2015/06/15

Гром и молния

Photo by Anthony Quintano
Эксперимент: Молния дома
Тебе понадобится:
  • стакан из пенопласта
  • металлическая форма для выпечки

  1. Отрежь полоску пенопласта от стакана и прикрепи ее к металлической форме так, чтобы за нее можно было браться.
  2. Возьми стакан и потри его быстрыми движениями о свои волосы в течение 1 минуты. Теперь поставь его на стол натертой стороной вверх.
  3. Возьми металлическую форму за прикрепленную ручку и поставь сверху на стакан.
  4. Медленно прикоснись пальцем к металлической форме. Что ты чувствуешь?

Ты чувствуешь разряды электричества. Теперь выключи свет и прикоснись к металлической форме другой рукой. Видишь вспышку? Волшебство? Оказывается, все просто! Твои волосы имеют положительный заряд, а у стакана, которым ты тер о волосы – отрицательный заряд. Отрицательные частицы стакана притянули к себе положительные заряды с твоих волос. В результате возник электрический разряд.


Точно также возникает и молния. Молния – это не что иное, как электрический ток. Но вот только откуда же в небе электричество? Кто его туда провел?

© SmartOwl
Теплые и холодные потоки воздуха постоянно двигаются вокруг земли. Это движение воздуха мы называем ветром. Но ветер не всегда одинаковый. Иногда, ветер берет с земли слишком много воды и поднимает ее в небо – так образуются дождевые облака, которые тоже двигаются благодаря ветру. Когда облако становится большим, оно поднимается вверх и встречается с зоной отрицательной температуры. Вода в облаке начинает замерзать и превращаться в кристаллики льда. Под своей тяжестью они начинают падать, а в процессе падения электризуются (так же, как твой стакан). Благодаря этому туча становится электрически заряженной. Но так как нижняя часть тучи заряжена отрицательно, а верхняя часть положительно, то заряды начинают активно притягиваться друг к другу. Электрическое поле растет и возникает электрический разряд – молния.

Наблюдать за грозой может быть завораживающе и интересно, но ты вряд ли бы захотел оказаться в это время на улице. Ведь гроза всегда сопровождается молнией, а молния, как ты уже знаешь, это электричество, и значит это опасно. В большинстве своем, молния ударяет в высокие предметы, такие как деревья, горы и люди. Т.е. те предметы, которые возвышаются над землей. А еще молния притягивается к металлу и воде. Не стой во время грозы рядом с водой и металлическими предметами!

Гроза может быть в любое время года, но наиболее часто это явление встречается весной и летом. Каждый день на земле возникает до 1800 гроз. А ты знаешь, что средняя температура молнии – около 20000оС? Это горячее, чем поверхность солнца!

Photo by Raymond Shobe
Но откуда же берется гром? И бывает ли гром без молнии?
Гром – это колебание воздуха. Помнишь про звуковые волны? Так вот, вследствие быстрого нагревания от разряда молнии, воздух резко расширяется и начинает колебаться. Именно это колебание воздуха мы и слышим во время грозы. А так как вокруг много облаков, то звуковые волны отражаются не одинаково, и иногда мы слышим не просто гром, а раскаты грома. Значит гром никак не может существовать без молнии.

Кстати сначала мы видим молнию, а потом слышим гром. Это происходит потому, что скорость света выше, чем скорость звука. Чем ближе к тебе гроза, тем меньше промежуток между молнией и громом. А вот насколько близко к тебе гроза? Ты можешь узнать это, если выполнишь задания.

Задания:
  1. Ты можешь вычислить, насколько далеко или близко находится от тебя гроза. Для этого, когда увидишь вспышку молнии, начни считать секунды. Продолжай считать до тех пор, пока не услышишь гром. Полученный результат раздели на 3. Сколько км у тебя получилось?
  2. Между молнией и громом прошло ровно 9 секунд. На каком расстоянии от тебя находится гроза? А если 30 секунд? 45?