Муніципальне загальноосвітній заклад
Гімназія «Лабораторія Салахова»
Творча робота з фізики
на тему: Електричні явища в природі: блискавка
Фізичні властивості блискавки
Середня довжина блискавки 2,5 км, деякі розряди тягнуться в атмосфері на відстань до 20 км.
Найбільш часто блискавка виникає в купчасто-дощових хмарах, тоді вони називаються грозовими; іноді блискавка утворюється в шарувато-дощових хмарах, а також при вулканічних виверженнях, торнадо і пилових бурях.
Зазвичай спостерігаються лінійні блискавки, які відносяться до так званим безелектродним розрядами, так як вони починаються (і закінчуються) в скупченнях заряджених частинок. Це визначає їх деякі до цих пір не пояснені властивості, що відрізняють блискавки від розрядів між електродами. Так, блискавки не бувають коротше декількох сотень метрів; вони виникають в електричних полях значно слабкіших, ніж поля при міжелектродних розрядах; збір зарядів, які переносяться блискавкою, відбувається за тисячні частки секунди з мільярдів дрібних, добре ізольованих один від одного частинок, розташованих в об'ємі декілька км ³. Найбільш вивчений процес розвитку блискавки в грозових хмарах, при цьому блискавки можуть проходити в самих хмарах - внутріоблачние блискавки, а можуть ударяти в землю - наземні блискавки. Для виникнення блискавки необхідно, щоб у відносно малому (але не менше деякого критичного) об'ємі хмари утворилося електричне поле з напруженістю, достатньою для початку електричного розряду (
1 МВ / м), а в значній частині хмари існувало б поле з середньою напруженістю, достатньою для підтримки розпочатого розряду (
0,1-0,2 МВ / м). В блискавки електрична енергія хмари перетворюється в теплову і світлову.
Процес розвитку наземної блискавки складається з декількох стадій. На першій стадії, в зоні, де електричне поле досягає критичного значення, починається ударна іонізація, що створюється спочатку вільними електронами, завжди наявними в невеликій кількості в повітрі, які під дією електричного поля набувають значні швидкості у напрямку до землі і, стикаючись з молекулами, складовими повітря, іонізують їх. За більш сучасними уявленнями, розряд ініціюють високоенергетичні космічні промені, які запускають процес, який отримав назву пробою на тікають електронах. Таким чином, виникає електронна лавина, що переходять в нитки електричних розрядів - стримери, що представляють собою добре провідні канали, які, зливаючись, дають початок яскравому термоіонізованному каналу з високою провідністю - ступінчастому лідерові блискавки.
Рух лідера до земної поверхні відбувається ступенями в кілька десятків метрів зі швидкістю
50 000 кілометрів на секунду, після чого його рух припиняється на кілька десятків мікросекунд, а світіння сильно слабшає; потім в наступній стадії лідер знову просувається на кілька десятків метрів. Яскраве свічення охоплює при цьому всі пройдені ступені; потім слідують знову зупинка і ослаблення світіння. Ці процеси повторюються під час руху лідера до поверхні землі з середньою швидкістю 200 000 метрів в секунду.
У міру просування лідера до землі напруженість поля на його кінці у.