Почему гремит гром? — «Как и Почему»
Содержание:
Сами процессы, происходящие во время грозы, изучены достаточно хорошо. Гром — звуковое сопровождение мощной ударной волны, появляющейся в результате гигантского электрического разряда.
Как возникает молния?
Из-за трения между мельчайшими льдинками и каплями водяного пара в атмосфере возникает статическое электричество. Воздух ток не проводит, то есть является диэлектриком. При накоплении электрического заряда в определенный момент напряженность поля превышает критическое значение, происходит разрушение молекулярных связей. При этом воздух, водяной пар теряет электроизоляционные свойства. Это явление называется пробоем диэлектрика. Оно может происходить внутри облака, между двумя соседними грозовыми тучами или облаком и землей.
В результате пробоя образуется канал с высокой электропроводностью, заполняемый гигантским искровым разрядом — это и есть молния. При этом процессе выделяется огромное количество энергии.
Длина вспышки может достигать 300 км и более. Воздух, находящийся на пути молнии, очень быстро нагревается до 25 000 — 30 000°С. Для сравнения: температура поверхности Солнца 5726 °С.
Почему возникает гром?
Нагретый молнией воздух расширяется. Происходит мощный взрыв. Он порождает ударную волну, сопровождающуюся очень громким звуком, не единичным, а с раскатами. Это и есть гром. Чем больше изломов имеет молния, тем больше раскатов грома, т.к. на каждом повороте происходит новый взрыв. Плюс звук отражается от соседних облаков. Его максимальная громкость — 120 дБ. Молния линейная и жемчужная не может не сопровождаться грохотом. Просто иногда гроза так далеко от места, с которого видно вспышку, что звук не успевает до него дойти.
Интересный факт: в древних языческих религиях всегда был бог-громовержец. Грохот во время грозы считался одним из проявлений его гнева. Сейчас очевидно, что этот звук нужно воспринимать лишь как предупреждение о приближающейся опасности.
При его появлении нужно просто прикинуть расстояние до грозы и степень риска для людей, находящихся на улице.
Как определить расстояние до молнии по звуку грома?
Между молнией и раскатами грома всегда проходит какое-то время. Это происходит из-за того, что скорость света в миллион раз больше скорости звука. Поэтому сначала видно вспышку и только спустя несколько секунд слышен грохот. Если засечь это время, то можно примерно рассчитать расстояние до грозы.
Скорость распространения звука в воздухе от 331 до 343 м/с. Берем среднее значение — 340 м/c и умножаем на время. Например, между молнией и громом прошло 10 секунд. 340 * 10 = 3400 м. Значит гроза примерно в 3 — 3,5 км. Так как она передвигается со скоростью примерно 20 км/ч, то в этом случае стоит найти укрытие. Если звука после вспышки совсем не слышно, значит до нее не менее 15 — 20 км. То есть можно не беспокоиться. Но нужно учесть, что иногда скорость грозы достигает 65 км/ч.
Интересный факт: мощная ударная волна грома может выбить окна, повалить деревья.
Молния это пробой диэлектрика в атмосфере, сопровождающийся искровым разрядом. Гром — звук, порожденный мощной ударной волной, появляющейся при этом явлении. Раскаты грома — следствие многократного изменения направления молнии и отражения звука от облаков.
Максимальная громкость грома — 120 дБ. Если после вспышек молнии звук не слышен, то до грозы не менее 15 км. Расстояние до нее в метрах можно определить по времени, проходящему между вспышкой и первым раскатом. Его умножают на скорость звука: 340. Человек, услышавший гром, должен считать это предупреждением об опасности. Если расстояние до грозы менее 10 километров, то необходимо переждать ее в безопасном месте.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
ФизМат БАНК — Молния со стороны физики
ФизМат БАНК / Статьи по физике / Молния со стороны физики
Молния — это искровой разряд электростатического заряда кучевого облака, сопровождающийся ослепительной вспышкой и резким звуком (громом).
Молния возникает вследствие установления разности электрических потенциалов (иногда до нескольких миллионов вольт) между различными частями облака, между двумя облаками или между облаком и землей. Длина молний зависит от высоты расположения облаков и лежит в пределах 2-50 км. Сила тока в молнии доходит до 200000 ампер. Температура в канале молнии может составлять 30 000 градусов.
Дерево при ударе молнии расщепляется и даже может загореться. Расщепление дерева происходит вследствие внутреннего взрыва из-за мгновенного образования пара из воды, находящейся в древесине.
Разряд статического электричества обычно проходит по пути наименьшего электрического сопротивления. Так как между самым высоким предметом, среди аналогичных, и кучевым облаком расстояние меньшее, значит меньше и электрическое сопротивление.
Следовательно, молния поразит в первую самый высокий (и узкий) предмет (мачту, дерево, высотный дом, опору линии электропередачи и т.п.).
Молнии являются причиной пожаров и гибели людей. В Европе ежегодно от них погибает около 40 человек, в Америке этот показатель составляет 200-230 человек.
В 1962 г. английский теплоход «Аругарри» загорелся от удара молнии и затонул со всеми людьми, находящимися на борту. В 1963 г. попадание молнии в американский самолет «Боинг-707» привело к пожару на его борту, падению самолета, гибели всех пассажиров и членов экипажа.
Гром — звуковое явление в атмосфере, сопровождающее разряд молнии. Гром представляет собой колебания воздуха под влиянием резкого повышения давления воздуха на пути молнии, вследствие его нагревания приблизительно до 30 000 °С. Раскаты грома возникают из-за того, что молния имеет значительную длину и звук от разных её участков доходит до уха наблюдателя не одновременно, кроме того, возникновению раскатов способствует отражение звука, а также потому, что из-за рефракции звуковая волна распространяется по различным путям и приходит с различными запаздываниями.
Громкость раскатов грома может достигать 120 децибел.
Измеряя интервал времени прошедший между вспышкой молнии и ударом грома можно определить расстояние, на котором находится гроза. Так как скорость света очень велика по сравнению со скоростью звука, то ею можно пренебречь, учитывая лишь скорость звука, которая составляет приблизительно 340 метров в секунду. Таким образом, умножив время между вспышкой молнии и ударом грома в секундах на эту величину можно судить о близости грозы, о том приближается ли гроза к наблюдателю (интервал между молнией и громом сокращается) или удаляется (интервал увеличивается). Как правило, гром слышен на расстоянии до 15-20 километров, таким образом если наблюдатель видит молнию, но не слышит грома, то гроза находится на расстоянии не менее 20 километров.
Во время грозы или после ее окончания может возникнуть крайне редкое атмосферное явление — шаровая молния. Шаровая молния представляет собой голубой, зеленый, жёлтый или красный светящийся шар сантиметров до двадцати в диаметре, медленно плывущий с потоком воздуха.
Появляется он обычно в грозу или после грозы.
Один из трагических случаев русской науки связан именно с таким появлением шаровой молнии. Для изучения атмосферного электричества М.В.Ломоносов и профессор Рихман оборудовали в своих квартирах специальные „громовые машины», которые цепями соединялись с высокими шестами, выставленными на крышах.
В 1753 году во время грозы над Санкт-Петербургом из железного прута в квартире Рихмана внезапно появилась голубоватая шаровая молния, и ученый погиб — „был убит громом», как говорили в академии.
Рейтинг:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(голосов: 3)
4. Nastyona170 11.02.2012 13:01
3.
витяс
27.02.2011 22:00очень хорошая статья )))))
2. *[_uciha itachi_]* 24.07.2010 14:24
ага
1. solomatin 18.05.2010 16:14
хорошая статья)
Добавление комментариев доступно только зарегистрированным пользователям
Что вызывает гром и молнию? Объяснение науки, лежащей в основе явления погоды, и как оставаться в безопасности, если вы попали в шторм
Гром и молния — это погодное явление, которое возникает, когда атмосфера нестабильна
:13 BST
Обновлено 17 июня 2021 г., 15:36 BST
Гром и молния случаются только при определенных обстоятельствах (Фото: Shutterstock)Метеорологическое бюро выпустило предупреждение о погоде желтого цвета на большей части Англии — но что именно вызывает явления грома и молнии?
Вот как создаются гром и молния, и что делать, если вы попали в бурю.
Что такое грозовая туча?
Метеобюро объясняет, что «грозы возникают, когда атмосфера нестабильна», и это происходит, когда «теплый воздух находится под гораздо более холодным воздухом».
Когда теплый воздух поднимается вверх, он охлаждается и конденсируется, образуя влагу, а затем облако.
Если условия будут подходящими, облако превратится в кучево-дождевое облако — тип, необходимый для производства грома и молнии.
В кучево-дождевых облаках бывают восходящие и нисходящие потоки воздуха.
Восходящие потоки воздуха поднимают влагу и капли воды так высоко, что они замерзают и превращаются в кристаллы льда. Как только они становятся слишком тяжелыми, чтобы их могли поддерживать восходящие потоки, они падают градом.
Во время этого процесса частицы льда сталкиваются друг с другом и испускают положительные и отрицательные электрические заряды.
Более легкие положительно заряженные кристаллы льда поднимаются к вершине облака, тогда как более тяжелые отрицательно заряженные кристаллы льда опускаются на дно.
Что вызывает гром и молнию?
Отрицательно заряженные кристаллы льда притягиваются к положительному заряду, а также к зарядам в близлежащих облаках и положительным зарядам на земле.
Когда это притяжение достаточно сильное, заряды соединяются и разряжаются, создавая вспышки молнии.
«Молния — это большая электрическая искра, вызванная перемещением отрицательных зарядов из одного места в другое», — поясняет Weather Channel.
Гром возникает из-за быстрого расширения и нагревания воздуха, вызванного молнией.
Как обезопасить себя во время грозы
Существует множество мифов и заблуждений о грозах, которые могут привести к травмам людей, например, идея о том, что молния никогда не бьет в одно и то же место дважды или что она всегда поражает самый высокий объект .
«И то, и другое неверно, поскольку молния ударяет в лучший проводник на земле, независимо от того, ударяла она раньше или нет», — заявляет Метеобюро.
Существуют различные меры, которые вы можете предпринять до, во время и после грозы, чтобы обезопасить себя.
Перед грозой:
— Поскольку молния может вызвать скачки напряжения, вам следует отключить все второстепенные приборы, если вы еще не используете устройство защиты от перенапряжения слышите гром, значит, вы уже находитесь в пределах досягаемости следующей наземной вспышки
Во время грозы:
— Избегайте использования стационарного телефона, за исключением экстренных случаев, так как телефонные линии могут проводить электричество.
— Если вы находитесь на улице, избегайте воды и найдите низкое открытое место на безопасном расстоянии от деревьев, столбов или металла. предметы
— Остерегайтесь металлических предметов, которые могут проводить или притягивать молнию, таких как клюшки для гольфа, удочки, зонтики, велосипеды и проволочное ограждение
— Если вы застряли в незащищенном месте, близко к земле, положив руки на колени и спрятав между ними голову» и «стараться как можно меньше касаться земли своим телом», поэтому не ложитесь
— Если вы чувствуете, что ваши волосы встают дыбом, немедленно опуститесь в описанное выше положение.
После грозы избегайте обрыва линий электропередач или оборванных кабелей.
Связанные темы: Met OfficeLightningEngland
Thundersnow: зимние грозы | Поговорим о науке
Во многих местах летом часто бывают грозы. Но могут ли они случиться и зимой? Да, они могут!
Зимние грозы имеют другое название. Их зовут грозовой снегопад .
И в грозе, и в снежной грозе есть гром и молния. Отличие заключается в основной форме осадков . В грозу идет дождь. В грозу идет снег.
Давайте узнаем больше о грозовом снегопаде. Но сначала давайте убедимся, что мы понимаем обычные грозы.
Грозы известны темными тучами, проливным дождем и молниями. И, конечно же, гром!
Что вызывает молнию?
Молния очень интересно смотреть! Многие ученые считают, что это вызвано накоплением электрического заряда в кучево-дождевые облака .
Вид с небольшого самолета на кучево-дождевые облака (Источник: Шон из Эйрдри, Канада [CC BY-SA 2.0] через Wikimedia Commons). Внутри этих облаков ветер толкает капли воды снизу вверх. Там капли воды превращаются в кристаллы льда. Это потому, что верхняя часть облака холоднее, чем нижняя. Более крупные кристаллы льда превращаются в градины. Когда они становятся слишком тяжелыми, они падают обратно на дно облака.
Когда градины падают, они передают электроны кристаллам льда, движущимся в другом направлении. Градины, падающие вниз, приобретают отрицательный заряд. Поднимающиеся вверх кристаллы льда приобретают положительный заряд.
Как думаете все это влияет на заряд в облаке? Облако оказывается с большим количеством положительно заряженных частиц наверху. И больше отрицательно заряженных частиц внизу. Это создает электрическое поле, подобное тому, что вокруг батареи .
Отрицательно заряженные частицы притягиваются к положительно заряженным частицам. Помните, что в нижней части облака больше отрицательно заряженных частиц. А в верхней части облака больше положительно заряженных частиц. Но на земле есть и положительно заряженные частицы.
Эти различия в электронах создают статическое электричество . Заряд накапливается между положительно и отрицательно заряженными поверхностями. В конце концов, он становится достаточно большим, чтобы произошла разрядка.
Что происходит, когда нижняя часть облака выбрасывает отрицательно заряженные частицы? Частицы покидают облако импульсами, называемыми ступенчатыми лидерами . Они направляются к ближайшим положительно заряженным частицам на земле. Обычно это высокие деревья или здания.
Процесс невероятного удара молнии (2013) Макса Олсона Чейзинга (0:46 мин.).
А как насчет положительно заряженных частиц на земле? Они движутся вверх, чтобы встретиться с отрицательно заряженными частицами. Когда они наконец встречаются, они вызывают очень быструю вторичную вспышку. Он уравновешивает заряд между частицами и создает молнию, которую вы видите во время грозы!
Молнии могут возникать внутри облаков, между облаками и землей и между самими облаками (© 2019).Поговорим о науке).Что такое гром?
Так что же вызывает звук грома? Молния очень горячая! Она может достигать около 30 000 градусов по Цельсию.
Это создает горячий воздух, который расширяет . Когда воздух охлаждается, он снова сжимается . Это все происходит очень быстро.
Быстрое расширение и сжатие воздуха создают громкий треск. Вы слышите это как гром. Вы когда-нибудь слышали грохочущий звук после первого удара грома? Это звук вибрации воздуха при охлаждении!
Знаете ли вы?
Свет распространяется быстрее звука. Вот почему вы обычно видите молнию раньше, чем слышите гром. Чем короче время между молнией и громом, тем ближе вы к грозе!
Что такое грозовой снег?
Когда гром и молния случаются при низких температурах, это называется грозовой снег . Грозовой снег встречается довольно редко. В июне 2019 года некоторые из них были в западной части Британской Колумбии. Иногда это происходит в центральной и западной части Соединенных Штатов. Об этом время от времени сообщалось в Финляндии, Великобритании, Норвегии, Китае и Японии.
Почему снег с грозой бывает так редко? Обычно кучево-дождевые облака образуются только в теплую летнюю погоду. Эти облака создают молнии, потому что их вершины достигают более холодного воздуха, где образуются кристаллы льда.
Все начинается, когда солнце нагревает поверхность Земли. Это заставляет теплый влажный воздух подниматься в атмосферу. Влажный воздух выделяет тепло, конденсируясь в капли воды. Это еще больше нагревает воздух. В конце концов, начинает формироваться очень высокое облако.
Но зимой облака более плоские. Это потому, что не так много тепла , чтобы поднять влажный воздух. Верхушки более плоских облаков не достигают более холодного воздуха, где образуются кристаллы льда. А без кристаллов льда нет молнии. Вот почему снег с грозой бывает так редко.