дерево взорвется, а его обломки нанесут нам вред.
Помимо деревьев, уязвимыми являются любые высокие конструкции, такие как мачты, столбы, радиовещательные антенны или высокие здания.
Как создается гром?
Гром - это звук, сопровождающий атмосферные разряды и возникающий при внезапном повышении давления и температуры молекул воздуха до более чем 20 000 градусов Цельсия. В результате воздух очень быстро расширяется и создает ударную волну, распространяющуюся во всех направлениях. Это не обязательно должен быть внезапный громкий треск, это может быть и продолжительный, низкий рокот.