Hvordan torden og lyn vises hos barn. Hva er lyn og hvorfor oppstår det? Fantastisk ildkule

Hvert sekund, ca 700 lyn, og hvert år ca 3000 mennesker dør på grunn av lynnedslag. Lynets fysiske natur er ikke fullstendig forklart, og de fleste har bare en grov ide om hva det er. Noen utslipp kolliderer i skyene, eller noe sånt. I dag henvendte vi oss til fysikkforfatterne våre for å lære mer om lynets natur. Hvordan lynet dukker opp, hvor lynet slår ned, og hvorfor torden tordner. Etter å ha lest artikkelen, vil du vite svaret på disse og mange andre spørsmål.

Hva er lyn

Lyn– gnister elektrisk utladning i atmosfæren.

Elektrisk utladning er prosessen med strømflyt i et medium assosiert med en betydelig økning i dets elektriske ledningsevne i forhold til normaltilstanden. Det finnes forskjellige typer elektriske utladninger i gass: gnist, bue, ulmende.

En gnistutladning oppstår ved atmosfærisk trykk og er ledsaget av en karakteristisk gnistsprekke. En gnistutladning er et sett med filamentære gnistkanaler som forsvinner og erstatter hverandre. Spark-kanaler kalles også streamere. Gnistkanalene er fylt med ionisert gass, det vil si plasma. Lyn er en gigantisk gnist, og torden er en veldig høy sprekk. Men det er ikke så enkelt.

Fysisk natur av lyn

Hvordan forklares opprinnelsen til lynet? System sky-grunn eller sky-sky Det er en slags kondensator. Luften spiller rollen som et dielektrikum mellom skyene. Bunnen av skyen har en negativ ladning. Når det er tilstrekkelig potensialforskjell mellom skyen og bakken, oppstår det forhold der lynet oppstår i naturen.

Trinnleder

Før hovedlynet kan en liten flekk observeres som beveger seg fra skyen til bakken. Dette er den såkalte trappede lederen. Elektroner, under påvirkning av en potensiell forskjell, begynner å bevege seg mot bakken. Når de beveger seg, kolliderer de med luftmolekyler og ioniserer dem. En slags ionisert kanal legges fra skyen til bakken. På grunn av ionisering av luft av frie elektroner, øker den elektriske ledningsevnen i lederens banesone betydelig. Lederen baner så å si vei for hovedutladningen, og beveger seg fra en elektrode (sky) til en annen (jord). Ionisering skjer ujevnt, slik at lederen kan forgrene seg.

Tilbakeild

I det øyeblikket lederen nærmer seg bakken, øker spenningen i enden hans. En responsstreamer (kanal) kastes ut fra bakken eller fra gjenstander som stikker ut over overflaten (trær, tak på bygninger) mot lederen. Denne egenskapen til lyn brukes til å beskytte mot det ved å installere en lynavleder. Hvorfor slår lynet ned i en person eller et tre? Faktisk bryr hun seg ikke om hvor hun skal slå. Lynet søker tross alt den korteste veien mellom jord og himmel. Det er derfor det er farlig å være på sletten eller på vannoverflaten under tordenvær.

Når lederen når bakken, begynner strømmen å flyte gjennom den lagte kanalen. Det er i dette øyeblikket at hovedlynet blir observert, ledsaget av en kraftig økning i strømstyrke og energifrigjøring. Det relevante spørsmålet her er, hvor kommer lynet fra? Det er interessant at lederen sprer seg fra skyen til bakken, men det motsatte lyse blinket, som vi er vant til å se, sprer seg fra bakken til skyen. Det er mer riktig å si at lynet ikke kommer fra himmelen til jorden, men oppstår mellom dem.

Hvorfor tordner lynet?

Torden er et resultat av en sjokkbølge generert av den raske ekspansjonen av ioniserte kanaler. Hvorfor ser vi først lyn og så hører vi torden? Alt handler om forskjellen mellom lydhastighetene (340,29 m/s) og lyset (299 792 458 m/s). Ved å telle sekundene mellom torden og lyn og multiplisere dem med lydhastigheten, kan du finne ut i hvilken avstand fra deg lynet slo ned.

Trenger du et papir om atmosfærisk fysikk? For våre lesere er det nå 10% rabatt på alle typer arbeid

Typer lyn og fakta om lyn

Lyn mellom himmel og jord er ikke det vanligste lynet. Oftest oppstår lyn mellom skyer og utgjør ikke en trussel. I tillegg til bakkebasert og intraskylyn er det lyn som dannes i de øvre lagene av atmosfæren. Hvilke typer lyn finnes i naturen?

• Intrasky lyn;
• Ball lyn;
• "Alver";
• Jets;
• Sprites.

De tre siste typene lyn kan ikke observeres uten spesielle instrumenter, siden de er dannet i en høyde på 40 kilometer og over.

Her er noen fakta om lyn:

• Lengden på det lengste registrerte lynet på jorden var 321 km. Dette lynet ble oppdaget i Oklahoma 2007.
• Det lengste lynet varte 7,74 sekunder og ble registrert i Alpene.
• Lyn dannes ikke bare på Jord. Vi vet sikkert om lyn på Venus, Jupiter, Saturn Og Uranus. Saturns lyn er millioner av ganger kraftigere enn jordens.
• Strømstyrken i lyn kan nå hundretusenvis av ampere, og spenningen kan nå milliarder av volt.
• Temperaturen på lynkanalen kan nå 30000 grader Celsius er inne 6 ganger overflatetemperaturen til solen.

Ball lyn

Ball lyn – separate arter lyn, hvis natur forblir et mysterium. Slikt lyn er et lysende objekt i form av en ball som beveger seg i luften. I følge begrenset bevis kan kulelyn bevege seg langs en uforutsigbar bane, deles opp i mindre bolter, eksplodere eller rett og slett forsvinne uventet. Det er mange hypoteser om opprinnelsen til kulelyn, men ingen kan anses som pålitelige. Faktum - ingen vet hvordan kulelyn fremstår. Noen hypoteser reduserer observasjonen av dette fenomenet til hallusinasjoner. Kulelyn har aldri blitt observert under laboratorieforhold. Alt forskerne kan være fornøyd med er øyenvitneskildringer.

Til slutt inviterer vi deg til å se videoen og minner deg på: Hvis et kurs eller en prøve faller på hodet ditt som et lyn på en solrik dag, er det ingen grunn til å fortvile. Studentservicespesialister har hjulpet studenter siden 2000. Søk kvalifisert hjelp når som helst. 24 timer i døgnet, 7 dager i uken er vi klare til å hjelpe deg.

Alle vet hva et tordenvær er - lynglimt og tordenbrøl. Mange mennesker (spesielt barn) er til og med veldig redde for henne. Men hvor kommer torden og lyn fra? Og generelt, hva slags fenomen er dette?

Et tordenvær er virkelig et ganske ubehagelig og til og med skummelt naturfenomen, når mørke, tunge skyer dekker solen, lynglimt, torden buldrer og regn strømmer fra himmelen i strømmer...

Og lyden som oppstår er ikke annet enn en bølge forårsaket av sterke luftvibrasjoner. I de fleste tilfeller øker volumet mot slutten av rullen. Dette skjer på grunn av refleksjon av lyd fra skyer. Dette er torden.

Lyn er en veldig kraftig elektrisk utladning av energi. Det oppstår som et resultat av sterk elektrifisering av skyer eller jordoverflaten. Elektriske utladninger skjer enten i selve skyene, eller mellom to tilstøtende skyer, eller mellom en sky og bakken. Prosessen med lynnedslag er delt inn i det første nedslaget og alle påfølgende nedslag. Årsaken er at det aller første lynnedslaget skaper en vei for elektrisk utladning. En negativ elektrisk utladning samler seg på bunnen av skyen. Og jordoverflaten har en positiv ladning. Derfor blir elektroner (negativt ladede partikler, en av de grunnleggende enhetene av materie) som ligger i en sky, tiltrukket av bakken som en magnet og suser ned. Så snart de første elektronene når jordoverflaten, dannes en kanal (en slags passasje) som er fri for passasje av elektriske utladninger, som de resterende elektronene suser ned gjennom. Elektroner nær bakken er de første som forlater kanalen. Andre skynder seg å ta deres plass. Som et resultat skapes det en tilstand der all den negative energiutladningen kommer ut av skyen, og skaper en kraftig strøm av elektrisitet rettet ned i bakken.

Det er i et slikt øyeblikk at et lynglimt oppstår, som er ledsaget av torden. Elektrifiserte skyer skaper lyn. Men ikke hver sky inneholder nok kraft til å trenge gjennom det atmosfæriske laget. Visse omstendigheter er nødvendige for manifestasjonen av kraft og elementer.

En sky hvis høyde når flere tusen meter kan betraktes som et tordenvær. Bunnen av skyen ligger nær jordoverflaten, temperaturregimet der er høyere enn i den øvre delen av skyen, hvor vanndråper kan fryse. Luftmasser er i konstant bevegelse Varm luft går opp, og kald luft går ned. Når partikler beveger seg, blir de elektrifisert, det vil si at de er mettet med elektrisitet. Ulike deler av skyen akkumulerer forskjellige mengder energi. Når det er for mye av det, oppstår et glimt, akkompagnert av torden. Dette er et tordenvær Hvilke typer lyn er det? Noen tror kanskje at lynet er det samme, at et tordenvær er et tordenvær. Det er imidlertid flere typer lyn som er svært forskjellige fra hverandre. Lineært lyn er den vanligste typen. Det ser ut som et forvokst tre opp ned. Flere tynnere og kortere "skudd" strekker seg fra hovedkanalen (stammen).

Lengden på et slikt lyn kan nå opptil 20 kilometer, og strømstyrken kan være 20 000 ampere. Hastigheten er 150 kilometer i sekundet. Temperaturen på plasmaet som fyller lynkanalen når 10 000 grader. Intracloud lyn - forekomsten av denne typen er ledsaget av endringer i elektriske og magnetiske felt, og emisjonen av radiobølger Slike lyn er mest sannsynlig å finne nærmere ekvator. I tempererte klima vises det ekstremt sjelden. Hvis det er lyn i en sky, kan et fremmedlegeme som krenker integriteten til skallet, for eksempel et elektrifisert fly, tvinge det til å komme ut. Lengden kan variere fra 1 til 150 kilometer. Bakkelyn – Dette er den typen lyn som varer lengst, så konsekvensene kan være ødeleggende.

Siden det er hindringer på vei, for å komme seg rundt dem, blir lynet tvunget til å endre retning. Derfor når den bakken i form av en liten trapp. Hastigheten er omtrent 50 tusen kilometer per sekund. Etter at lynet har fullført sin vei, slutter det å bevege seg i flere titalls mikrosekunder, og lyset svekkes. Så begynner neste etappe: gjenta den kryssede banen.

Den siste utladningen er lysere enn alle tidligere, og strømmen i den kan nå hundretusenvis av ampere. Temperaturen inne i lynet svinger rundt 25.000 grader. Sprite lyn. Denne varianten ble oppdaget av forskere relativt nylig - i 1989. Dette lynet er svært sjeldent og ble oppdaget helt ved et uhell. Dessuten varer det bare noen tideler av 1 sekund. Det som skiller Sprite fra andre elektriske utladninger er høyden som det vises på - omtrent 50-130 kilometer, mens andre typer ikke overvinner 15-kilometersmerket I tillegg utmerker spritelyn seg ved sin enorme diameter, som kan nå 100 km . Slike lyn ser ut som en vertikal søyle av lys og blinker ikke individuelt, men i grupper. Fargen kan være forskjellig og avhenger av luftens sammensetning: nærmere bakken, hvor det er mer oksygen, er den grønn, gul eller hvit, og under påvirkning av nitrogen, i en høyde på mer enn 70 km får en lys rød fargetone.

Perlelyn. Dette lynet, som det forrige, er et sjeldent naturfenomen. Oftest vises den etter den lineære og gjentar banen fullstendig. Den består av kuler plassert i avstand fra hverandre og som ligner perler. Ball lyn. Dette er en spesiell variant. Naturfenomen når lynet er i form av en ball, skinner og svever over himmelen. I dette tilfellet blir flyveien uforutsigbar, noe som gjør den enda farligere for mennesker.

I de fleste tilfeller oppstår kulelyn i kombinasjon med andre typer. Imidlertid er det tilfeller når det dukket opp selv i solfylt vær. Størrelsen på ballen kan være fra ti til tjue centimeter.

Fargen kan være blå, oransje eller hvit. Og temperaturen er så høy at hvis ballen uventet sprekker, fordamper væsken som omgir den, og metall- eller glassgjenstander smelter. En kule av et slikt lyn kan eksistere i ganske lang tid. Når den beveger seg, kan den uventet endre retning, sveve i luften i flere sekunder eller avvike kraftig til den ene siden. Den dukker opp i ett eksemplar, men alltid uventet. Ballen kan komme ned fra skyene, eller plutselig dukke opp i luften bak en stolpe eller et tre. Og hvis vanlig lyn bare kan slå ned noe - et hus, et tre, etc., er kulelyn i stand til å trenge inn i et lukket rom (for eksempel et rom) gjennom et uttak, eller slås på husholdningsapparater- TV osv.

Hvilket lyn anses som det farligste?

Vanligvis blir det første torden- og lynnedslaget etterfulgt av et andre. Dette skyldes at elektronene i det første glimtet skaper mulighet for en andre passasje av elektroner. Derfor oppstår påfølgende utbrudd etter hverandre med nesten ingen tidsintervaller, og rammer samme sted.

Lyn som kommer fra en sky med sin elektriske utladning kan forårsake alvorlig skade på en person og til og med drepe. Og selv om slaget hennes ikke treffer en person direkte, men faller i nærheten, kan helsekonsekvensene være svært ille. For å beskytte deg selv, må du følge noen regler: Så under et tordenvær bør du aldri svømme i elven eller havet! Du må alltid være på tørt land.

I dette tilfellet er det nødvendig å være så nær overflaten av jorden som mulig. Det vil si at det ikke er nødvendig å klatre i et tre, langt mindre stå under det, spesielt hvis det er et midt på et åpent sted. I tillegg bør du ikke bruke noen mobile enheter (telefoner, nettbrett osv.) fordi de kan tiltrekke seg lyn.

Blant de mange atmosfæriske fenomenene inntar lynet utvilsomt en spesiell plass. Hun er ekstremt vakker og spektakulær, og den utrolige kraften i slagene hennes skremmer fortsatt mange mennesker i dag.


Og dette til tross for at de alle studerte på skolen og har en ide om hva elektrisitet er.

Gamle ideer om lyn

I gamle tider fremkalte lyn like sterke følelser hos mennesker. Hun ble beundret og fryktet, og betraktet henne som et gudenes våpen. Det er ikke for ingenting at de mest formidable og krigerske gudene fra nesten alle nasjoner var bevæpnet med lyn: Zevs blant de gamle grekerne, Jupiter blant romerne, Perun blant slaverne.

I det gamle indiske gudepantheonet var Shiva the Destroyer og Indra the Warrior bevæpnet med lyn, som til og med hadde et spesielt våpen for å kaste lyn - en vajra.

Samtidig ble lyn ofte ansett som et symbol på oppvåkningen av vitalitet og energi. Ifølge de gamle kinesernes tro ble været kontrollert av et spesielt himmelsk råd av fire guder.

Lynet hadde ansvaret for gudinnen Dian-mu, som brakte de himmelske speilene nærmere og fra hverandre, og begynte med et lynglimt den jevne bevegelsen av livet på markene og i menneskenes hjerter. I kristendommen symboliserer lynet guddommelig åpenbaring og guddommelig dom.

Hvordan dannes lynet?

I dag vet alle at lyn er en kraftig elektrisk utladning som oppstår mellom skyer. Men ikke alle vet nøyaktig hvordan det er dannet.


En tordensky er en sky av vanndamp, noen ganger som måler titalls kilometer i størrelse. Dens øvre del kan ligge i en høyde på 6-7 km, mens den nedre delen er bare en halv kilometer fra bakken.

I en høyde på 4 km hersker alltid negative temperaturer, så dampdråper der blir til isbiter. De beveger seg kaotisk og gnir seg konstant mot hverandre, på grunn av at de fleste av dem får en elektrisk ladning: små er positive, store er negative.

Under påvirkning av tyngdekraften faller store isbiter ned i de nedre lagene av skyen, og samler seg der, mens små biter forblir på toppen. Gradvis blir den totale verdien av ladningene stor nok til at feltet som oppstår mellom dem får en gigantisk intensitet.

Når forskjellig ladede deler av skyen kommer nærmere, skynder individuelle ioner og elektroner, revet fra sine steder av gjensidig tiltrekning, mot hverandre og drar naboene med seg. En plasmautladningskanal dukker opp som sprer seg gjennom deler av skyen med en hastighet på hundredeler av et sekund.


Noen ganger henger den nedre kanten av en sky lavt nok over bakken til at det kan oppstå et elektrisk sammenbrudd mellom skyen og jordoverflaten. Spesielt "heldige" i denne forbindelse er isolerte bakker eller trær, stolper og tårn av kraftledninger, som blir katalysatorer for utslippet. Dette er grunnen til at det er farlig å oppholde seg under et ensomt tre på en høyde eller en elektrisk stolpe under tordenvær.

Temperaturen inne i lynkanalen når ti tusen grader, og den elektriske spenningen når flere hundre millioner volt. Samtidig er kapasiteten til skyens "kondensator" veldig liten - bare omtrent 0,15 mikrofarad. Det varme plasmaet brenner luften rundt kanalen, som deretter kollapser og forårsaker en sjokkbølge som vi oppfatter som torden.

Zarnitsa

Lyn oppstår ikke bare i vanlige skyer laget av vanndamp. For deres dannelse er det nødvendig at det er en fint spredt suspensjon av ethvert stoff i luften, hvis partiklene vil gni mot hverandre og få en elektrisk ladning.

Så i en tørr sommer kan du noen ganger se et "tørt tordenvær" - lyn dannet i enorme skyer av vindhevet støv. Disse lynene kalles lyn.

Ball lyn

Noen ganger under et tordenvær dannes kulelyn - en liten sfærisk energiklump. Dette er et av de dårligst studerte atmosfæriske fenomenene, som, i motsetning til vanlig lyn, ennå ikke har blitt replikert under laboratorieforhold.


Kuleformet lyn kan forårsake skade på personen den berører, men det er mange tilfeller når kontakt med det ikke ga noen ubehagelige opplevelser.

Lynets elektriske natur ble avslørt i forskningen til den amerikanske fysikeren B. Franklin, på hvis initiativ et eksperiment ble utført for å trekke ut elektrisitet fra en tordensky. Franklins erfaring med å belyse lynets elektriske natur er viden kjent. I 1750 publiserte han et verk der han beskrev et eksperiment med bruk drage startet i et tordenvær. Franklins opplevelse ble beskrevet i arbeidet til Joseph Priestley.

Den gjennomsnittlige lengden på lynet er 2,5 km, noen utslipp strekker seg opp til 20 km i atmosfæren.

Hvordan dannes lyn? Oftest oppstår lyn i cumulonimbusskyer, som da kalles tordenvær. Noen ganger dannes lyn i nimbostratus-skyer, så vel som under vulkanutbrudd, tornadoer og støvstormer.

Ordning for lynforekomst: a - formasjon; b - kategori.

For at lyn skal oppstå, er det nødvendig at det i et relativt lite (men ikke mindre enn et visst kritisk) volum av skyen dannes et elektrisk felt med en styrke som er tilstrekkelig til å initiere en elektrisk utladning (~ 1 MV/m), og i en betydelig del av skyen er det et felt med en gjennomsnittlig styrke tilstrekkelig til å opprettholde det påbegynte utslippet (~ 0,1-0,2 MV/m). I lynet elektrisk energi skyer blir til varme og lys.

Vanligvis observeres lineært lyn, som tilhører de såkalte elektrodeløse utladningene, siden de begynner (og slutter) i ansamlinger av ladede partikler. Dette bestemmer noen av deres fortsatt uforklarlige egenskaper som skiller lyn fra utladninger mellom elektrodene.

Lynet oppstår altså ikke kortere enn flere hundre meter; de oppstår i elektriske felt som er mye svakere enn feltene under interelektrodeutladninger; Samlingen av ladninger båret av lynet skjer i tusendeler av et sekund fra milliarder av små partikler, godt isolert fra hverandre, lokalisert i et volum på flere kvadratkilometer.

Den mest studerte prosessen med lynutvikling i tordenskyer, mens lyn kan passere i selve skyene (intraskylyn), eller kan slå ned i bakken (bakkelyn).

Bakkelyn

Utviklingsdiagram av bakkelyn: a, b - to ledertrinn; 1 - sky; 2 - streamere; 3 - trinns leder kanal; 4 - kanal krone; 5 - pulskorona på kanalhodet; c - dannelse av hovedlynkanalen (K).

Utviklingsprosessen for bakkelyn består av flere stadier. I det første trinnet, i sonen der det elektriske feltet når en kritisk verdi, begynner støt-ionisering, opprinnelig skapt av frie elektroner, alltid tilstede i små mengder i luften, som under påvirkning av elektrisk felt oppnå betydelige hastigheter mot bakken og kolliderer med molekylene som utgjør luften, ioniserer dem.

I følge mer moderne konsepter initieres utslippet av høyenergi kosmiske stråler, som utløser en prosess kalt runaway breakdown. Dermed oppstår elektronskred som blir til tråder av elektriske utladninger - streamere, som er godt ledende kanaler, som sammensmelter gir opphav til en lys termisk ionisert kanal med høy ledningsevne - en trinnvis lynleder.

Lederens bevegelse mot jordoverflaten skjer i trinn på flere titalls meter med en hastighet på ~ 50 000 kilometer i sekundet, hvoretter bevegelsen stopper i flere titalls mikrosekunder, og gløden svekkes kraftig; så, i det påfølgende stadiet, avanserer lederen igjen flere titalls meter.

En skarp glød dekker alle trinnene som er gått, etterfulgt av stopp og svekkelse av gløden igjen. Disse prosessene gjentas når lederen beveger seg til jordens overflate fra gjennomsnittlig hastighet 200 000 meter i sekundet. Når lederen beveger seg mot bakken, øker feltintensiteten ved enden, og under dens handling blir en responsstreamer kastet ut fra objekter som stikker ut på jordoverflaten og kobles til lederen. Denne funksjonen til lyn brukes til å lage en lynavleder.

I sluttfasen følger en omvendt (fra bunn til topp), eller hoved, lynutladning langs kanalen ionisert av lederen, preget av strømmer fra titalls til hundretusenvis av ampere, en lysstyrke som merkbart overstiger lysstyrken til lederen, og en høy fremdriftshastighet, som til å begynne med nådde ~ 100 000 kilometer i sekundet , og på slutten minkendes til ~ 10 000 kilometer per sekund.

Kanaltemperaturen under hovedutslippet kan overstige 25 000 °C. Lengden på lynkanalen kan være fra 1 til 10 km, diameteren kan være flere centimeter. Etter passering av strømpulsen svekkes ioniseringen av kanalen og dens glød. I sluttfasen kan lynstrømmen vare hundredeler og til og med tiendedeler av et sekund, og nå hundrevis og tusenvis av ampere. Slike lyn kalles langvarig lyn og forårsaker oftest brann.

Hovedutslippet slipper ofte bare ut deler av skyen. Ladninger plassert i store høyder kan gi opphav til at en ny (feid) leder beveger seg kontinuerlig med hastigheter på tusenvis av kilometer i sekundet. Lysstyrken til gløden er nær lysstyrken til den trappetrinn. Når den feide lederen når jordens overflate, følger et andre hovedslag, likt det første.

Vanligvis inkluderer lyn flere gjentatte utladninger, men antallet kan nå flere dusin. Varigheten av flere lyn kan overstige 1 sekund. Forskyvningen av kanalen til flere lyn av vinden skaper det såkalte båndlynet - en lysende stripe.

Intrasky lyn

Intrasky-lyn inkluderer vanligvis bare lederetapper deres lengde varierer fra 1 til 150 km. Andelen av lyn i skyene øker når det beveger seg mot ekvator, og endres fra 0,5 i tempererte breddegrader til 0,9 i ekvatorsonen. Lynets passasje er ledsaget av endringer i elektriske og magnetiske felt og radioutslipp, de såkalte atmosfæriske.

Sannsynligheten for at et jordobjekt blir truffet av lynet øker når høyden øker og med en økning i den elektriske ledningsevnen til jorda på overflaten eller på en viss dybde (virkningen til en lynavleder er basert på disse faktorene). Hvis det er et elektrisk felt i skyen som er tilstrekkelig til å opprettholde en utladning, men ikke tilstrekkelig til å få den til å skje, kan en lang metallkabel eller et fly fungere som lyninitiator, spesielt hvis det er høyt elektrisk ladet. På denne måten blir lyn noen ganger "provosert" i nimbostratus og kraftige cumulusskyer.

Hvert sekund slår rundt 50 lyn ned jordoverflaten, og i gjennomsnitt blir hver kvadratkilometer truffet av lynet seks ganger i året.

Mennesker og lyn

Lyn er en alvorlig trussel mot menneskeliv. En person eller et dyr som blir truffet av lynet forekommer ofte i åpne områder, fordi... Den elektriske strømmen følger den korteste veien "tordensky-grunn". Ofte slår lyn ned trær og transformatorinstallasjoner på jernbane, noe som får dem til å antennes.

Det er umulig å bli truffet av vanlig lineært lyn inne i en bygning, men det er en oppfatning at såkalt kulelyn kan trenge gjennom sprekker og åpne vinduer. Vanlig lynnedslag er farlig for TV- og radioantenner plassert på taket av høyhus, samt for nettverksutstyr.

I kroppen til lynofre observeres de samme patologiske endringene som ved elektrisk støt. Offeret mister bevisstheten, faller, kan oppleve kramper, og slutter ofte å puste og hjerteslag. Du kan vanligvis finne "strømmerker" på kroppen din - stedene der elektrisitet kommer inn og ut.

Dette er trelignende lyserosa eller røde striper som forsvinner når de trykkes med fingrene (de vedvarer i 1-2 dager etter døden). De er resultatet av utvidelsen av kapillærer i området med lynkontakt med kroppen. Ved dødsfall er årsaken til opphør av grunnleggende vitale funksjoner plutselig pustestopp og hjerteslag fra den direkte effekten av lyn på respiratoriske og vasomotoriske sentre i medulla oblongata.

Når det ble truffet av lynet, den første medisinsk behandling må haster. I alvorlige tilfeller (pustestopp og hjerteslag) er gjenopplivning nødvendig av ethvert vitne til ulykken uten å vente på medisinske arbeidere. Gjenoppliving er effektiv bare i de første minuttene etter et lynnedslag etter 10-15 minutter er den som regel ikke lenger effektiv. Akuttinnleggelse er nødvendig i alle tilfeller.

Ofre for lynnedslag

I mytologi og litteratur:

• Asclepius (Aesculapius), sønn av Apollo, guden for leger og medisinsk kunst, helbredet ikke bare, men gjenopplivet de døde. For å gjenopprette den ødelagte verdensordenen slo Zevs ham med lynet;
• Phaeton, sønnen til solguden Helios, påtok seg en gang å kjøre sin fars solvogn, men kunne ikke holde tilbake de ildpustende hestene og ødela nesten jorden i en forferdelig flamme. En sint Zevs gjennomboret Phaeton med lyn.

Historiske figurer:

• Den russiske akademikeren G.V. Richman - døde av et lynnedslag i 1753;
• Folkets nestleder i Ukraina, tidligere guvernør i Rivne-regionen V. Chervoniy døde av et lynnedslag 4. juli 2009.

• Roy Sally Wang overlevde etter å ha blitt truffet av lynet syv ganger;
• Amerikanske major Summerford døde etter lang tids sykdom (resultatet av å bli truffet av det tredje lynet). Det fjerde lynet ødela monumentet hans på kirkegården fullstendig;
• Blant de andinske indianerne anses et lynnedslag som nødvendig for å oppnå de høyeste nivåene av sjamanistisk innvielse.

Trær og lyn

Høye trær er hyppige mål for lyn. Du kan enkelt finne flere lynarr på langlivede relikttrær. Et enkelt stående tre antas å være mer sannsynlig å bli truffet av lynet, selv om det i noen skogkledde områder kan sees lynarr på nesten alle tre. Tørre trær tar fyr når de blir truffet av lynet. Oftest rettes lynnedslag mot eik, minst ofte mot bøk, som tilsynelatende avhenger av de forskjellige mengder fettoljer i dem, som representerer stor motstand mot elektrisitet.

Lyn beveger seg gjennom en trestamme langs banen med minst elektrisk motstand, og slipper ut stor mengde varme, forvandler vann til damp, som deler trestammen eller, oftere, river av deler av bark fra den, og viser lynets vei.

I påfølgende sesonger reparerer trærne vanligvis det skadede vevet og kan lukke hele såret, og etterlater bare et vertikalt arr. Hvis skaden er for alvorlig, vil vind og skadedyr til slutt drepe treet. Trær er naturlige lynavledere og er kjent for å gi beskyttelse mot lynnedslag til bygninger i nærheten. Høye trær plantet nær en bygning fanger lyn, og den høye biomassen i rotsystemet hjelper til med å jorde lynnedslaget.

Musikkinstrumenter er laget av trær truffet av lynet, og tilskriver dem unike egenskaper.

Lyn 1882
(c) Fotograf: William N. Jennings, ca. 1882

Lynets elektriske natur ble avslørt i forskningen til den amerikanske fysikeren B. Franklin, hvis idé ble utført for å utvinne elektrisitet fra en tordensky. Franklins erfaring med å belyse lynets elektriske natur er viden kjent. I 1750 publiserte han et verk som beskrev et eksperiment med en drage som ble lansert i et tordenvær. Franklins opplevelse ble beskrevet i arbeidet til Joseph Priestley.

Fysiske egenskaper til lyn

Den gjennomsnittlige lengden på lynet er 2,5 km, noen utslipp strekker seg opp til 20 km i atmosfæren.

Lynformasjon

Oftest oppstår lyn i cumulonimbusskyer, da kalles de tordenvær; Noen ganger dannes lyn i nimbostratus-skyer, så vel som under vulkanutbrudd, tornadoer og støvstormer.

Vanligvis observert er lineært lyn, som tilhører de såkalte elektrodeløse utladningene, siden de begynner (og slutter) i ansamlinger av ladede partikler. Dette bestemmer noen av deres fortsatt uforklarlige egenskaper som skiller lyn fra utladninger mellom elektrodene. Lynet oppstår altså ikke kortere enn flere hundre meter; de oppstår i elektriske felt som er mye svakere enn feltene under interelektrodeutladninger; Samlingen av ladninger båret av lynet skjer i tusendeler av et sekund fra milliarder av små partikler, godt isolert fra hverandre, lokalisert i et volum på flere km³. Den mest studerte prosessen med lynutvikling i tordenskyer, mens lyn kan forekomme i selve skyene - lyn i skyen, eller de kan treffe bakken - bakken lyn. For at lyn skal oppstå, er det nødvendig at i et relativt lite (men ikke mindre enn et visst kritisk) volum av skyen et elektrisk felt (se atmosfærisk elektrisitet) med en styrke som er tilstrekkelig til å initiere en elektrisk utladning (~ 1 MV/m) må dannes, og i en betydelig del av skyen vil det være felt med en gjennomsnittlig styrke tilstrekkelig til å opprettholde det påbegynte utslippet (~ 0,1-0,2 MV/m). Ved lyn omdannes den elektriske energien til skyen til varme, lys og lyd.

Bakkelyn

Utviklingsprosessen for bakkelyn består av flere stadier. I det første trinnet, i sonen der det elektriske feltet når en kritisk verdi, begynner slagionisering, skapt i utgangspunktet av gratis ladninger, alltid tilstede i små mengder i luften, som under påvirkning av det elektriske feltet oppnår betydelige hastigheter mot bakken og kolliderer med molekylene som utgjør luften, ioniserer dem.

I følge mer moderne konsepter skjer ionisering av atmosfæren for passasje av en utslipp under påvirkning av høyenergisk kosmisk stråling - partikler med energier på 10 12 -10 15 eV, og danner en bred luftdusj (EAS) med en reduksjon i luftens nedbrytningsspenning i en størrelsesorden fra den under normale forhold.

I følge en hypotese utløser partiklene en prosess som kalles løpsk sammenbrudd. Dermed oppstår elektronskred som blir til tråder av elektriske utladninger - streamere, som er sterkt ledende kanaler som, sammenslåing, gir opphav til en lys termisk ionisert kanal med høy ledningsevne - trappet lynleder.

Lederens bevegelse til jordens overflate skjer trinn flere titalls meter med en hastighet på ~ 50 000 kilometer per sekund, hvoretter bevegelsen stopper i flere titalls mikrosekunder, og gløden svekkes kraftig; så, i det påfølgende stadiet, avanserer lederen igjen flere titalls meter. En lys glød dekker alle trinnene som er gått; så følger en stopp og svekkelse av gløden igjen. Disse prosessene gjentas når lederen beveger seg til jordens overflate med en gjennomsnittshastighet på 200 000 meter per sekund.

Når lederen beveger seg mot bakken, øker feltstyrken i enden, og under dens handling blir gjenstander kastet ut fra gjenstander som stikker ut på jordoverflaten. respons streamer koble til lederen. Denne funksjonen til lyn brukes til å lage en lynavleder.

I sluttfasen følger kanalen ionisert av lederen tilbake(fra bunn til topp), eller hoved, lynutladning, preget av strømmer fra titalls til hundretusenvis av ampere, lysstyrke, merkbart overstiger lysstyrken til lederen, og en høy fremrykningshastighet, som til å begynne med nådde opp til ~ 100 000 kilometer per sekund, og på slutten minkendes til ~ 10 000 kilometer per sekund. Kanaltemperaturen under hovedutslippet kan overstige 2000-3000 °C. Lengden på lynkanalen kan være fra 1 til 10 km, diameteren kan være flere centimeter. Etter passering av strømpulsen svekkes ioniseringen av kanalen og dens glød. I sluttfasen kan lynstrømmen vare hundredeler og til og med tiendedeler av et sekund, og nå hundrevis og tusenvis av ampere. Slike lyn kalles langvarig lyn og forårsaker oftest brann. Men bakken er ikke ladet, så det er generelt akseptert at det oppstår et lynutladning fra skyen mot bakken (fra topp til bunn).

Hovedutslippet slipper ofte bare ut deler av skyen. Ladninger plassert i store høyder kan gi opphav til at en ny (feid) leder beveger seg kontinuerlig med hastigheter på tusenvis av kilometer i sekundet. Lysstyrken til gløden er nær lysstyrken til den trappetrinn. Når den feide lederen når jordens overflate, følger et andre hovedslag, likt det første. Vanligvis inkluderer lyn flere gjentatte utladninger, men antallet kan nå flere dusin. Varigheten av flere lyn kan overstige 1 sekund. Forskyvningen av kanalen med flere lyn av vinden skaper det såkalte båndlynet - en lysende stripe.

Intrasky lyn

Intrasky-lyn over Toulouse, Frankrike. 2006

Intrasky-lyn inkluderer vanligvis bare lederstadier; deres lengde varierer fra 1 til 150 km. Andelen av lyn i skyene øker når det beveger seg mot ekvator, og endres fra 0,5 i tempererte breddegrader til 0,9 i ekvatorsonen. Lynets passasje er ledsaget av endringer i elektriske og magnetiske felt og radioutslipp, de såkalte atmosfæriske.

Fly fra Kolkata til Mumbai.

Sannsynligheten for at et jordobjekt blir truffet av lynet øker når høyden øker og med en økning i den elektriske ledningsevnen til jorda på overflaten eller på en viss dybde (virkningen til en lynavleder er basert på disse faktorene). Hvis det er et elektrisk felt i skyen som er tilstrekkelig til å opprettholde en utladning, men ikke tilstrekkelig til å få den til å skje, kan en lang metallkabel eller et fly fungere som lyninitiator - spesielt hvis det er høyt elektrisk ladet. På denne måten blir lyn noen ganger "provosert" i nimbostratus og kraftige cumulusskyer.

Lyn i den øvre atmosfæren

I 1989 ble en spesiell type lyn oppdaget - alver, lyn i den øvre atmosfæren. I 1995 ble en annen type lyn i den øvre atmosfæren oppdaget - jetfly.

Alver

Jets

Jets er kjeglerør blå. Høyden på jetstrålene kan nå 40-70 km (ionosfærens nedre grense), jetfly lever relativt lenger enn alver.

Sprites

Sprites vanskelig å skille, men de vises i nesten alle tordenvær i en høyde på 55 til 130 kilometer (høyden for dannelsen av "vanlige" lyn er ikke mer enn 16 kilometer). Dette er et slags lyn som slår oppover fra en sky. Dette fenomenet ble først registrert i 1989 ved et uhell. Foreløpig er svært lite kjent om den fysiske naturen til sprites.

Interaksjon av lyn med jordoverflaten og gjenstander som ligger på den

Global lynnedslagsfrekvens (skalaen viser antall nedslag per år per kvadratkilometer)

Tidlige estimater anslår frekvensen av lynnedslag på jorden til 100 ganger per sekund. Aktuelle data fra satellitter, som kan oppdage lyn i områder der det ikke er bakkeobservasjon, setter frekvensen på et gjennomsnitt på 44 ± 5 ​​ganger per sekund, noe som tilsvarer omtrent 1,4 milliarder lynnedslag per år. 75 % av dette lynet slår ned mellom eller innenfor skyer, og 25 % slår ned i bakken.

De kraftigste lynnedslagene forårsaker fødselen av fulguritter.

Sjokkbølge fra lynet

En lynutladning er en elektrisk eksplosjon og ligner i noen aspekter på detonasjon. Det forårsaker en sjokkbølge som er farlig i umiddelbar nærhet. En sjokkbølge fra en tilstrekkelig kraftig lynutladning i avstander på opptil flere meter kan forårsake ødeleggelse, knekke trær, skade og få hjernerystelse selv uten direkte elektrisk støt. For eksempel, med en strømstigningshastighet på 30 tusen ampere per 0,1 millisekund og en kanaldiameter på 10 cm, kan følgende sjokkbølgetrykk observeres:

• i en avstand fra sentrum på 5 cm (grensen til den lysende lynkanalen) - 0,93 MPa,
• i en avstand på 0,5 m - 0,025 MPa (ødeleggelse av skjøre bygningskonstruksjoner og menneskelige skader),
• i en avstand på 5 m - 0,002 MPa (knusing av glass og midlertidig bedøvelse av en person).

På større avstander utarter sjokkbølgen seg til lydbølge- torden.

Mennesker og lyn

Lyn er en alvorlig trussel mot menneskeliv. Nederlaget til en person eller et dyr med lynet skjer ofte i åpne områder, siden den elektriske strømmen beveger seg langs den korteste veien "tordensky-grunn". Ofte slår lyn ned i trær og transformatorinstallasjoner på jernbanen, og får dem til å ta fyr. Det er umulig å bli truffet av vanlig lineært lyn inne i en bygning, men det er en oppfatning at såkalt kulelyn kan trenge gjennom sprekker og åpne vinduer. Vanlig lynnedslag er farlig for TV- og radioantenner plassert på taket av høyhus, samt for nettverksutstyr.

De samme patologiske endringene observeres i kroppen til ofre som ved elektrisk støt. Offeret mister bevisstheten, faller, det kan oppstå kramper, og pust og hjerteslag stopper ofte. Det er vanlig å finne "strømmerker" på kroppen, der elektrisitet kommer inn og ut. Ved dødsfall er årsaken til opphør av grunnleggende vitale funksjoner en plutselig pustestopp og hjerteslag, fra den direkte effekten av lyn på respiratoriske og vasomotoriske sentre i medulla oblongata. Såkalte lynmerker, trelignende lyserosa eller røde striper forblir ofte på huden, og forsvinner når de trykkes med fingrene (de vedvarer i 1 - 2 dager etter døden). De er resultatet av utvidelsen av kapillærer i området med lynkontakt med kroppen.

Lyn beveger seg gjennom en trestamme langs banen med minst elektrisk motstand, frigjør en stor mengde varme, gjør vann til damp, som deler trestammen eller, oftere, river av deler av bark fra den, og viser lynbanen. I påfølgende sesonger reparerer trærne vanligvis det skadede vevet og kan lukke hele såret, og etterlater bare et vertikalt arr. Hvis skaden er for alvorlig, vil vind og skadedyr til slutt drepe treet. Trær er naturlige lynavledere, og er kjent for å gi beskyttelse mot lynnedslag til bygninger i nærheten. Når de plantes i nærheten av en bygning, fanger høye trær lyn, og den høye biomassen i rotsystemet hjelper til med å jorde lynnedslaget.

Av denne grunn bør du ikke gjemme deg for regnet under trær under tordenvær, spesielt under høye eller ensomme trær i åpne områder.

Musikkinstrumenter er laget av trær truffet av lynet, og tilskriver dem unike egenskaper.

Lyn og elektriske installasjoner

Lynnedslag utgjør en stor fare for elektrisk og elektronisk utstyr. Når lynet direkte treffer ledningene i linjen, oppstår en overspenning, noe som forårsaker ødeleggelse av isolasjonen til elektrisk utstyr, og høye strømmer forårsaker termisk skade på lederne. For å beskytte mot lynoverslag er elektriske understasjoner og distribusjonsnett utstyrt med ulike typer verneutstyr som avledere, ikke-lineære overspenningsavledere, langgnistavledere. For å beskytte mot direkte lynnedslag brukes lynavledere og lynbeskyttelseskabler. Elektromagnetiske pulser skapt av lyn er også farlige for elektroniske enheter.

Lyn og luftfart

Atmosfærisk elektrisitet generelt og lyn spesielt utgjør en betydelig trussel mot luftfarten. Et lynnedslag på et fly fører til at en stor strøm sprer seg gjennom strukturelle elementer, noe som kan føre til ødeleggelse, brann i drivstofftanker, utstyrsfeil og tap av liv. For å redusere risikoen er metallelementene i den ytre huden på fly nøye elektrisk koblet til hverandre, og ikke-metalliske elementer metalliseres. Dette sikrer lav elektrisk motstand i huset. For å tappe lynstrøm og annen atmosfærisk elektrisitet fra kroppen, er fly utstyrt med avledere.

På grunn av at den elektriske kapasiteten til et fly i luften er liten, har "sky-til-fly"-utladningen betydelig mindre energi sammenlignet med "sky-til-bakke"-utladningen. Lyn er mest farlig for et lavtflygende fly eller helikopter, siden i dette tilfellet kan flyet spille rollen som en leder av lynstrøm fra skyen til bakken. Det er kjent at fly i store høyder relativt ofte blir truffet av lyn, og likevel er tilfeller av ulykker av denne grunn sjeldne. Samtidig er det mange kjente tilfeller av fly som ble truffet av lynet under start og landing, samt mens de ble parkert, noe som resulterte i katastrofer eller ødeleggelse av flyet.

Lyn- og overflateskip

Lyn utgjør også en veldig stor trussel mot overflateskip på grunn av at sistnevnte er hevet over havoverflaten og har mange skarpe elementer (master, antenner) som er konsentratorer av elektrisk feltstyrke. I dagene med treseilskip med høy spesifikk motstand i skroget, endte et lynnedslag nesten alltid tragisk for skipet: Skipet brant ned eller ble ødelagt, og folk døde av elektrisk støt. Naglede stålskip var også sårbare for lynnedslag. Den høye resistiviteten til naglesømmene forårsaket betydelig lokal varmeutvikling, noe som førte til forekomsten av en elektrisk lysbue, branner, ødeleggelse av nagler og utseendet på vannlekkasje i kroppen.

Det sveisede skroget til moderne skip har lav resistivitet og sikrer sikker spredning av lynstrøm. De utstikkende elementene i overbygningen til moderne skip er pålitelig elektrisk koblet til skroget og sikrer også sikker spredning av lynstrøm.

Menneskelige aktiviteter som forårsaker lyn

Under en bakkebasert atomeksplosjon, en brøkdel av et sekund før ankomsten av grensen til den brennende halvkule, flere hundre meter (~400-700 m sammenlignet med en eksplosjon på 10,4 Mt) fra sentrum, gammastrålingen som når den produserer en elektromagnetisk puls med en intensitet på ~100-1000 kV/m, noe som forårsaker lynutladninger som slår ned fra bakken og oppover før ankomsten til grensen til den brennende halvkule.

Se også

	lyn i Wiktionary
	Kategori:Lyn på Wikimedia Commons

Notater

1. Ermakov V.I., Stozhkov Yu.I. Fysikk i tordenskyer // Fysisk institutt oppkalt etter. P.N. Lebedeva, RAS, M. 2004: 37
2. Kosmiske stråler får skylden for lyn Lenta.Ru, 09.02.2009
3. Røde alver og blå jetfly
4. ELVES, en primer: Ionosfærisk oppvarming av de elektromagnetiske pulsene fra lynet
5. Fraktale modeller av blå jetfly, blå startere viser likheter, forskjeller med røde sprites
6. V.P. Pasko, M.A. Stanley, J.D. Matthews, USA Inan og T.G. Wood (14. mars 2002) "Elektrisk utladning fra en tordenskytopp til den nedre ionosfæren," Natur, vol. 416, side 152-154.
7. Utseendet til UFOer ble forklart av sprites. lenta.ru (24.02.2009). Arkivert fra originalen 23. august 2011. Hentet 16. januar 2010.
8. John E. Oliver Encyclopedia of World Climatology. - National Oceanic and Atmospheric Administration, 2005. - ISBN 978-1-4020-3264-6
9. . National Oceanic and Atmospheric Administration. Arkivert
10. . NASA vitenskap. Vitenskapsnyheter. (5. desember 2001). Arkivert fra originalen 23. august 2011. Hentet 15. april 2011.
11. K. BOGDANOV "LYN: FLERE SPØRSMÅL ENN SVAR." «Vitenskap og liv» nr. 2, 2007
12. Zhivlyuk Yu.N., Mandelstam S.L. Om lynets temperatur og tordenens kraft // JETP. 1961. T. 40, utgave. 2. s. 483-487.
13. N. A. Kun "Legender og myter" Antikkens Hellas» LLC "AST Publishing House" 2005-538, s. ISBN 5-17-005305-3 Side 35-36.