뇌우는 어디에서 오는가? 번개란 무엇이며 왜 발생하는가? 뇌운의 유래

16.05.2017 18:00 6038

천둥과 번개는 어디서 오는가?

뇌우가 무엇인지는 누구나 알고 있습니다. 번개의 번쩍임과 천둥의 포효입니다. 많은 사람들 (특히 어린이)은 그녀를 매우 두려워합니다. 그러면 천둥과 번개는 어디서 오는 걸까요? 그리고 일반적으로 이것은 어떤 현상입니까?

뇌우는 어둡고 무거운 구름이 태양을 덮고, 번개가 치고, 천둥이 울리고, 하늘에서 비가 급류로 쏟아지는 다소 불쾌하고 심지어 섬뜩한 자연 현상입니다.

그리고 발생하는 소리는 강한 공기 진동으로 인한 파동에 지나지 않습니다. 대부분의 경우 롤이 끝날수록 볼륨이 증가합니다. 이는 구름에서 소리가 반사되어 발생합니다. 이것은 천둥입니다.

번개는 매우 강력한 전기 에너지 방전입니다. 이는 구름이나 지구 표면의 강한 전기화로 인해 발생합니다. 전기 방전은 구름 자체, 인접한 두 구름 사이, 구름과 지면 사이에서 발생합니다.

번개가 발생하는 과정은 첫 번째 낙뢰와 이후의 모든 낙뢰로 구분됩니다. 그 이유는 최초의 낙뢰가 방전 경로를 생성하기 때문입니다. 구름의 바닥에는 음의 방전이 축적됩니다.

그리고 지구 표면은 양전하를 띠고 있습니다. 따라서 구름 속에 위치한 전자(음전하를 띤 입자, 물질의 기본 단위 중 하나)는 자석처럼 땅으로 끌어당겨 아래로 내려오게 됩니다.

첫 번째 전자가 지구 표면에 도달하자마자 전기 방전이 통과할 수 있는 채널(일종의 통로)이 생성되고 이를 통해 나머지 전자가 아래로 돌진합니다.

지면 근처의 전자가 가장 먼저 채널을 떠납니다. 다른 사람들도 그 자리를 차지하기 위해 서두르고 있습니다. 결과적으로 모든 부정적인 에너지 방전이 구름에서 나오는 조건이 생성되어 땅으로 향하는 강력한 전기 흐름이 생성됩니다.

천둥소리와 함께 번개가 번쩍이는 순간이 바로 그 순간이다.

전기 구름은 번개를 생성합니다. 그러나 모든 구름이 대기층을 관통할 만큼 충분한 힘을 갖고 있는 것은 아닙니다. 힘과 요소를 표현하려면 특정 상황이 필요합니다.

기단은 끊임없이 움직이며 따뜻한 공기는 위로 올라가고 찬 공기는 아래로 내려갑니다. 입자가 움직일 때 전기가 통하게 됩니다. 즉, 전기로 포화됩니다.

구름의 서로 다른 부분은 서로 다른 양의 에너지를 축적합니다. 너무 많으면 천둥소리와 함께 섬광이 발생합니다. 이게 천둥번개야

번개에는 어떤 종류가 있나요? 누군가는 번개가 모두 똑같고 뇌우가 뇌우라고 생각할 수도 있습니다. 그러나 서로 매우 다른 여러 유형의 번개가 있습니다.

선형 번개- 가장 흔한 품종입니다. 거꾸로 자란 나무처럼 보입니다. 여러 개의 더 얇고 짧은 "싹"이 주관(몸통)에서 뻗어 나옵니다.

이러한 번개의 길이는 최대 20km에 달할 수 있으며 현재 강도는 20,000암페어에 달할 수 있습니다. 속도는 초당 150km이다. 번개 채널을 채우는 플라즈마의 온도는 10,000도에 이릅니다.

구름내 번개- 이러한 유형의 번개는 전기장과 자기장의 변화, 전파 방출을 동반하며 이러한 번개는 적도 근처에서 발견될 가능성이 가장 높습니다. 온대 기후에서는 극히 드물게 나타납니다.

구름에 번개가 있으면 껍질의 무결성을 침해하는 이물질(예: 전기 항공기)로 인해 번개가 강제로 나올 수 있습니다. 길이는 1km에서 150km까지 다양합니다.

지상 번개- 이것은 가장 오래 지속되는 번개 유형이므로 그 결과는 파괴적일 수 있습니다.

도중에 장애물이 있기 때문에 이를 피하려면 번개가 방향을 바꿔야 합니다. 따라서 작은 계단 형태로 땅에 도달합니다. 속도는 초당 약 50,000km입니다.

번개가 경로를 완료한 후 수십 마이크로초 동안 움직임을 멈추고 빛이 약해집니다. 그런 다음 다음 단계가 시작됩니다. 이동한 경로를 반복합니다.

가장 최근의 방전은 이전의 모든 방전보다 밝으며 그 전류는 수십만 암페어에 도달할 수 있습니다. 번개 내부의 온도는 약 25,000도 정도 변동합니다.

스프라이트 번개. 이 품종은 비교적 최근인 1989년에 과학자들에 의해 발견되었습니다. 이 번개는 아주 드물고 완전히 우연히 발견된 것이며, 지속 시간도 10분의 1초에 불과합니다.

스프라이트가 다른 전기 방전과 구별되는 점은 그것이 나타나는 높이(약 50-130km)이며 다른 유형은 15km 표시를 극복하지 못합니다. 또한 스프라이트 번개는 100km에 도달할 수 있는 거대한 직경으로 구별됩니다. .

이러한 번개는 빛의 수직 기둥처럼 보이며 개별적으로 깜박이지 않고 그룹으로 깜박입니다. 색깔은 다를 수 있으며 공기 구성에 따라 달라집니다. 지면에 가까울수록 산소가 더 많을수록 녹색, 노란색 또는 흰색이 되며, 고도 70km 이상에서는 질소의 영향을 받습니다. 밝은 붉은 색을 얻습니다.

진주 번개. 이 번개는 이전 번개와 마찬가지로 드문 자연 현상입니다. 대부분의 경우 선형 뒤에 나타나며 궤적을 완전히 반복합니다. 서로 멀리 떨어져 있고 구슬과 비슷한 공으로 구성됩니다.

공 번개. 이것은 특별한 품종입니다. 자연 현상번개가 공 모양으로 빛나고 하늘을 가로질러 떠다니는 때. 이 경우 비행 궤적을 예측할 수 없게 되어 인간에게 더욱 위험해집니다.

대부분의 경우 구형 번개는 다른 유형과 결합하여 발생합니다. 그러나 맑은 날씨에도 나타나는 경우가 있습니다. 공의 크기는 10cm에서 20cm까지 가능합니다.

색상은 파란색, 주황색 또는 흰색일 수 있습니다. 그리고 온도가 너무 높아서 공이 갑자기 터지면 주변의 액체가 증발하고 금속이나 유리 물체가 녹습니다.

그러한 번개 공은 꽤 오랫동안 존재할 수 있습니다. 움직일 때 예기치 않게 방향을 바꾸거나, 몇 초간 공중에 떠 있거나, 한쪽으로 급격하게 이탈할 수 있습니다. 하나의 사본에 나타나지만 항상 예기치 않게 나타납니다. 공은 구름에서 내려올 수도 있고, 기둥이나 나무 뒤에서 갑자기 공중에 나타날 수도 있습니다.

그리고 일반 번개가 집, 나무 등의 것만 칠 수 있다면 구형 번개는 콘센트를 통해 닫힌 공간 (예 : 방)으로 침투하거나 TV 등의 가전 제품을 켤 수 있습니다.

어떤 번개가 가장 위험한 것으로 간주됩니까?

일반적으로 천둥과 번개가 처음 치고 두 번째가 옵니다. 이는 첫 번째 플래시의 전자가 두 번째 전자 통과 기회를 생성하기 때문입니다. 따라서 후속 발병은 거의 시간 간격 없이 차례로 발생하여 동일한 장소를 강타합니다.

방전과 함께 구름에서 나오는 번개는 사람에게 심각한 해를 끼치고 심지어 사망까지 초래할 수 있습니다. 그리고 그녀의 타격이 사람에게 직접 닿지 않고 근처에 떨어지더라도 건강에 매우 나쁜 영향을 미칠 수 있습니다.

자신을 보호하려면 다음과 같은 몇 가지 규칙을 따라야 합니다.

따라서 뇌우 중에는 절대로 강이나 바다에서 수영하면 안 됩니다! 항상 마른 땅 위에 있어야 합니다. 이 경우 가능한 한 지구 표면에 가까워야합니다. 즉, 나무에 올라갈 필요가 없으며, 특히 열린 장소 중앙에 나무가 있는 경우 나무 아래에 서 있을 필요가 없습니다.

또한 모바일 기기(휴대폰, 태블릿 등)는 번개를 끌어들일 수 있으므로 사용해서는 안 됩니다.

우리는 종종 전기가 발전소에서만 생성되는 것이지 손으로 쉽게 집어넣을 수 있을 정도로 희귀한 물구름의 섬유질 덩어리에서는 생성되지 않는다고 생각합니다. 그러나 인간의 몸에도 전기가 있듯이 구름에도 전기가 있습니다.

전기의 본질

구름과 나무부터 인간의 몸까지 모든 몸은 원자로 이루어져 있습니다. 모든 원자에는 양전하를 띤 양성자와 중성 중성자를 포함하는 핵이 있습니다. 예외는 가장 단순한 수소 원자로, 핵에는 중성자가 없고 양성자는 하나만 있습니다.

음전하를 띤 전자가 핵 주위를 순환합니다. 양전하와 음전하는 서로 끌어당기므로 전자는 마치 달콤한 파이 주위에 벌이 돌아가는 것처럼 원자핵 주위를 돌게 됩니다. 양성자와 전자 사이의 인력은 전자기력으로 인해 발생합니다. 그러므로 전기는 우리가 보는 모든 곳에 존재합니다. 보시다시피 그것은 원자에도 포함되어 있습니다.

흥미로운 사실:번개의 본질은 구름에 포함된 전기에 있습니다.

정상적인 조건에서 각 원자의 양전하와 음전하는 서로 균형을 이루므로 원자로 구성된 몸체는 일반적으로 양전하도 음전하도 아닌 순 전하를 운반하지 않습니다. 결과적으로 다른 물체와 접촉해도 방전이 발생하지 않습니다. 그러나 때로는 신체의 전하 균형이 깨질 수 있습니다. 추운 겨울날 집에 있는 동안 이것을 직접 경험할 수도 있습니다. 집은 매우 건조하고 덥습니다. 맨발로 질질 끌며 궁전을 돌아 다닙니다. 당신도 모르게 발바닥의 전자 중 일부가 카펫의 원자로 옮겨졌습니다.

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이제 당신이 들고 있는 전하, 원자의 양성자와 전자의 수가 더 이상 균형을 이루지 않기 때문입니다. 이제 금속 문 손잡이를 잡으십시오. 당신과 그녀 사이에 불꽃이 튀고 당신은 감전을 느낄 것입니다. 일어난 일은 전기적 균형을 달성하기에 충분한 전자가 없는 신체가 전자기 인력을 통해 균형을 회복하려고 한다는 것입니다. 그리고 그것은 복원되었습니다. 손과 문 손잡이 사이에는 손을 향한 전자의 흐름이 있습니다. 방이 어두우면 불꽃이 보일 것입니다. 전자가 점프할 때 빛의 양을 방출하기 때문에 빛이 보입니다. 방이 조용하면 약간의 딱딱거리는 소리가 들립니다.

전기는 우리를 둘러싸고 있으며 모든 신체에 포함되어 있습니다. 이런 의미에서 구름도 예외는 아닙니다. 푸른 하늘을 배경으로 그들은 매우 무해해 보입니다. 하지만 방에 있는 여러분과 마찬가지로 그들도 전하를 운반할 수 있습니다. 그렇다면 조심하세요! 구름이 그 자체의 전기적 균형을 회복하면 전체 불꽃놀이가 터집니다.

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번개는 어떻게 나타나는가?

일어나는 일은 다음과 같습니다. 어둡고 거대한 뇌운 속에서 강력한 기류가 지속적으로 순환하여 바다 소금 알갱이, 먼지 등 다양한 입자를 함께 밀어냅니다. 발바닥을 카펫에 문지르면 전자가 없어지는 것과 마찬가지로, 구름 속의 입자도 충돌할 때 전자가 빠져나와 다른 입자로 점프합니다. 이것이 전하 재분배가 발생하는 방식입니다. 전자를 잃은 일부 입자는 양전하를 띠고, 추가 전자를 얻은 다른 입자는 이제 음전하를 띕니다.

완전히 명확하지 않은 이유로 무거운 입자는 음전하를 띠고, 가벼운 입자는 양전하를 띠게 됩니다. 따라서 구름의 아래쪽 부분이 무거울수록 음전하를 띠게 됩니다. 구름의 음전하를 띤 아래쪽 부분은 전하가 서로 반발하는 것처럼 전자를 땅쪽으로 밀어냅니다. 따라서 지구 표면의 양전하 부분이 구름 아래에 형성됩니다. 그런 다음 스파크가 당신과 문 손잡이 사이에서 점프하는 것과 똑같은 원리에 따라 동일한 스파크가 구름과 땅 사이에서 매우 크고 강력하게 점프합니다. 이것은 번개입니다. 전자는 땅을 향해 거대한 지그재그로 날아가서 그곳에서 양성자를 찾습니다. 간신히 들리는 딱딱거리는 소리 대신에 강한 천둥소리가 들립니다.

번개는 거대한 전기 스파크입니다. 건물에 부딪치면 화재가 발생하고, 큰 나무가 쪼개지고, 사람을 감염시킨다. 언제든지 2,000회 이상의 뇌우가 지구의 여러 지역에서 번개를 번쩍입니다. 1초마다 약 50번의 번개가 지구 표면에 떨어지며, 평균적으로 1제곱킬로미터당 1년에 6번 번개가 칩니다.

번개는 대기 중에서 발생하는 거대한 전기 스파크 방전으로, 일반적으로 뇌우 중에 발생하여 밝은 빛의 섬광과 천둥을 동반합니다. 번개는 금성, 목성, 토성, 천왕성에서도 기록되었습니다. 번개 방전의 전류는 10-20,000A에 도달하므로 번개에 맞은 후 살아남는 사람은 거의 없습니다.

지구의 표면은 공기보다 전기 전도성이 더 높습니다. 그러나 공기의 전기 전도성은 고도에 따라 증가합니다. 공기는 일반적으로 양전하를 띠고 지구는 음전하를 띠고 있습니다. 뇌운 속의 물방울은 공기 중의 전하를 띤 작은 입자(이온)를 흡수하여 전하를 띠게 됩니다. 구름에서 떨어지는 물방울은 위쪽에는 음전하를 띠고 아래쪽에는 양전하를 띠고 있습니다. 떨어지는 방울은 대부분 음전하를 띤 입자를 흡수하여 음전하를 얻습니다. 구름 속에서 소용돌이치는 과정에서 물방울이 분사되는데, 작은 방울은 음전하를 띠고 날아가고, 큰 방울은 양전하를 띠고 날아갑니다. 구름 꼭대기의 얼음 결정에서도 같은 일이 일어납니다. 얼음이 쪼개질 때 작은 얼음 입자는 양전하를 얻어 상승 기류에 의해 구름의 상부로 운반되고, 음전하를 띤 큰 입자는 구름의 하부로 떨어집니다. 뇌운과 주변 공간에 필드가 생성됩니다. 뇌운에 큰 부피의 전하가 축적되면 구름의 개별 부분 사이 또는 구름과 지표면 사이에 스파크 방전(번개)이 발생합니다. 번개 방전은 모양이 다양합니다. 가장 일반적으로 관찰되는 것은 선형 가지 번개, 때로는 구형 번개 등입니다.

번개는 독특한 자연 현상일 뿐만 아니라 큰 관심을 끌고 있습니다. 이를 통해 수억 볼트의 전압과 수 킬로미터의 전극 간 거리에서 기체 매질의 전기 방전을 관찰할 수 있습니다.

1750년에 B. 프랭클린(B. Franklin)은 런던 왕립학회(Royal Society of London)에 절연 베이스에 장착하고 높은 타워에 장착한 쇠막대를 사용하여 실험을 수행할 것을 제안했습니다. 그는 뇌운이 탑에 접근할 때 반대 부호의 전하가 초기 중립 막대의 상단에 집중되고, 구름의 바닥과 동일한 부호의 전하가 하단에 집중될 것이라고 예상했습니다. . 번개 방전 중 전기장의 세기가 충분히 증가하면 막대 상단의 전하가 부분적으로 공기 중으로 흘러 막대가 구름 바닥과 동일한 부호의 전하를 얻게 됩니다.

프랭클린이 제안한 실험은 영국에서 진행된 것이 아니라 1752년 파리 인근 말리에서 프랑스의 물리학자 장 달랑베르(Jean d'Alembert)가 유리병에 삽입한 길이 12m의 쇠막대를 사용하여 수행한 실험이다. 절연체), 그러나 타워 위에 놓지는 않았습니다. 5월 10일 그의 조수는 뇌운이 바 위에 있을 때 접지선을 근처에 가져가면 스파크가 발생했다고 보고했습니다.

프랑스에서 수행된 성공적인 실험을 알지 못한 프랭클린 자신은 같은 해 6월에 연을 사용하여 유명한 실험을 수행하고 연에 묶인 전선 끝에서 전기 스파크를 관찰했습니다. 다음 해에 막대에서 수집된 전하를 연구하는 동안 프랭클린은 뇌운의 밑부분이 일반적으로 음전하를 띠고 있음을 확인했습니다.

번개에 대한 더 자세한 연구는 19세기 말에 가능해졌습니다. 특히 회전 렌즈를 갖춘 장치가 발명된 이후에는 사진 촬영 방법이 향상되어 빠르게 발전하는 과정을 기록할 수 있게 되었습니다. 이 유형의 카메라는 스파크 방전 연구에 널리 사용되었습니다. 번개에는 여러 유형이 있으며 가장 일반적인 유형은 선, 평면(구름 내) 및 구상(공기 방전)인 것으로 밝혀졌습니다.

선형 번개는 길이가 2-4km이고 전류가 큽니다. 전계 강도가 임계값에 도달하고 이온화 과정이 발생할 때 형성됩니다. 후자는 처음에는 항상 공기 중에 존재하는 자유 전자에 의해 생성됩니다. 전기장의 영향으로 전자는 빠른 속도를 얻고 지구로 이동하는 동안 공기 원자와 충돌하여 분열되어 이온화됩니다. 이온화는 전도성이 되는 좁은 채널에서 발생합니다. 공기가 가열되고 있습니다. 가열된 공기 채널을 통해 구름의 전하는 시속 150km 이상의 속도로 지구 표면으로 흐릅니다. 이것이 프로세스의 첫 번째 단계입니다. 전하가 구름과 지면 사이의 지구 표면에 도달하면 이를 통해 전하가 서로를 향해 이동하는 전도성 채널이 생성됩니다(지구 표면의 양전하와 구름에 축적된 음전하). 선형 번개는 강한 구르는 소리를 동반합니다. - 폭발을 연상시키는 천둥. 소리는 채널 내 공기의 급격한 가열 및 팽창과 동시에 빠른 냉각 및 압축의 결과로 나타납니다.

편평번개는 뇌운 내에서 발생하며 확산광의 섬광으로 나타납니다.

구형 번개는 축구 공보다 약간 작은 공 모양의 발광 덩어리로 구성되며 바람 방향을 따라 낮은 속도로 이동합니다. 큰 소리를 내며 터지거나 흔적도 없이 사라진다. 선형 번개 후에 구형 번개가 나타납니다. 열린 문이나 창문을 통해 방으로 들어가는 경우가 많습니다. 구상번개의 성질은 아직까지 알려져 있지 않으며, 뇌운에서 시작되는 구상번개의 공기방전은 수평으로 향하는 경우가 많아 지표면에 도달하지 않는 경우가 많다.

번개로부터 보호하기 위해 피뢰침이 생성되며, 이를 통해 번개 전하가 특별히 준비된 안전한 경로를 따라 땅으로 운반됩니다.

번개 방전은 일반적으로 세 번 이상 반복되는 충격(동일한 경로를 따르는 펄스)으로 구성됩니다. 연속 펄스 사이의 간격은 1/100초에서 1/10초로 매우 짧습니다(이것이 번개가 깜박이는 원인입니다). 일반적으로 플래시의 지속 시간은 약 1초 이하입니다. 일반적인 번개 개발 과정은 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 첫째, 약하게 빛나는 리더 방전이 위에서 지구 표면으로 돌진합니다. 그가 거기에 도달하면 밝게 빛나는 복귀 또는 주 방전이 리더가 놓은 채널을 통해 땅에서 위로 전달됩니다.

주요 방전은 일반적으로 지그재그 방식으로 움직입니다. 확산 속도는 초당 백 킬로미터에서 수백 킬로미터에 이릅니다. 도중에 공기 분자를 이온화하여 전도성이 향상된 채널을 생성하고, 이를 통해 역방전이 선행 방전보다 약 100배 빠른 속도로 위쪽으로 이동합니다. 수로의 크기는 결정하기 어렵지만 선도방출구의 직경은 1~10m, 복귀방출구의 직경은 수cm로 추정된다.

번개 방전은 30kHz에서 초저주파까지 넓은 범위의 전파를 방출하여 무선 간섭을 생성합니다. 전파의 최대 방출 범위는 아마도 5~10kHz 범위일 것입니다. 이러한 저주파 무선 간섭은 전리층의 하부 경계와 지구 표면 사이의 공간에 "집중"되어 발생원으로부터 수천 킬로미터 떨어진 곳까지 퍼질 수 있습니다.

번개: 생명을 주는 존재이자 진화의 엔진. 1953년 생화학자 S. Miller(Stanley Miller)와 G. Urey(Harold Urey)는 생명의 "구성 요소" 중 하나인 아미노산이 물에 전기 방전을 통과시켜 얻을 수 있음을 보여주었습니다. 지구의 "원시" 대기가 용해됩니다(메탄, 암모니아 및 수소). 50년 후, 다른 연구자들이 이러한 실험을 반복하여 동일한 결과를 얻었습니다. 따라서 지구 생명의 기원에 관한 과학적 이론은 번개에 근본적인 역할을 부여합니다. 짧은 전류 펄스가 박테리아를 통과하면 껍질(막)에 구멍이 생기고, 이를 통해 다른 박테리아의 DNA 조각이 통과하여 진화 메커니즘 중 하나가 촉발됩니다.

워터젯과 레이저를 사용하여 번개로부터 자신을 보호하는 방법. 최근에는 근본적으로 새로운 번개 퇴치 방법이 제안되었습니다. 피뢰침은 땅에서 뇌운으로 직접 발사되는 액체 제트에서 생성됩니다. 라이트닝 액체는 액체 폴리머가 첨가된 식염수 용액입니다. 소금은 전기 전도성을 높이기 위한 것이며 폴리머는 제트가 개별 물방울로 "분리"되는 것을 방지합니다. 제트기의 직경은 약 1cm이고 최대 높이는 300m입니다. 액체 피뢰침이 완성되면 운동장과 어린이 놀이터를 갖추게 되며, 전기장의 강도가 충분히 높아지고 낙뢰 확률이 최대가 되면 자동으로 분수가 켜지게 됩니다. 뇌운에서 액체 흐름을 따라 전하가 흘러내려 다른 사람들에게 번개를 안전하게 만들어줍니다. 번개 방전에 대한 유사한 보호는 레이저를 사용하여 수행할 수 있으며, 레이저 빔은 공기를 이온화하여 군중으로부터 전기 방전을 위한 채널을 생성합니다.

번개가 우리를 잘못된 길로 인도할 수 있습니까? 예, 나침반을 사용하면 가능합니다. G. Melville의 유명한 소설 "Moby Dick"에는 강한 자기장을 생성하는 번개 방전이 나침반 바늘을 재자화시키는 경우가 정확하게 설명되어 있습니다. 그러나 선장은 재봉바늘을 가져다가 두드려 자화시킨 뒤 손상된 나침반바늘로 교체했다.

집이나 비행기 안에서 번개를 맞을 수 있나요? 불행히도 그렇습니다! 번개 전류는 근처 기둥의 전화선을 통해 집으로 들어갈 수 있습니다. 따라서 뇌우 중에는 일반 전화를 사용하지 마십시오. 무선 전화나 휴대폰으로 통화하는 것이 더 안전하다고 믿어집니다. 뇌우 중에는 집과 땅을 연결하는 중앙 난방 및 수도관을 만져서는 안됩니다. 같은 이유로 전문가들은 뇌우 발생 시 컴퓨터와 TV를 포함한 모든 전기 제품을 끄라고 조언합니다.

비행기의 경우 일반적으로 뇌우 활동이 있는 지역 주위를 비행하려고 합니다. 그러나 평균적으로 비행기 중 하나는 1년에 한 번 번개를 당합니다. 전류는 승객에게 영향을 미칠 수 없으며 항공기 외부 표면으로 흐르지만 무선 통신, 항법 장비 및 전자 장치를 손상시킬 수 있습니다.

2009년 12월 22일 | 카테고리: 자연 , 사진 , 기타

평가: +15 기사 작성자: 영혼 견해: 31693

번개는 강력한 방전입니다. 구름이나 땅에 전기가 많이 통할 때 발생합니다. 따라서 번개 방전은 구름 내부, 인접한 전기 구름 사이, 전기 구름과 지면 사이에서 발생할 수 있습니다. 번개 방전이 발생하기 전에 차이가 나타납니다. 전위인접한 구름 사이 또는 구름과 땅 사이.

전기화, 즉 전기적 성격의 인력의 형성은 일상적인 경험을 통해 모든 사람에게 잘 알려져 있습니다.

깨끗하고 마른 머리카락을 플라스틱 빗으로 빗으면 머리카락이 끌리거나 불꽃이 튀기 시작합니다. 그런 다음 빗은 작은 종이 조각과 같은 다른 작은 물체도 끌어당길 수 있습니다. 이 현상을 마찰에 의한 전기화.

클라우드가 전기화되는 원인은 무엇입니까? 결국, 머리카락과 빗에 정전기가 형성될 때처럼 서로 문지르지 않습니다.

뇌운은 엄청난 양의 증기이며, 그 중 일부는 작은 물방울이나 얼음 덩어리의 형태로 응축되어 있습니다. 뇌운의 꼭대기는 고도 6-7km에 있을 수 있고, 바닥은 고도 0.5-1km에서 땅 위에 매달릴 수 있습니다. 3-4km 이상에서는 온도가 항상 0보다 낮기 때문에 구름은 다양한 크기의 빙원으로 구성됩니다. 이 얼음 조각들은 가열된 지구 표면에서 따뜻한 공기의 상승 기류로 인해 끊임없이 움직이고 있습니다. 작은 얼음 조각은 큰 얼음 조각보다 상승하는 기류에 의해 더 쉽게 운반됩니다. 따라서 구름 꼭대기로 이동하는 "민첩한" 작은 얼음 조각은 끊임없이 큰 얼음 조각과 충돌합니다. 이러한 충돌은 모두 전기화로 이어집니다. 이 경우 큰 얼음 조각은 음전하를 띠고 작은 얼음 조각은 양전하를 띠게 됩니다. 시간이 지남에 따라 양전하를 띤 작은 얼음 조각이 구름 꼭대기에 쌓이고, 음전하를 띤 큰 얼음 조각이 구름 바닥에 쌓이게 됩니다. 즉, 뇌운의 윗부분은 양전하를 띠고 아랫부분은 음전하를 띤다.

구름의 전기장은 약 백만 V/m의 엄청난 강도를 가지고 있습니다. 크고 반대로 전하를 띤 영역이 서로 충분히 가까워지면 그 사이를 흐르는 일부 전자와 이온이 빛나는 플라즈마 채널을 생성하고 이를 통해 다른 전하 입자가 그들을 따라 돌진합니다. 이것이 번개 방전이 발생하는 방식입니다.

이 방전 중에 최대 10억 J에 달하는 엄청난 에너지가 방출됩니다. 채널의 온도는 10,000K에 도달하여 번개 방전 중에 관찰되는 밝은 빛을 발생시킵니다. 구름은 이 채널을 통해 지속적으로 방출되며, 이러한 대기 현상이 번개 형태로 외부적으로 나타나는 것을 볼 수 있습니다.

뜨거운 매질은 폭발적으로 팽창하여 천둥으로 인식되는 충격파를 발생시킵니다.

우리는 아주 작은 번개라도 시뮬레이션할 수 있습니다. 실험은 어두운 방에서 수행되어야 합니다. 그렇지 않으면 아무것도 보이지 않습니다. 두 개의 직사각형 풍선이 필요합니다. 부풀려서 묶자. 그런 다음 닿지 않도록 동시에 모직 천으로 문지릅니다. 그들을 채우는 공기는 전기화됩니다. 공이 서로 가까워지고 그 사이에 최소한의 간격이 생기면 스파크가 얇은 공기층을 통해 서로 점프하기 시작하여 가벼운 섬광을 생성합니다. 동시에 우리는 천둥번개가 치는 동안 천둥의 축소판인 희미한 딱딱거리는 소리를 듣게 될 것입니다.

번개를 본 사람이라면 누구나 그것이 밝게 빛나는 직선이 아니라 파선이라는 것을 알아차렸을 것입니다. 따라서 번개 방전을 위한 전도성 채널을 형성하는 과정을 "스텝 리더"라고 합니다. 각각의 '단계'는 빛에 가까운 속도로 가속된 전자가 공기 분자와의 충돌로 인해 멈추고 이동 방향이 바뀌는 곳입니다.

따라서 번개는 유전체가 공기이고 플레이트가 구름과 흙인 커패시터의 고장입니다. 이러한 커패시터의 용량은 약 0.15μF로 작지만 전압이 10억 볼트에 도달하기 때문에 에너지 보유량이 엄청납니다.

한 번의 번개는 일반적으로 여러 번의 방전으로 구성되며 각 방전은 수천만분의 1초 동안만 지속됩니다.

번개는 적란운에서 가장 자주 발생합니다. 번개는 화산 폭발, 토네이도, 먼지 폭풍 중에도 발생합니다.

번개의 모양과 방전 방향에는 여러 유형이 있습니다. 방전이 발생할 수 있습니다:

뇌운과 땅 사이,
두 구름 사이
클라우드 내부,
맑은 하늘을 위해 구름을 떠나십시오.

전기의 본질

흥미로운 사실:번개의 본질은 구름에 포함된 전기에 있습니다.

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이제 원자 안의 양성자와 전자의 수가 더 이상 균형을 이루지 못하기 때문에 전하를 띠게 됩니다. 이제 금속 문 손잡이를 잡으십시오. 당신과 그녀 사이에 불꽃이 튀고 당신은 감전을 느낄 것입니다. 일어난 일은 전기적 균형을 달성하기에 충분한 전자가 없는 신체가 전자기 인력을 통해 균형을 회복하려고 한다는 것입니다. 그리고 그것은 복원되었습니다. 손과 문 손잡이 사이에는 손을 향한 전자의 흐름이 있습니다. 방이 어두우면 불꽃이 보일 것입니다. 전자가 점프할 때 빛의 양을 방출하기 때문에 빛이 보입니다. 방이 조용하면 약간의 딱딱거리는 소리가 들립니다.

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