Естественные науки
Как и почему образуется молния?
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.
Что такое "ток"? Это направленное ТЕЧЕНИЕ заряженных частиц (или ионов, или пылинок) - чего угодно, имеющего заряд.
Как инициировать такое течение? Нужно поместить в одной стороне что-то заряженное положительно, а в другой - заряженное отрицательно. Все частицы в пространстве между этими "электродами", если сами имеют какой-либо заряд, начнут притягиваться к одному "электроду" и одновременно отталкиваться от другого. И начнут направленно двигаться. Это и есть "электрический ток".
Чтобы появилась молния, нужно иметь эти два "электрода". В природе скопления воды в виде облаков тоже могут электризоваться (приобретать электрический заряд) - под действием солнечного излучения, или из-за трения между воздушными массами. А земля имеет всегда нейтральный заряд, т. к. любые случайно появляющиеся наэлектризованные области постепенно обмениваются слабыми токами друг с другом и взаимно уравнивают свои заряды. Когда облако хорошенько наэлектризуется, то получаются два "электрода" с разным уровнем заряда - облако и земля под ним. Или иногда - два соседних облака с разными зарядами. И воздух во всем этом пространстве оказывается пронизан электрическим полем. Если бы воздух состоял из заряженных частиц, то сразу же началось бы их течение, "ток". Но воздух сам по себе тока не проводит, т. к. его молекулы электрически нейтральны. Они просто не реагируют на появление эл. поля.
Но вот молекулы и атомы газов, из которых воздух состоит - внутри себя содержат-таки заряженные частицы - электроны и протоны. Правда, эти частицы связаны в атоме, и не так уж легко от него отрываются. Тем не менее, если притяжение эл. поля достаточно СИЛЬНОЕ, то может вырвать из ближайшего атома один-другой электрон. И появляется сразу пара заряженных объектов - отрицательный электрон, и положительный ион (атом, в котором не хватает одного электрона). Эти два предмета сразу же начинают двигаться, каждый в свою сторону, под тяготением эл. поля. Это еще не "ток", но его начало.
Как только вблизи одного из "электродов" появились первые ионы и свободные электроны - этот крошечный участок воздуха кратковременно превращается в проводник, который уже присоединен к "электроду". Поэтому теперь электрическое поле сосредоточено в чуть менее широком пространстве. Как бы "электроды немножко сблизились". Поэтому полю становится чуть легче разодрать следующую молекулу воздуха, и она ТОЖЕ присоединяется к этому виртуальному воздушному "проводнику". Количество летящих заряженных частиц увеличивается. И так далее - зазор между "электродами" становится все меньше, эффективность работы этого поля растет. И растет лавина летящих электронов. По пути они натыкаются на еще незатронутые молекулы и выбивают из них еще электроны. Такая реакция называется "цепной". Она не только поддерживает сама себя, но и стремительно нарастает - до тех пор, пока между "электродами" не образуется уже целый, непрерывный канал с летящими в нем электронами. В физике это называется "электрическим пробоем" - когда слишком сильное эл. поле "пробивает" дорогу для тока в среде, которая тока изначально не проводила.
Когда электрон выдергивается или выбивается из атома, это сопровождается излучением одного фотона (это отдельная история, пока просто прими это как данность). Поэтому образование ионизированного проводящего канала сопровождается световой вспышкой, канал ярко светится, как шнур.
Дальше в комменте.
Как инициировать такое течение? Нужно поместить в одной стороне что-то заряженное положительно, а в другой - заряженное отрицательно. Все частицы в пространстве между этими "электродами", если сами имеют какой-либо заряд, начнут притягиваться к одному "электроду" и одновременно отталкиваться от другого. И начнут направленно двигаться. Это и есть "электрический ток".
Чтобы появилась молния, нужно иметь эти два "электрода". В природе скопления воды в виде облаков тоже могут электризоваться (приобретать электрический заряд) - под действием солнечного излучения, или из-за трения между воздушными массами. А земля имеет всегда нейтральный заряд, т. к. любые случайно появляющиеся наэлектризованные области постепенно обмениваются слабыми токами друг с другом и взаимно уравнивают свои заряды. Когда облако хорошенько наэлектризуется, то получаются два "электрода" с разным уровнем заряда - облако и земля под ним. Или иногда - два соседних облака с разными зарядами. И воздух во всем этом пространстве оказывается пронизан электрическим полем. Если бы воздух состоял из заряженных частиц, то сразу же началось бы их течение, "ток". Но воздух сам по себе тока не проводит, т. к. его молекулы электрически нейтральны. Они просто не реагируют на появление эл. поля.
Но вот молекулы и атомы газов, из которых воздух состоит - внутри себя содержат-таки заряженные частицы - электроны и протоны. Правда, эти частицы связаны в атоме, и не так уж легко от него отрываются. Тем не менее, если притяжение эл. поля достаточно СИЛЬНОЕ, то может вырвать из ближайшего атома один-другой электрон. И появляется сразу пара заряженных объектов - отрицательный электрон, и положительный ион (атом, в котором не хватает одного электрона). Эти два предмета сразу же начинают двигаться, каждый в свою сторону, под тяготением эл. поля. Это еще не "ток", но его начало.
Как только вблизи одного из "электродов" появились первые ионы и свободные электроны - этот крошечный участок воздуха кратковременно превращается в проводник, который уже присоединен к "электроду". Поэтому теперь электрическое поле сосредоточено в чуть менее широком пространстве. Как бы "электроды немножко сблизились". Поэтому полю становится чуть легче разодрать следующую молекулу воздуха, и она ТОЖЕ присоединяется к этому виртуальному воздушному "проводнику". Количество летящих заряженных частиц увеличивается. И так далее - зазор между "электродами" становится все меньше, эффективность работы этого поля растет. И растет лавина летящих электронов. По пути они натыкаются на еще незатронутые молекулы и выбивают из них еще электроны. Такая реакция называется "цепной". Она не только поддерживает сама себя, но и стремительно нарастает - до тех пор, пока между "электродами" не образуется уже целый, непрерывный канал с летящими в нем электронами. В физике это называется "электрическим пробоем" - когда слишком сильное эл. поле "пробивает" дорогу для тока в среде, которая тока изначально не проводила.
Когда электрон выдергивается или выбивается из атома, это сопровождается излучением одного фотона (это отдельная история, пока просто прими это как данность). Поэтому образование ионизированного проводящего канала сопровождается световой вспышкой, канал ярко светится, как шнур.
Дальше в комменте.
Это просто большая искра внутри облака, между облаками или между облаками и землей. Из-за трения кристалликов в облаке более тяжелые заряжаются положительно и скапливаются внизу, более легкие заряжаются отрицательно и остаются наверху. Со временем происходит пробой воздушного промежутка между заряженными по-разному частями облаков или землей.
этого до сих пор никто в мире не знает
Разность потенциалов, типа.
Её пришивают на швейной фабрике.
Это Зевс.
Похожие вопросы
- Почему шаровая молния, созданная в домашних условиях, сразу же разряжается?
- почему образуется роса???
- Почему образуются ''озоновые дыры''?
- Как и почему образуется смог? И что является причиной его образования?
- Почему образуется облако водяного пара при выходе из вытяжной трубы?
- Почему образуются плоскогорья? Как так выходит, что так много гор сверху такие плоские и ровные по высоте?
- Почему сначала сверкает молния а потом идет звук???
- Почему молния если дойдет до Земли, то бьет в отдельно стоящие предметы (дерево, громоотвод...), а не в плоские места?
- Пушной, Галилео, СТС. Сегодня сказал, что молния бьёт не только сверху, но 10% молний бьёт снизу. Кто видел эти 10%?
- Как молнии могут создавать излучение в гамма диапазоне?
Ну и как только два "электрода" (облако и земля) оказываются соединены таким "воздушным проводом", по нему с воплями и радостью устремляется гигантская толпа электронов, получается "короткое замыкание" между небом и землей. За тысячную долю секунды разница потенциалов уравнивается, и ток прекращается.
Но ионизация в воздухе еще несколько секунд сохраняется (электронам же нужно время, чтобы снова отыскать атомы, куда можно пристроиться снова). И если заряд из облака вышел еще не весь (или подтянулось другое облако) - то молния может ударить вторично по тому же самому каналу. Ты часто можешь видеть во
Канал молнии на самом деле очень узкий, всего несколько миллиметров. Представляешь, какая плотность тока там собирается при лавинообразной реакции? Иногда на песчаных пляжах после сильной грозы находят вплавленные в песок стеклянные трубочки - молния ударила в мокрый пляж и расплавила песок. Эти трубочки не толще спички, и уходят в землю как корешки, с ответвлениями.