Lyn

Vi tenker ofte at elektrisitet er noe som kun genereres i kraftverk, og absolutt ikke i de fibrøse massene av vannskyer, som er så sjeldne at du lett kan stikke hånden inn i dem. Imidlertid er det elektrisitet i skyene, akkurat som det er til og med i menneskekroppen.

Elektrisitetens natur

Alle kropper er laget av atomer – fra skyer og trær til Menneskekroppen. Hvert atom har en kjerne som inneholder positivt ladede protoner og nøytrale nøytroner. Unntaket er det enkleste hydrogenatomet, i kjernen hvor det ikke er noe nøytron, men bare ett proton.

Negativt ladede elektroner sirkulerer rundt kjernen. Positive og negative ladninger tiltrekker hverandre, så elektroner kretser rundt kjernen til et atom, som bier rundt en søt pai. Tiltrekningen mellom protoner og elektroner skyldes elektromagnetiske krefter. Derfor er elektrisitet tilstede overalt hvor vi ser. Som vi ser, er det også inneholdt i atomer.

I normale forhold de positive og negative ladningene til hvert atom balanserer hverandre, så kropper som består av atomer har vanligvis ingen nettoladning - verken positiv eller negativ. Som et resultat forårsaker ikke kontakt med andre gjenstander en elektrisk utladning. Men noen ganger kan balansen mellom elektriske ladninger i kroppen bli forstyrret. Du kan oppleve dette selv mens du er hjemme på en kald vinterdag. Huset er veldig tørt og varmt. Du, stokkende med bare føtter, går rundt i palasset. Uten at du visste det, ble noen av elektronene fra sålene dine overført til atomene på teppet.

Relatert materiale:

Hvorfor er lyn i forskjellige farger?

Nå bærer du en elektrisk ladning fordi antallet protoner og elektroner i atomene dine ikke lenger er balansert. Prøv nå å ta tak i metalldørhåndtaket. En gnist vil hoppe mellom deg og henne, og du vil føle et elektrisk støt. Det som har skjedd er at kroppen din, som ikke har nok elektroner til å oppnå elektrisk balanse, søker å gjenopprette balansen gjennom kreftene til elektromagnetisk tiltrekning. Og den er restaurert. Mellom hånd og dørhåndtak Det er en strøm av elektroner rettet mot hånden. Hvis rommet var mørkt, ville du se gnister. Lys er synlig fordi elektroner, når de hopper, sender ut kvanter av lys. Hvis det er stille i rommet, vil du høre en lett knitrende lyd.

Elektrisitet omgir oss overalt og finnes i alle kropper. Skyer i denne forstand er intet unntak. Mot bakgrunnen av den blå himmelen ser de veldig ufarlige ut. Men akkurat som deg i rommet, kan de bære en elektrisk ladning. I så fall, pass på! Når skyen gjenoppretter den elektriske balansen i seg selv, bryter det ut et helt fyrverkeri.

Hvordan ser lynet ut?

Her er hva som skjer: i en mørk, enorm tordensky, kraftig luftstrømmer, som presser ulike partikler sammen - korn av havsalt, støv og så videre. Akkurat som sålene dine, når de gnis mot et teppe, frigjøres fra elektroner, blir partikler i en sky, når de kolliderer, frigjort fra elektroner, som hopper til andre partikler. Slik skjer omfordeling av avgifter. Noen partikler som har mistet elektronene har positiv ladning, mens andre som har tatt på seg ekstra elektroner nå har negativ ladning.

Relatert materiale:

Regn på andre planeter

Av årsaker som ikke er helt klare, blir tyngre partikler negativt ladet, mens lettere partikler blir positivt ladet. Dermed blir den tyngre nedre delen av skyen negativt ladet. Den negativt ladede nedre delen av skyen skyver elektroner mot bakken, ettersom like ladninger frastøter hverandre. Dermed dannes en positivt ladet del av jordoverflaten under skyen. Da, etter nøyaktig samme prinsipp som en gnist hopper mellom deg og dørhåndtaket, vil den samme gnisten hoppe mellom skyen og bakken, bare veldig stor og kraftig - dette er lyn. Elektronene flyr i en gigantisk sikksakk mot bakken, og finner protonene sine der. I stedet for en knapt hørbar knitrende lyd, kommer det et kraftig tordenklapp.

Mange mennesker er redde for et forferdelig naturfenomen - tordenvær. Dette skjer vanligvis når solen er dekket av mørke skyer, forferdelig torden buldrer og kraftig regn faller.

Selvfølgelig bør du være redd for lyn, fordi det til og med kan drepe eller forårsake død Dette har vært kjent i lang tid, det er derfor de kom opp med ulike virkemidler for beskyttelse mot lyn og torden (for eksempel metallstenger).

Hva skjer der oppe og hvor kommer tordenen fra? Og hvordan oppstår lynet?

stormskyer

Vanligvis stor. De når flere kilometer i høyden. Det er ikke visuelt synlig hvordan alt syder og syder inne i disse tordnende skyene. Denne luften, inkludert vanndråper, beveger seg med høy hastighet fra bunn til topp og omvendt.

Den øverste delen av disse skyene når -40 grader i temperatur, og vanndråper som faller ned i denne delen av skyen fryser.

Om opprinnelsen til tordenskyer

Før vi lærer hvor torden kommer fra og hvordan lynet oppstår, la oss kort beskrive hvordan tordenskyer dannes.

De fleste av disse fenomenene forekommer ikke over vannoverflaten på planeten, men over kontinentene. I tillegg dannes det intensivt tordenskyer over kontinentene på tropiske breddegrader, hvor luften nær jordoverflaten (i motsetning til luften over vannoverflaten) varmes opp kraftig og stiger raskt.

Vanligvis, i bakkene i forskjellige høyder, dannes en lignende oppvarmet luft, som trekker inn fuktig luft fra store områder av jordens overflate og løfter den oppover.

Slik dannes de såkalte cumulusskyene, og blir til tordenskyer, beskrevet rett ovenfor.

La oss nå avklare hva lyn er, hvor kommer det fra?

Lyn og torden

Fra de samme frosne dråpene dannes det isbiter, som også beveger seg i skyene i stor hastighet, kolliderer, kollapser og lader med elektrisitet. De isbitene som er lettere og mindre forblir på toppen, og de som er større smelter, går ned og blir igjen til vanndråper.

Dermed oppstår to elektriske ladninger i en tordensky. Øverst er det negativt, nederst er det positivt. Når forskjellige ladninger møtes, skapes en kraftig og lynet oppstår. Det ble klart hvor det kommer fra. Hva skjer etterpå? Et lynglimt varmes øyeblikkelig opp og utvider luften rundt seg. Sistnevnte varmes opp så mye at det oppstår en eksplosjon. Dette er torden som skremmer alle levende ting på jorden.

Det viser seg at alle disse er manifestasjoner. Da oppstår det neste spørsmålet om hvor sistnevnte kommer fra, og i så store mengder. Og hvor går det?

Ionosfære

Vi fant ut hva lyn er og hvor det kommer fra. Nå litt om prosessene som opprettholder jordens ladning.

Forskere har funnet ut at jordens ladning generelt er liten og utgjør bare 500 000 coulombs (det samme som 2 bilbatterier). Hvor forsvinner så den negative ladningen, som overføres av lynet nærmere jordens overflate?

Vanligvis, i klart vær, utlades jorden sakte (en svak strøm går hele tiden mellom ionosfæren og jordens overflate gjennom hele atmosfæren). Selv om luft betraktes som en isolator, inneholder den en liten andel ioner, som gjør at strøm kan eksistere i hele atmosfæren. Takket være dette, men sakte, overføres den negative ladningen fra jordens overflate til høyden. Derfor forblir volumet av jordens totale ladning alltid uendret.

I dag er den vanligste oppfatningen at kulelyn er en spesiell type ladning i form av en ball, som eksisterer ganske lenge og beveger seg langs en uforutsigbar bane.

I dag er det ingen enkelt teori om opprinnelsen til dette fenomenet. Det er mange hypoteser, men så langt har ingen fått anerkjennelse blant forskere.

Vanligvis, som øyenvitner vitner, skjer det under tordenvær eller storm. Men det er også tilfeller av dens forekomst i solfylt vær. Oftere genereres det av vanlig lyn, noen ganger dukker det opp og går ned fra skyene, og sjeldnere dukker det opp uventet i luften eller kan til og med komme ut av et objekt (søyle, tre).

Noen interessante fakta

Vi fant ut hvor torden og lyn kommer fra. Nå litt om interessante fakta angående de ovenfor beskrevne naturfenomenene.

1. Jorden opplever omtrent 25 millioner lyn hvert år.

2. Lyn har en gjennomsnittlig lengde på cirka 2,5 km. Det er også utslipp som strekker seg 20 km i atmosfæren.

3. Det er en tro på at lynet ikke kan slå ned to ganger på samme sted. I virkeligheten er dette ikke tilfelle. Analyseresultater (av geografisk kart) lokaliseringer av lynnedslag de siste årene viser at lynet kan slå ned på samme sted flere ganger.

Så vi fant ut hva lyn er og hvor det kommer fra.

Tordenvær dannes som en konsekvens av komplekse atmosfæriske fenomener på planetarisk skala.

Hvert sekund forekommer omtrent 50 lyn på planeten Jorden.

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 bruk av Drage startet i et tordenvær. Franklins opplevelse ble beskrevet i arbeidet til Joseph Priestley.

Fysiske egenskaper til lyn

Gjennomsnittlig lengde 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 lineære glidelåser, som tilhører de såkalte elektrodeløse utladningene, siden de begynner (og ender) i ansamlinger av ladede partikler. Dette bestemmer deres noen 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 lynet skal oppstå, er det nødvendig at en sky dannes i et relativt lite (men ikke mindre enn et kritisk) volum. elektrisk felt(se atmosfærisk elektrisitet) med en intensitet tilstrekkelig til å initiere en elektrisk utladning (~ 1 MV/m), og i en betydelig del av skyen vil det være et felt med en gjennomsnittlig intensitet tilstrekkelig til å opprettholde den initierte utladningen (~ 0,1-0,2 MV/m). I lynet Elektrisk energi skyer forvandles 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 en del 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

Intraskylyn 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 av blå farge. Høyden på jetstrålene kan nå 40-70 km (ionosfærens nedre grense), jetfly lever relativt lenger enn alver.

Sprites

Sprites er 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 en lydbølge – torden.

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, siden elektrisitet følger den korteste torden-til-bakken-veien. Ofte slår lynet ned i trær og transformatorinstallasjoner jernbane, 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.

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 i en trestamme langs banen med minst elektrisk motstand, frigjør en stor mengde varme, gjør vann til damp, som splitter 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.

Trær truffet av lynet brukes til å lage musikkinstrumenter, som 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 forskjellige typer verneutstyr slik som avledere, ikke-lineære overspenningsdempere, 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. Lynnedslag fly fører til at en stor strøm sprer seg gjennom konstruksjonselementene, noe som kan forårsake ødeleggelse, brann i drivstofftanker, utstyrsfeil og tap av liv. For å redusere risiko metallelementer utvendig kledning fly er nøye elektrisk koblet til hverandre, og ikke-metalliske elementer er metallisert. 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 vannlekkasjer 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

Notater

Ermakov V.I., Stozhkov Yu.I. Fysikk til tordenskyer // Fysisk institutt dem. P.N. Lebedeva, RAS, M. 2004: 37
Kosmiske stråler får skylden for lyn Lenta.Ru, 09.02.2009
Røde alver og blå jetfly
ELVES, en primer: Ionosfærisk oppvarming av de elektromagnetiske pulsene fra lynet
Fraktale modeller av blå jetfly, blå startere viser likheter, forskjeller med røde sprites
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.
Utseendet til UFOer ble forklart av sprites. lenta.ru (24.02.2009). Arkivert fra originalen 23. august 2011. Hentet 16. januar 2010.
John E. Oliver Encyclopedia of World Climatology. - National Oceanic and Atmospheric Administration, 2005. - ISBN 978-1-4020-3264-6
. National Oceanic and Atmospheric Administration. Arkivert
. NASA vitenskap. Vitenskapsnyheter. (5. desember 2001). Arkivert fra originalen 23. august 2011. Hentet 15. april 2011.
K. BOGDANOV "LYN: FLERE SPØRSMÅL ENN SVAR." «Vitenskap og liv» nr. 2, 2007
Zhivlyuk Yu.N., Mandelstam S.L. Om lynets temperatur og tordenens kraft // JETP. 1961. T. 40, utgave. 2. s. 483-487.
N. A. Kun "Legender og myter" Antikkens Hellas» LLC "AST Publishing House" 2005-538, s. ISBN 5-17-005305-3 Side 35-36.
Redaktører: Mariko Namba Walter, Eva Jane Neumann Fridman Sjamanisme: et leksikon av verdens tro, praksis og kultur. - ABC-CLIO, 2004. - T. 2. - S. 442. -

Har du noen gang lurt på hvorfor fugler sitter på høyspentledninger, og en person dør når han berører ledningene? Alt er veldig enkelt - de sitter på en ledning, men ingen strøm flyter gjennom fuglen, men hvis fuglen slår med vingen, samtidig berører to faser, vil den dø. Slik dør de vanligvis store fugler som storker, ørner, falker.

På samme måte kan en person røre en fase og ingenting vil skje med ham hvis det ikke strømmer gjennom ham for dette må du bruke gummistøvler og Gud forby deg å berøre en vegg eller metall.

Elektrisk strøm kan drepe en person på et brøkdel av et sekund, den treffer uten forvarsel. Lynet treffer jorden hundre ganger per sekund og over åtte millioner ganger per dag. Denne naturkraften er fem ganger varmere enn overflaten til solen. Den elektriske utladningen slår til med en kraft på 300 000 ampere og en million volt på et brøkdels sekund. I Hverdagen vi tror vi kan kontrollere elektrisiteten som driver hjemmene våre, utendørslysene våre og nå bilene våre. Men elektrisitet i sin opprinnelige form kan ikke kontrolleres. Og lyn er elektrisitet i stor skala. Og likevel forblir lyn et stort mysterium. Den kan slå uventet og veien kan være uforutsigbar.

Lyn på himmelen skader ikke, men ett av ti lyn slår ned på jordoverflaten. Lyn er delt inn i mange grener, som hver er i stand til å treffe en person som befinner seg ved episenteret. Når en person blir truffet av lynet, kan strømmen gå fra en person til en annen hvis de kommer i kontakt.

Det er en regel om tretti og tretti: Hvis du ser lyn og hører torden mindre enn tretti sekunder senere, må du søke ly, og så må du vente tretti minutter fra siste torden før du går ut. Men lyn følger ikke alltid en streng ordre.

Det er et atmosfærisk fenomen som torden fra klar himmel. Ofte går lynet, som etterlater en sky, opptil seksten kilometer før det treffer bakken. Med andre ord kan lyn dukke opp fra ingensteds. Lyn trenger vind og vann. Når sterke vinder heve fuktig luft, og skape forhold for fremveksten av ødeleggende tordenvær.

Det er umulig å dekomponere til komponenter noe som passer inn i en milliondels sekund. En falsk tro er at vi ser lynet når det beveger seg til bakken, men det vi faktisk ser er lynets returvei til himmelen. Lyn er ikke et enveis nedslag mot bakken, men er faktisk en ring, en sti i to retninger. Lynglimt som vi ser er det såkalte returslaget, den siste fasen av syklusen. Og når lynnedslaget varmer opp luften, vises visittkortet - torden. Lynets returvei er den delen av lynet som vi ser som et glimt og hører som torden. En omvendt strøm på tusenvis av ampere og millioner av volt suser fra bakken til skyen.

Lyn gir jevnlig elektriske støt til mennesker innendørs. Den kan gå inn i en struktur på forskjellige måter, gjennom avløpsrør og vannrør. Lyn kan trenge gjennom elektriske ledninger hvis strømstyrke er et vanlig hus når ikke to hundre ampere og overbelaster de elektriske ledningene i hopp fra tjue tusen til to hundre tusen ampere. Den kanskje farligste veien i hjemmet ditt fører direkte til hånden din gjennom telefonen. Nesten to tredjedeler av innendørs elektriske støt oppstår når folk tar opp en fasttelefon under et lynnedslag. Trådløse telefoner er tryggere under tordenvær, men lyn kan gi elektrokuttering av noen som står i nærheten av telefonens base. Selv en lynavleder kan ikke beskytte deg mot alt lyn, siden den ikke er i stand til å fange lyn på himmelen.

Om lynets natur

Det er flere forskjellige teorier som forklarer opprinnelsen til lynet.

Vanligvis har bunnen av skyen en negativ ladning og toppen har en positiv ladning, noe som gjør sky-jordsystemet som en gigantisk kondensator.

Når den elektriske potensialforskjellen blir stor nok, oppstår en utladning kjent som lyn mellom bakken og skyen, eller mellom to deler av skyen.

Er det farlig å sitte i en bil når det lyner?

I et av disse forsøkene ble et meterlangt kunstig dødelig lyn rettet mot ståltak bil der det var en person. Lyn passerte gjennom foringsrøret uten å skade en person. Hvordan skjedde dette? Siden ladninger på en ladet gjenstand frastøter hverandre, har de en tendens til å bevege seg så langt fra hverandre som mulig.

Ved en hul mekanisk kule-pi-sylinder fordeles ladningene på den ytre overflaten av objektet På samme måte hvis lynet gir etter metalltak bil, så vil de frastøtende elektronene spre seg ekstremt raskt over bilens overflate og gå gjennom kroppen ned i bakken. Derfor går lyn langs overflaten av en metallbil ned i bakken og kommer ikke inn i bilen. Av samme grunn er et metallbur perfekt beskyttelse mot lynnedslag. Som et resultat av at kunstig lyn treffer en bil med en spenning på 3 millioner volt, øker potensialet til bilen og kroppen til personen i den til nesten 200 tusen volt. Samtidig opplever en person ikke det minste tegn på elektrisk støt, siden det ikke er noen potensiell forskjell mellom noen punkter på kroppen hans.

Dette betyr at opphold i et godt jordet bygg med metall ramme, og det er mange av dem i moderne byer.

Hvordan kan vi forklare at fugler sitter på ledningene helt rolig og ustraffet?

Kroppen til en sittende fugl er som en gren av en kjede ( parallellkobling). Motstanden til denne grenen med fuglen er mye større enn motstanden til ledningen mellom fuglens ben. Derfor er strømstyrken i fuglens kropp ubetydelig. Hvis en fugl, som satt på en ledning, berørte stangen med vingen eller halen, eller på annen måte forbundet med bakken, ville den øyeblikkelig bli drept av strømmen som ville strømme gjennom den ned i bakken.

Interessante fakta om lyn

Gjennomsnittlig lengde på lynet er 2,5 km. Noen utslipp strekker seg opp til 20 km i atmosfæren.

Lyn er gunstig: de klarer å rive millioner av tonn nitrogen fra luften, binde det og sende det ned i bakken, og gjødsle jorden.

Saturns lyn er en million ganger sterkere enn jordens.

En lynutladning består vanligvis av tre eller flere gjentatte utladninger – pulser som følger samme vei. Intervallene mellom påfølgende pulser er svært korte, fra 1/100 til 1/10 s (det er dette som får lynet til å flimre).

Omtrent 700 lyn på jorden hvert sekund. Verdenssentre for tordenvær: øya Java - 220, ekvatorial-Afrika - 150, sørlige Mexico - 142, Panama - 132, sentrale Brasil - 106 tordenvær dager i året. Russland: Murmansk - 5, Arkhangelsk - 10, St. Petersburg - 15, Moskva - 20 tordenvær dager i året.

Luften i sonen til lynkanalen varmes nesten øyeblikkelig opp til en temperatur på 30 000-33 000 ° C. I gjennomsnitt dør rundt 3000 mennesker av lynnedslag i verden hvert år

Statistikk viser at hver 5.000-10.000 flytime er det ett lynnedslag på et fly, heldigvis fortsetter nesten alle skadede fly å fly.

Til tross for lynets knusende kraft, er det ganske enkelt å beskytte deg mot det. Under et tordenvær bør du dra umiddelbart åpne plasser, ikke i noe tilfelle bør du gjemme deg under separate trær, eller være i nærheten av høye master og kraftledninger. Du bør ikke holde stålgjenstander i hendene. Under tordenvær kan du heller ikke bruke radiokommunikasjon, mobiltelefoner. Fjernsyn, radioer og elektriske apparater skal være slått av innendørs.

Lynavledere beskytter bygninger mot lynskader av to grunner: de lar ladningen indusert på bygningen strømme ut i luften, og når lynet slår ned i bygningen, tar de den ned i bakken.

Hvis du befinner deg i tordenvær, bør du unngå å ta ly i nærheten av enkelttrær, hekker, høye steder og å være på åpne områder.

Legg til nettsted i bokmerker

Lyn fra et elektrisk synspunkt

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 en drage som ble lansert i et tordenvær. Franklins opplevelse ble beskrevet i arbeidet til Joseph Priestley.

Gjennomsnittlig lengde på lynet er 2,5 km, noen utslipp strekker seg opp til 20 km i atmosfæren.

Hvordan dannes lyn? Oftest oppstår lyn i cumulonimbusskyer, da kalles de 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). Ved lyn omdannes den elektriske energien til skyen 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 slagionisering, skapt i utgangspunktet av frie elektroner, 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 initieres utladningen av høyenergiske kosmiske stråler, som utløser en prosess som kalles løpende elektronnedbrytning. 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 med en gjennomsnittshastighet på 200 000 meter per sekund. 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.

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

Intraskylyn 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 av den 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 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 den s.k. ball lyn 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 - 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 helsevesen må haster. I alvorlige tilfeller (pustestopp og hjerteslag) er gjenopplivning nødvendig av ethvert vitne til ulykken uten å vente på medisinske arbeidere. Gjenopplivning 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 sykdom(resultatet av et tredje lynnedslag). Det fjerde lynet ødela monumentet hans på kirkegården fullstendig;
Blant Andes-indianerne anses et lynnedslag som nødvendig for å oppnå høyere nivåer 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 passerer gjennom en trestamme langs stien til den minste elektrisk motstand, med frigjøring av en stor mengde varme, gjør vann til damp, som deler trestammen eller oftere river deler av barken 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 i Wiktionary
	Kategori:Lyn på Wikimedia Commons