Природа богата различными явлениями, происхождение которых очень тяжело объяснить. К сожалению многие из них могут нанести вред как человеку, так и производственным установкам. Согласно официальной статистике, в каждый момент времени на нашей планете происходит более 2000 гроз, а ежесекундно в земную твердь ударяет около 50 молний. Они, пожалуй, являются одним из самых удивительных и загадочных природных явлений. Существует множество терминологий, описывающих его, но наиболее точное дал Б. Франклин. Согласно его теории, молния — это электрический разряд величиной несколько десятков кулон и амплитудой от 20 до 100 кА. При этом ее продолжительность составляет всего несколько десятых долей секунды, однако даже этого хватает, чтобы человеческий взгляд мог ее заметить. И если в древности к ним относились с благоговением и страхом, наделяя божественной силой, то сегодня ученые научились воссоздавать эти электрические заряды.
Природа происхождения молний
Электрические разряды в атмосфере возникают из-за процесса электризации. В грозовых тучах есть положительные и отрицательные заряды. Первые находятся в нижней ее части, а вторые — в верхней. При их столкновении на большой скорости возникает электрических заряд большой мощности, который сопровождается яркой вспышкой и громом.
Воссоздать молнию можно и в лабораторных условиях. Все дело в том, что все материалы обладают различной способностью к электризации. При трении один из них будет заряжаться положительными, а другой — отрицательными зарядами. При соблюдении определенных условий возникает пробой и появляется молния.
Электрическое поле земли
Впервые оно было измерено в начале XX века специальным прибором, который подняли в атмосферу при помощи зонда. Его напряженность у поверхности земли составляет около 100 В/м. Таким образом суммарный заряд планеты равняется 400 000 кулон. В качестве проводников выступают ионы, количество которых увеличивается по мере роста высоты. Максимальная концентрация наблюдается в ионосфере, находящейся в 50 километрах от земной тверди.
Исходя из этого можно отметить, что электрическое поле Земли — это своеобразный конденсатор сферической формы напряжением 400 кВ, по которому непрерывно течет ток силой от 2 до 4 кА. Если провести элементарные подсчеты, то можно установить, что электрическое поле вырабатывает приблизительно 1,5 ГВт энергии.
Как выяснили ученые, молнии — это подзарядка для электрического поля Земли. Если их не станет, то оно просто исчезнет? и неизвестно, к каким для нас последствиям это может привести.
Люди и электрическое поле
Мы не ощущаем его, поскольку наши тела выступают в качестве хороших проводников. Заряд планеты воздействует на людей, искажая их энергетические поля. Когда начинается гроза, количество положительно заряженных ионов у поверхности земли может сильно возрастать, а напряженность - увеличиваться в тысячи раз. Если человек окажется в эпицентре происходящего, то каждый волосок накапливает положительный заряд, в результате чего они встают дыбом. Если понаблюдать за животными, то с ними происходит аналогичное.
Электризация
Этот процесс наилучшим образом помогает понять, как в облаках происходит разделение положительных и отрицательных электрических зарядов. Для этого нужно вернуться к основам физики. Под ним подразумевается удаление «заряженной» пыли.
Самый элементарный способ получения зарядов — это два тела друг о друга. Их мощность и знак зависит от используемых материалов. Изначально все тела имеют нейтральный электрический заряд. Поэтому если поднять его на большую высоту, то к нему начнут прилипать как положительные, так и отрицательные ионы. Таким образом, на поверхности тела образуется слой пыли, нейтрализующий его электрическое поле. Следовательно, электризация — это процесс, направленный на его снятие.
Облака
Они выступают своеобразной фабрикой по производству электрических зарядов. Облака представляют собой большие скопления конденсированного пара. В них присутствуют капельки воды и льдинки, которые пребывают в непрерывном движении. Время от времени они сталкиваются друг с другом, в результате чего происходит их электризация. Более крупные частицы заряжаются отрицательно, а мелкие — положительно. Как уже отмечалось ранее, первые сконцентрированы в верхней части облака, а вторые — в нижней. Как только достигается равновесие, создаются идеальные условия для разряда молнии.
Привет из космоса
Облака не могут настолько сильно наэлектризовать себя, чтобы спровоцировать электрический разряд. Это связано с тем, что их напряженность никогда не превышает 400 кВ/м. Для возникновения молнии она должна быть не менее 2500 кВ/м. Поэтому вполне логично предположить, что для возникновения молнии нужно что-то еще.
В 1992 году российский ученый Арон Гуревич выдвинул теорию, что в качестве зажигания могут выступать космические лучи, представляющие собой поток большого количества энергии, движущийся практически со скоростью света. На каждый квадратный метр нашей планеты ежесекундно падают тысячи таких частиц. Сталкиваясь с молекулами воздуха, они ионизируют их, в результате чего в облаках скапливается огромное количество электронов большой мощности. Они движутся на околосветной скорости, поэтому в какой-то момент возникает пробой и на землю обрушиваются молнии.
Но и это еще не все. Как показали результаты исследований, эти электрические разряды являются мощным источником рентгеновского излучения, интенсивность которого может достигать 250 000 электронвольт. Это в 2 раза больше, чем аналогичная у медицинского оборудования, используемого для проведения рентгена.
Как вызвать электрический разряд молнии
Предсказать, где и когда она произойдет, практически невозможно, несмотря на современный уровень развития науки. Согласно церковным канонам считается, что грозами управляет пророк Илья, а обычным смертным не положено знать о его планах. Но это полностью опровергается учеными, которые научились искусственно воссоздавать молнии.
Самый простой способ — это запустить ракету в грозовую тучу. Войдя в нее, она ионизирует воздух и создаст для молнии проводящий канал. Чтобы создать еще более благоприятные условия, к телу можно прикрепить металлический трос, закрепленный на земле.
Но как тогда, спросите вы, возможны полеты в космос, ведь в шаттл может ударить молния и он попросту взорвется или упадет на землю? В наши дни подобное полностью исключено. Современные ракеты изготавливаются из специальных материалов, выдерживающих эксплуатацию абсолютно в любых условиях. Поэтому даже если в них ударит молния, то ни электронике, ни космонавтам ничего не будет. Ракета просто продолжит свое движение и выйдет в открытый космос.
