Как уже было сказано, гроза всегда сопровождается вспышками молний. Молния — это одновременно и опасное, и загадочное, и красивое явление (рис. 1).
Рис.1
Молния - это мощный электрический разряд. Он возникает при сильной электризации туч или земли. Поэтому разряды молнии могут происходить или внутри облака, или между соседними наэлектризованными облаками, или между наэлектризованным облаком и землей. Молнии также были зафиксированы на Венере, Юпитере, Сатурне и Уране. Ток в разряде молнии достигает 10-20 тысяч ампер, поэтому мало кому из людей удается выжить после поражения их молнией (рис. 2).
Рис.2
Электризация, всем хорошо знакомое явление из повседневного опыта.
Если расчесать чистые сухие волосы пластмассовой расческой, они начинают притягиваться к ней, или даже искрят. После этого расческа может притягивать и другие мелкие предметы, например, мелкие бумажки. Это явление называется электризация трением.
Виды молний
В ходе изучения данной темы, я также выяснил, что молнии бывают разные. Существует огромное множество видов молний. О некоторых из них хочется рассказать.
Спрайты - характеризуется краткостью разряда — доли миллисекунд. Выглядит спрайтовый разряд в виде вспышек, начинающихся над грозовым фронтом на высоте 25–30 километров и уходящих на высоту до 140 км. (рис.3).
Рис.3
Джеты – один из самых загадочных видов высотных разрядов. Они срываются с верхней кромки грозовых облаков и поднимаются вверх на 10, 20, а то и 30 километров (рис.4).
Рис.4
Эльфы — самые эфемерные и короткоживущие в семействе высотных разрядов. Эти светящиеся красно-фиолетовые кольца возникают в нижней ионосфере на высотах 80—100 километров. Меньше чем за миллисекунду свечение, возникнув в центре, расширяется до 300—400 километров и угасает (рис.5).
Рис.5
Линейная молния туча-земля - Ученые считают, что молнии образуются в результате распределения электронов в облаке, обычно позитивно заряжен верх облака, а негативно — низ. В результате получаем очень мощный конденсатор, который может время от времени разряжаться в результате скачкообразного преобразования обычного воздуха в плазму (это происходит из-за все более сильной ионизации атмосферных слоев, близких к грозовым тучам). Кстати, температура воздуха в месте прохождения заряда (молнии) достигает 30 тысяч градусов, а скорость распространения молнии — 200 тысяч километров в час (рис.6).
Рис.6
Молния земля-облако – они образуются в результате накапливающегося электростатического заряда на вершине самого высокого объекта на земле, что делает его весьма «привлекательным» для молнии. Такие молнии образуются в результате «пробивания» воздушной прослойки между вершиной заряженного объекта и нижней частью грозовой тучи (рис.7).
Рис.7
Молния облако-облако - Поскольку верхняя часть облака заряжена позитивно, а нижняя — негативно, рядом стоящие грозовые облака могут простреливать электрическими зарядами друг друга (рис.8).
Рис.8
Горизонтальная молния – эта молния не бьет в землю, она распространяется в горизонтальной плоскости по небу. Иногда такая молния может распространяться по чистому небу, исходя от одной грозовой тучи. Такие молнии очень мощные и очень опасные (рис.9).
Рис.9
Шторовая молния - шторовая молния выглядит как широкая вертикальная полоса света, сопровождающаяся низким негромким гулом (рис.10).
Рис.10
Ленточная молния - несколько одинаковых зигзагообразных разрядов от облаков к земле, параллельно смещённых относительно друг друга с небольшими промежутками или без них (рис.11).
Рис.11
Чёточная (пунктирная молния) - Редкая форма электрического разряда при грозе, в виде цепочки из светящихся точек. Время существования чёточной молнии 1–2 секунды. Примечательно, что траектория точечной молнии нередко имеет волнообразный характер. В отличие от линейной молнии след чёточной молнии не ветвится — это является отличительной особенностью этого вида (рис.12).
Рис.12
Объёмная молния – белая или красноватая вспышка при низкой полупрозрачной облачности, с сильным звуком треска “отовсюду”. Чаще наблюдается перед основной фазой грозы (рис.13).
Рис.13
Огни Святого Эльма — разряд в форме светящихся пучков или кисточек (или коронный разряд), возникающий на острых концах высоких предметов (башни, мачты, одиноко стоящие деревья, острые вершины скал и т. п.) при большой напряжённости электрического поля в атмосфере. Они образуются в моменты, когда напряжённость электрического поля в атмосфере у острия достигает величины порядка 500 В/м и выше, что чаще всего бывает во время грозы или при её приближении, и зимой во время метелей (рис.14).
Рис.14
Шаровая молния — светящийся плавающий в воздухе плазменный шар, уникально редкое природное явление. Единой физической теории возникновения и протекания этого явления к настоящему времени не представлено. Некоторые люди утверждают, что шаровых молний не бывает. В общем, ученые пока твердо не уверены в существовании шаровых молний (рис.15).
Рис.15
Эксперимент
Оказывается, можно в домашних условиях, из простых подручных материалов сделать «домашнюю» молнию. Два продолговатых воздушных шарика нужно потереть шерстяной тряпочкой в очень темной комнате (они ни в коем случае не должны соприкоснуться). Воздух, наполняющий их, электризуется. Если сделать все правильно, то от одного до другого шарика начнут проскакивать искры. И можно услышать треск - это миниатюрная копия грома (рис.16).
Рис.16
Безопасную грозу можно устроить и в своих волосах. Если расчесать их пластмассовой расческой, можно услышать легкий треск. Это – днем. А в темноте можно увидеть и искорки.