Вибір теми мого реферату обумовлений не тільки особистим інтересом, але і
актуальністю. Природа блискавки таїть чимало загадок. При описі цього рідкісного феномена вчені змушені покладатися лише на розрізнені свідчення очевидців. Ці скупі розповіді,
да жменька фотографій - ось все, чим володіє наука. Як заявив один з учених, ми знаємо про блискавки не більше, ніж древні єгиптяни знали про природу зірок.
Блискавка представляє великий інтерес не тільки як своєрідне явище
природи. Вона дає можливість спостерігати електричний розряд в газовому середовищі при напрузі в декілька сотень мільйонів вольт і відстані між електродами в кілька кілометрів. метою
даного реферату є розгляд причин виникнення блискавки, вивчення різних видів електричних зарядів. Також в рефераті розглянуто питання блискавкозахисту. Люди давним-давно
зрозуміли, якої шкоди може принести удар блискавки, і придумали від неї захист.
Блискавки здавна цікавлять вчених, але і в наш час про їхню природу ми
знаємо лише трохи більше, ніж 250 років тому, хоча змогли їх знайти навіть на інших планетах.
2. Історичні погляди на блискавки
Блискавка і грім спочатку сприймалися людьми як вираження волі
богів і, зокрема, як прояв божого гніву. Разом з тим допитливий людський розум з давніх часів намагався збагнути природу блискавок і грому, зрозуміти їх природні причини. У стародавні
століття над цим розмірковував Аристотель. Над природою блискавок замислювався Лукрецій. Вельми наївно представляються його спроби пояснити грім як наслідок того, що "хмари збивають там під
Багато століть, включаючи і середні століття, вважалося, що блискавка - це
вогненний пар, затиснутий в водяних парах хмар. Зростаючи, він прориває їх в найбільш слабкому місці і швидко спрямовується в низ, до поверхні землі.
У 1752 р Бенджамін Франклін (рис. 1) експериментально довів, що
блискавка - це сильний електричний розряд. Вчений виконав знаменитий досвід з повітряним змієм, який був запущений в повітря при наближенні грози.
Досвід: На хрестовині змія була укріплена загострена зволікання, до кінця
мотузки прив'язані ключ і шовкова стрічка, яку він утримував рукою. Як тільки грозова хмара виявилася над змієм, загострена дріт стала витягувати з неї електричний заряд, і змій
разом з линвою наелектризується. Після того, як дощ змочить змія разом з мотузкою, зробивши їх тим самим вільними проводити електричний заряд, можна спостерігати як електричний
заряд буде "стікати" при наближенні пальця.
Одночасно з Франкліном дослідженням електричної природи блискавки
займалися М.В. Ломоносов і Г.В. Рихман.
Завдяки їхнім дослідженням в середині 18 століття була доведена
електрична природа блискавки. З цього часу стало ясно, що блискавка являє собою потужний електричний розряд, що виникає при досить сильною електризації хмар.
Блискавка - вічне джерело підзарядки електричного поля Землі. На початку
XX століття за допомогою атмосферних зондів виміряли електричне поле Землі. Його напруженість біля поверхні виявилася рівною приблизно 100 В / м, що відповідає сумарному заряду планети
близько 400 000 Кл. Переносником зарядів в атмосфері Землі служать іони, концентрація яких збільшується з висотою і досягає максимуму на висоті 50 км, де під дією космічного
випромінювання утворився електропровідний шар - іоносфера. Тому електричне поле Землі - це поле сферичного конденсатора з прикладеною напругою близько 400 кВ. Під дією цього
напруги з верхніх шарів у нижні весь час тече струм силою 2-4 кА, щільність якого становить 1-12 А / м2, і виділяється енергія до 1,5 ГВт. І це електричне поле зникло б, якщо
б не було блискавок! Тому в гарну погоду електричний конденсатор - Земля - розряджається, а при грозі заряджається.
Блискавка - природний розряд великих скупчень електричного заряду в
нижніх шарах атмосфери. Одним з перших це встановив американський державний діяч і вчений Б. Франклін. У 1752 році він провів досвід з паперовим змієм, до шнуру якого був
прикріплений металевий ключ, і отримав від ключа іскри під час грози. З тих пір блискавка інтенсивно вивчалася як цікаве явище природи, а також з-за серйозних пошкоджень ліній
електропередачі, будинків та інших будівель, що викликаються прямим ударом блискавки або наведеним нею напругою.
Як викликати розряд блискавки? Вивчати те, що станеться незрозуміло де і
коли, дуже складно. А саме так протягом довгих років працювали вчені, які досліджують природу блискавок. Вважається, що грозою на небі керує Ілля-пророк і нам не дано знати його плани.
Однак вчені давно намагалися замінити Іллю-пророка, створюючи провідний канал між грозовою хмарою і землею. Б. Франклін для цього під час грози запускав повітряний змій, що закінчується
дротом і зв'язкою металевих ключів. Цим він викликав слабкі розряди, що стікають вниз по дроті, і першим довів, що блискавка - це негативний електричний розряд, що стікає з
хмар на землю. Досліди Франкліна були надзвичайно небезпечними, і один з тих, хто їх намагався повторити, - російський академік Г. В. Ріхман - в 1753 році загинув від удару блискавки.
на небезпеку своє життя. Один із способів викликати блискавку - запустити з землі невелику ракету прямо в грозову хмару. Уздовж всієї траєкторії ракета іонізує повітря і створює таким чином
провідний канал між хмарою і землею. І якщо негативний заряд низу хмари досить великий, то вздовж створеного каналу відбувається розряд блискавки, всі параметри якого реєструють
прилади, розташовані поруч зі стартовим майданчиком ракети. Щоб створити ще кращі умови для розряду блискавки, до ракети приєднують металевий дріт, що з'єднує її з землею.
Хмара - фабрика з виробництва електричних зарядів. Однак на тілах
може виявитися різна "заряджена" пил, навіть якщо вони зроблені з одного того ж матеріалу, - досить, щоб мікроструктура поверхні відрізнялася. Наприклад, при терті гладкого
тіла про шорсткувате обидва будуть електрізовиваться.
Грозову хмару - це величезна кількість пара, частина якого
конденсувалося у вигляді дрібних крапельок 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 різного розміру, так як температура там завжди нижче нуля. Ці крижинки знаходяться в постійному русі, викликаному висхідними потоками теплого повітря від нагрітої поверхні
землі. Дрібні крижинки легше, ніж великі, захоплюються висхідними потоками повітря. Тому "спритні" дрібні крижинки, рухаючись в верхню частину хмари, все.