Özetler İfadeler Hikaye

Fırtına nereden geliyor? Yıldırım nedir ve neden oluşur? Fırtına bulutlarının kökeni


16.05.2017 18:00 6038

Gök gürültüsü ve şimşek nereden geliyor?

Herkes fırtınanın ne olduğunu bilir - şimşek çakması ve gök gürültüsü. Hatta birçok insan (özellikle çocuklar) ondan çok korkuyor. Peki gök gürültüsü ve şimşek nereden geliyor? Ve genel olarak bu ne tür bir fenomen?

Fırtına, karanlık, ağır bulutların güneşi kapladığı, şimşeklerin çaktığı, gök gürültüsünün gürlediği ve gökten sağanak yağmur yağdığı oldukça nahoş ve hatta ürkütücü bir doğal olaydır...

Ve ortaya çıkan ses, güçlü hava titreşimlerinin neden olduğu bir dalgadan başka bir şey değildir. Çoğu durumda hacim rulonun sonuna doğru artar. Bu, sesin bulutlardan yansıması nedeniyle oluşur. Bu gök gürültüsü.

Yıldırım, çok güçlü bir elektriksel enerji boşalmasıdır. Bulutların veya dünya yüzeyinin güçlü elektriklenmesi sonucu oluşur. Elektriksel boşalmalar ya bulutların kendisinde, ya iki bitişik bulut arasında ya da bir bulut ile yer arasında meydana gelir.

Yıldırım oluşma süreci, ilk çarpma ve sonraki tüm çarpmalara bölünmüştür. Bunun nedeni, ilk yıldırım çarpmasının elektrik boşalmasına yol açmasıdır. Bulutun dibinde negatif bir elektrik deşarjı birikir.

Ve dünyanın yüzeyi pozitif bir yüke sahiptir. Bu nedenle bulutun içinde yer alan elektronlar (maddenin temel birimlerinden biri olan negatif yüklü parçacıklar) bir mıknatıs gibi yere doğru çekilerek aşağı doğru hızla inerler.

İlk elektronlar dünyanın yüzeyine ulaştığında, elektrik deşarjlarının geçmesi için serbest bir kanal (bir tür geçit) oluşturulur ve bu kanaldan geri kalan elektronlar aşağıya doğru akar.

Yere yakın elektronlar kanalı ilk terk edenlerdir. Diğerleri de onların yerini almak için acele ediyor. Sonuç olarak, tüm negatif enerji deşarjının buluttan çıkıp yere yönlendirilen güçlü bir elektrik akışı yarattığı bir durum yaratılır.

İşte öyle bir anda, gök gürültüsünün eşlik ettiği bir şimşek çakıyor.

Elektrikli bulutlar yıldırım yaratır. Ancak her bulut, atmosferik katmana nüfuz edecek yeterli güce sahip değildir. Kuvvet ve unsurların ortaya çıkması için bazı şartların olması gerekir.

Hava kütleleri sürekli hareket halindedir. Sıcak hava yukarı çıkar, soğuk hava ise aşağı iner. Parçacıklar hareket ettiğinde elektriklenirler, yani elektriğe doyurulurlar.

Bulutun farklı kısımları farklı miktarlarda enerji biriktirir. Çok fazla olduğunda, gök gürültüsünün eşlik ettiği bir şimşek meydana gelir. Bu fırtına

Ne tür yıldırımlar var? Birisi şimşeklerin aynı olduğunu, fırtınanın fırtına olduğunu düşünebilir. Ancak birbirinden çok farklı olan birkaç yıldırım türü vardır.

Doğrusal yıldırım- Bu en yaygın çeşittir. Baş aşağı büyümüş bir ağaca benziyor. Ana kanaldan (gövdeden) birkaç daha ince ve daha kısa "sürgün" uzanır.

Bu tür yıldırımların uzunluğu 20 kilometreye kadar ulaşabiliyor ve mevcut gücü 20.000 amper olabiliyor. Hızı saniyede 150 kilometredir. Yıldırım kanalını dolduran plazmanın sıcaklığı 10.000 dereceye ulaşır.

Bulut içi yıldırım- Bu tür yıldırımların oluşmasına elektrik ve manyetik alanlardaki değişiklikler ve radyo dalgalarının yayılması eşlik eder. Bu tür yıldırımların ekvatora daha yakın olması muhtemeldir. Ilıman iklimlerde son derece nadir görülür.

Bulutta yıldırım varsa, kabuğun bütünlüğünü ihlal eden yabancı bir cisim, örneğin elektrikli bir uçak, onu dışarı çıkmaya zorlayabilir. Uzunluğu 1 ila 150 kilometre arasında değişebilir.

Yer yıldırımı- Bu, en uzun ömürlü yıldırım türüdür, dolayısıyla sonuçları yıkıcı olabilir.

Yolunda engeller olduğundan, onları aşabilmek için yıldırım yönünü değiştirmek zorunda kalır. Bu nedenle küçük bir merdiven şeklinde yere ulaşmaktadır. Hızı saniyede yaklaşık 50 bin kilometredir.

Şimşek yolunu tamamladıktan sonra onlarca mikrosaniye boyunca hareketi durur ve ışığı zayıflar. Sonra bir sonraki aşama başlıyor: geçilen yolun tekrarlanması.

En son deşarj öncekilerin hepsinden daha parlaktır ve içindeki akım yüzbinlerce ampere ulaşabilir. Yıldırımın içindeki sıcaklık 25.000 derece civarında dalgalanıyor.

Sprite yıldırım. Bu çeşitlilik bilim adamları tarafından nispeten yakın zamanda - 1989'da keşfedildi. Bu yıldırım çok nadirdir ve tamamen tesadüfen keşfedilmiştir. Üstelik 1 saniyenin onda biri kadar sürmektedir.

Sprite'ı diğer elektriksel deşarjlardan ayıran şey, ortaya çıktığı yüksekliktir - yaklaşık 50-130 kilometre, diğer türler ise 15 kilometrelik sınırı aşamaz. Ayrıca sprite yıldırım, 100 km'ye ulaşabilen devasa çapıyla da öne çıkıyor. .

Bu tür şimşekler dikey bir ışık sütununa benzer ve tek tek değil gruplar halinde yanıp söner. Rengi farklı olabilir ve havanın bileşimine bağlıdır: oksijenin daha fazla olduğu yere daha yakın, yeşil, sarı veya beyazdır ve nitrojenin etkisi altında, 70 km'den daha yüksek bir yükseklikte. parlak kırmızı bir renk alır.

İnci Yıldırım. Bu yıldırım, bir önceki gibi nadir görülen bir doğa olayıdır. Çoğu zaman doğrusal olandan sonra ortaya çıkar ve yörüngesini tamamen tekrarlar. Birbirinden belli bir mesafede bulunan ve boncuklara benzeyen toplardan oluşur.

Top yıldırım. Bu özel bir çeşittir. Doğal fenomenŞimşek top şeklindeyken parlıyor ve gökyüzünde süzülüyor. Bu durumda uçuş yolu tahmin edilemez hale gelir ve bu da onu insanlar için daha da tehlikeli hale getirir.

Çoğu durumda, top yıldırım diğer türlerle birlikte meydana gelir. Ancak güneşli havalarda bile ortaya çıktığı durumlar vardır. Topun boyutu on ila yirmi santimetre arasında olabilir.

Rengi mavi, turuncu veya beyaz olabilir. Ve sıcaklık o kadar yüksek ki, eğer top beklenmedik bir şekilde kırılırsa, onu çevreleyen sıvı buharlaşır ve metal veya cam nesneler erir.

Böyle bir yıldırım topu oldukça uzun bir süre var olabilir. Hareket ederken beklenmedik bir şekilde yönünü değiştirebilir, birkaç saniye havada kalabilir veya keskin bir şekilde bir tarafa sapabilir. Tek bir kopya halinde görünür, ancak her zaman beklenmedik bir şekilde. Top bulutlardan inebilir veya bir direğin veya ağacın arkasından aniden havada belirebilir.

Ve eğer sıradan bir yıldırım yalnızca bir şeye - bir eve, bir ağaca vb. - çarpabilirse, o zaman top yıldırımı bir prizden kapalı bir alana (örneğin bir odaya) veya açık ev aletlerine - bir TV vb. - nüfuz edebilir.

Hangi yıldırım en tehlikeli olarak kabul edilir?

Genellikle ilk gök gürültüsü ve şimşek darbesini ikinci darbe takip eder. Bunun nedeni, ilk flaştaki elektronların ikinci bir elektron geçişi için fırsat yaratmasıdır. Bu nedenle, birbirini takip eden salgınlar neredeyse hiç zaman aralığı olmadan birbirini takip ederek aynı yere çarpıyor.

Buluttan çıkan elektrik deşarjıyla yıldırım, kişiye ciddi zararlar verebilir, hatta öldürebilir. Ve darbesi doğrudan bir kişiye çarpmasa da yakınına düşse bile, sağlık açısından sonuçları çok kötü olabilir.

Kendinizi korumak için bazı kurallara uymalısınız:

Bu nedenle fırtına sırasında asla nehirde veya denizde yüzmemelisiniz! Her zaman kuru arazide olmalısınız. Bu durumda mümkün olduğu kadar yer yüzeyine yakın olmak gerekir. Yani, özellikle açık bir yerin ortasında bir ağaca tırmanmaya, hatta altında durmaya bile gerek yok.

Ayrıca yıldırım çekebilecekleri için herhangi bir mobil cihaz (telefon, tablet vb.) kullanmamalısınız.


Genellikle elektriğin yalnızca enerji santrallerinde üretilen bir şey olduğunu ve kesinlikle elinizi kolayca içine sokabileceğiniz kadar seyrekleşmiş olan lifli su bulutları kütlelerinde üretilmediğini düşünürüz. Ancak insan vücudunda olduğu gibi bulutlarda da elektrik vardır.

Elektriğin doğası

Bulutlardan, ağaçlardan insan vücuduna kadar tüm bedenler atomlardan yapılmıştır. Her atomun pozitif yüklü protonları ve nötr nötronları içeren bir çekirdeği vardır. Bunun istisnası, çekirdeğinde nötronun bulunmadığı, yalnızca bir protonun bulunduğu en basit hidrojen atomudur.

Negatif yüklü elektronlar çekirdeğin etrafında dolaşır. Pozitif ve negatif yükler birbirini çeker, böylece elektronlar, tatlı bir pastanın etrafındaki arılar gibi, bir atomun çekirdeğinin etrafında döner. Protonlar ve elektronlar arasındaki çekim elektromanyetik kuvvetlerden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle baktığımız her yerde elektrik mevcuttur. Görüldüğü gibi atomlarda da bulunmaktadır.

İlginç gerçek: Yıldırımın doğası bulutların içerdiği elektrikte yatmaktadır.

Normal koşullar altında, her atomun pozitif ve negatif yükleri birbirini dengeler, dolayısıyla atomlardan oluşan cisimler genellikle ne pozitif ne de negatif herhangi bir net yük taşımazlar. Sonuç olarak diğer nesnelerle temas, elektrik boşalmasına neden olmaz. Ancak bazen vücutlardaki elektrik yüklerinin dengesi bozulabilmektedir. Soğuk bir kış gününde evdeyken bunu kendiniz de yaşayabilirsiniz. Ev çok kuru ve sıcak. Çıplak ayaklarınızı sürüyerek sarayın içinde dolaşıyorsunuz. Sizin haberiniz olmadan, tabanınızdaki elektronların bir kısmı halının atomlarına aktarılmıştır.

İlgili malzemeler:

Basınç neden hava bulutluyken düşük, açıkken yüksek?

Şimdi taşıyorsun elektrik yüküçünkü atomlarınızdaki proton ve elektronların sayısı artık dengeli değil. Şimdi metal kapı kolunu tutmaya çalışın. Onunla aranızda bir kıvılcım sıçrayacak ve elektrik çarpmasını hissedeceksiniz. Olan şu ki, elektriksel dengeyi sağlamak için yeterli elektrona sahip olmayan vücudunuz, elektromanyetik çekim kuvvetleri yoluyla dengeyi yeniden sağlamaya çalışıyor. Ve restore ediliyor. El ile kapı kolu arasında ele doğru yönlendirilen bir elektron akışı vardır. Oda karanlık olsaydı kıvılcımlar görürdünüz. Işık görülebilir çünkü elektronlar sıçradıklarında ışık kuantumları yayarlar. Oda sessizse hafif bir çatırtı sesi duyacaksınız.

Elektrik bizi her yerde çevreler ve tüm bedenlerde bulunur. Bu anlamda bulutlar bir istisna değildir. Mavi gökyüzünün arka planına karşı çok zararsız görünüyorlar. Ama tıpkı sizin odadakiniz gibi onlar da elektrik yükü taşıyabilirler. Eğer öyleyse dikkatli olun! Bulut kendi içindeki elektrik dengesini yeniden sağladığında, tam bir havai fişek gösterisi ortaya çıkar.

İlgili malzemeler:

Yüksek gerilim kabloları neden yalıtılmıyor?

Yıldırım nasıl ortaya çıkıyor?

Olan şu: Güçlü hava akımları, karanlık, devasa bir fırtına bulutunda sürekli olarak dolaşarak çeşitli parçacıkları (okyanus tuzu, toz vb.) bir araya iter. Nasıl ki ayak tabanlarınız halıya sürtüldüğünde elektronlardan kurtuluyorsa, buluttaki parçacıklar da çarpıştıklarında diğer parçacıklara sıçrayan elektronlardan kurtulurlar. Yükün yeniden dağıtımı bu şekilde gerçekleşir. Elektronlarını kaybeden bazı parçacıklar pozitif yüke sahipken, fazladan elektron alan bazı parçacıklar artık negatif yüke sahiptir.

Tamamen açık olmayan nedenlerden dolayı, daha ağır parçacıklar negatif yüklü hale gelirken, daha hafif parçacıklar pozitif yüklü hale gelir. Böylece bulutun daha ağır olan alt kısmı negatif yüklü hale gelir. Bulutun negatif yüklü alt kısmı, benzer yüklerin birbirini itmesi gibi, elektronları yere doğru iter. Böylece bulutun altında dünya yüzeyinin pozitif yüklü bir kısmı oluşur. Sonra, sizinle kapı tokmağı arasında bir kıvılcımın sıçraması prensibine göre, aynı kıvılcım bulut ile yer arasında da sıçrayacaktır, ancak çok büyük ve güçlüdür, bu şimşektir. Elektronlar devasa bir zikzak çizerek yere doğru uçuyor ve protonlarını orada buluyor. Zar zor duyulabilen bir çatırtı sesi yerine güçlü bir gök gürültüsü duyuluyor.

Yıldırım dev bir elektrik kıvılcımıdır. Binalara çarptığında yangınlara neden oluyor, büyük ağaçları parçalıyor ve insanlara bulaşıyor. Herhangi bir zamanda, Dünya'nın farklı yerlerinde 2.000'den fazla fırtınada şimşek çakıyor. Dünya yüzeyine her saniyede yaklaşık 50 adet yıldırım düşmekte ve yılda ortalama altı kez her kilometre kareye yıldırım düşmektedir.

Yıldırım, atmosferde genellikle fırtına sırasında meydana gelen ve parlak bir ışık parlaması ve buna eşlik eden gök gürültüsü ile sonuçlanan dev bir elektrik kıvılcımı boşalmasıdır. Yıldırım ayrıca Venüs, Jüpiter, Satürn ve Uranüs'te de kaydedildi. Yıldırım deşarjındaki akım 10-20 bin ampere ulaşır, bu nedenle çok az insan yıldırım çarptıktan sonra hayatta kalmayı başarır.

Kürenin yüzeyi elektriksel olarak havadan daha iletkendir. Ancak havanın elektriksel iletkenliği rakım arttıkça artar. Hava genellikle pozitif yüklüdür ve Dünya negatif yüklüdür. Fırtına bulutundaki su damlacıkları, havadaki yüklü küçük parçacıkların (iyonların) emilmesi nedeniyle yüklenir. Buluttan düşen bir damlanın üst kısmı negatif, alt kısmı ise pozitif yüke sahiptir. düşen damlalar çoğunlukla negatif yüklü parçacıkları emer ve negatif yük kazanır. Bulutta dönme sürecinde, küçük damlalar negatif yük ile uçarken ve büyük damlalar pozitif yük ile uçarak su damlacıkları püskürtülür. Aynı şey bulutun tepesindeki buz kristallerinde de olur. Küçük buz parçacıkları bölündüklerinde pozitif bir yük kazanır ve yükselen akımlarla bulutun üst kısmına taşınır, büyük, negatif yüklü parçacıklar ise bulutun alt kısmına düşer. fırtına bulutunda ve çevredeki alanda alanlar yaratılır. Gök gürültüsü bulutunda büyük hacimsel yüklerin birikmesiyle, bulutun ayrı bölümleri arasında veya bulut ile dünya yüzeyi arasında kıvılcım deşarjları (yıldırım) meydana gelir. Yıldırım deşarjlarının görünümü farklılık gösterir. En sık görüleni doğrusal dallanmış yıldırım, bazen top yıldırımı vb.'dir.

Yıldırım yalnızca kendine özgü bir doğa olayı olarak büyük ilgi görmüyor. Gazlı bir ortamda birkaç yüz milyon voltluk bir voltajda ve elektrotlar arasında birkaç kilometrelik bir mesafede bir elektrik boşalmasının gözlemlenmesini mümkün kılar.

1750 yılında B. Franklin, Londra Kraliyet Cemiyeti'ne, yalıtkan bir tabana monte edilmiş ve yüksek bir kuleye monte edilmiş bir demir çubukla bir deney yapmasını önerdi. Bir fırtına bulutu kuleye yaklaştığında, zıt işaretli bir yükün başlangıçta nötr olan çubuğun üst ucunda yoğunlaşacağını ve bulutun tabanındakiyle aynı işaretli bir yükün alt uçta yoğunlaşacağını bekliyordu. . Yıldırım deşarjı sırasında elektrik alan kuvveti yeterince artarsa, çubuğun üst ucundan gelen yük kısmen havaya akacak ve çubuk, bulutun tabanıyla aynı işarette bir yük kazanacaktır.

Franklin'in önerdiği deney İngiltere'de yapılmadı ama 1752'de Paris yakınlarındaki Marly'de Fransız fizikçi Jean d'Alembert tarafından gerçekleştirildi. yalıtkan), ancak onu kulenin üzerine yerleştirmedi. 10 Mayıs'ta asistanı, çubuğun üzerinde bir fırtına bulutu olduğunda, yanına topraklanmış bir tel getirildiğinde kıvılcımlar oluştuğunu bildirdi.

Fransa'da gerçekleştirilen başarılı deneyden habersiz olan Franklin, aynı yılın haziran ayında uçurtmayla ünlü deneyini gerçekleştirdi ve ona bağlı bir telin ucunda elektrik kıvılcımları gözlemledi. Ertesi yıl, çubuktan toplanan yükleri inceleyen Franklin, fırtına bulutlarının tabanlarının genellikle negatif yüklü olduğunu belirledi.

Yıldırım konusunda daha detaylı çalışmalar 19. yüzyılın sonlarında mümkün hale geldi. Özellikle hızla gelişen süreçlerin kaydedilmesini mümkün kılan döner mercekli bir aparatın icat edilmesinden sonra, fotoğraf yöntemlerinin gelişmesi sayesinde. Bu tip kamera kıvılcım deşarjlarının incelenmesinde yaygın olarak kullanıldı. En yaygın olanı doğrusal, düzlem (bulut içi) ve top (hava deşarjı) olmak üzere çeşitli yıldırım türlerinin olduğu tespit edilmiştir.

Doğrusal yıldırım 2-4 km uzunluğa sahiptir ve yüksek akım gücüne sahiptir. Elektrik alan kuvveti kritik bir değere ulaştığında ve iyonizasyon işlemi gerçekleştiğinde oluşur. İkincisi başlangıçta her zaman havada bulunan serbest elektronlar tarafından yaratılır. Bir elektrik alanının etkisi altında elektronlar yüksek hızlar kazanır ve Dünya'ya giderken hava atomlarıyla çarpışarak onları böler ve iyonlaştırır. İyonlaşma, iletken hale gelen dar bir kanalda meydana gelir. Hava ısınıyor. Buluttan gelen yük, ısıtılmış hava kanalı yoluyla 150 km/saatin üzerinde bir hızla dünya yüzeyine akar. Bu sürecin ilk aşamasıdır. Bir yük, bulut ile yer arasında Dünya yüzeyine ulaştığında, yüklerin birbirine doğru hareket ettiği iletken bir kanal oluşturulur: Dünya yüzeyinden gelen pozitif yükler ve bulutta biriken negatif yükler. Doğrusal yıldırıma güçlü bir yuvarlanma sesi eşlik eder. - bir patlamayı anımsatan gök gürültüsü. Ses, kanaldaki havanın hızla ısınması ve genleşmesi, ardından aynı hızla soğuması ve sıkışması sonucu ortaya çıkar.

Düz yıldırım, fırtına bulutu içinde meydana gelir ve dağınık ışık parlamaları olarak görünür.

Yıldırım topu, futbol topundan biraz daha küçük, rüzgar yönünde düşük hızda hareket eden, top şeklinde ışıklı bir kütleden oluşur. Büyük bir patlamayla patlarlar ya da iz bırakmadan kaybolurlar. Top yıldırım, doğrusal yıldırımdan sonra ortaya çıkar. Genellikle odalara açık kapı ve pencerelerden girer. Yıldırım topunun doğası henüz bilinmemektedir. Fırtına bulutundan başlayan yıldırım topunun hava deşarjları genellikle yatay olarak yönlendirilir ve dünya yüzeyine ulaşmaz.

Yıldırımdan korunmak için, yıldırım yükünün özel olarak hazırlanmış güvenli bir yol boyunca zemine taşındığı paratonerler yaratılır.

Bir yıldırım deşarjı genellikle üç veya daha fazla tekrarlanan deşarjdan (aynı yolu takip eden darbelerden) oluşur. Ardışık darbeler arasındaki aralıklar 1/100 ile 1/10 saniye arasında çok kısadır (yıldırımın titremesine neden olan da budur). Genel olarak flaş yaklaşık bir saniye veya daha kısa sürer. Tipik bir yıldırım geliştirme süreci aşağıdaki gibi açıklanabilir. İlk olarak, zayıf ışıklı bir lider deşarjı yukarıdan dünya yüzeyine doğru hızla akıyor. Oraya ulaştığında, parlak bir şekilde parlayan bir geri dönüş veya ana akıntı, liderin döşediği kanaldan yerden yukarıya doğru geçer.

Önde gelen deşarj, kural olarak zikzak şeklinde hareket eder. Yayılma hızı saniyede yüz ila birkaç yüz kilometre arasında değişmektedir. Yoldayken hava moleküllerini iyonize ederek iletkenliği arttırılmış bir kanal oluşturur ve bu kanal aracılığıyla ters deşarj, önde gelen deşarjdan yaklaşık yüz kat daha yüksek bir hızla yukarı doğru hareket eder. Kanalın boyutunu belirlemek zordur, ancak öndeki deşarjın çapının 1-10 m olduğu ve dönüş deşarjının çapının birkaç santimetre olduğu tahmin edilmektedir.

Yıldırım deşarjları, 30 kHz'den ultra düşük frekanslara kadar geniş bir aralıkta radyo dalgaları yayarak radyo paraziti yaratır. Radyo dalgalarının en büyük emisyonu muhtemelen 5 ila 10 kHz aralığındadır. Bu tür düşük frekanslı radyo paraziti, iyonosferin alt sınırı ile dünya yüzeyi arasındaki boşlukta "yoğunlaşır" ve kaynaktan binlerce kilometre uzaklığa yayılabilir.

Yıldırım: Yaşam veren ve evrimin motoru. 1953 yılında biyokimyacılar S. Miller (Stanley Miller) ve G. Urey (Harold Urey), yaşamın "yapı taşlarından" biri olan amino asitlerin, içindeki gazların bulunduğu sudan elektrik deşarjı geçirilerek elde edilebileceğini gösterdiler. Dünyanın "ilkel" atmosferi çözülür (metan, amonyak ve hidrojen). 50 yıl sonra başka araştırmacılar da bu deneyleri tekrarladılar ve aynı sonuçları elde ettiler. Bu nedenle, Dünya'daki yaşamın kökenine ilişkin bilimsel teori, yıldırım çarpmalarına temel bir rol vermektedir. Bakterilerden kısa akım darbeleri geçtiğinde, kabuklarında (zarlarında) gözenekler belirir, bu gözeneklerden diğer bakterilerin DNA parçaları geçebilir ve evrim mekanizmalarından birini tetikler.

Su jeti ve lazer kullanarak kendinizi yıldırımdan nasıl korursunuz? Son zamanlarda, yıldırımla mücadelede temelde yeni bir yöntem önerildi. Yerden doğrudan fırtına bulutlarına fırlatılacak bir sıvı jetinden bir paratoner oluşturulacak. Yıldırım sıvısı, sıvı polimerlerin eklendiği bir tuzlu su çözeltisidir: tuzun elektrik iletkenliğini artırması amaçlanır ve polimer, jetin bireysel damlacıklara "parçalanmasını" önler. Jetin çapı yaklaşık bir santimetre, maksimum yüksekliği ise 300 metre olacak. Sıvı paratoner son halini aldığında spor ve çocuk oyun alanları ile donatılacak, burada elektrik alan şiddeti yeterli seviyeye ulaştığında ve yıldırım düşme ihtimali maksimuma ulaştığında çeşme otomatik olarak açılacaktır. Bir fırtına bulutundan bir sıvı akışı boyunca bir yük akacak ve bu da yıldırımı başkaları için güvenli hale getirecek. Yıldırım deşarjına karşı benzer bir koruma, ışını havayı iyonize ederek insan kalabalığından uzakta bir elektrik deşarjı için bir kanal oluşturacak bir lazer kullanılarak yapılabilir.

Yıldırım bizi yanlış yola sürükleyebilir mi? Evet, eğer pusula kullanırsan. G. Melville'in "Moby Dick" adlı ünlü romanında, güçlü bir manyetik alan yaratan bir yıldırım deşarjının pusula iğnesini yeniden mıknatıslaması durumunda tam olarak böyle bir durum anlatılmaktadır. Ancak geminin kaptanı bir dikiş iğnesi aldı, onu mıknatıslamak için vurdu ve yerine hasarlı pusula iğnesini koydu.

Bir evin veya uçağın içinde yıldırım çarpabilir mi? Maalesef evet! Yıldırım akımı, yakındaki bir direkten gelen telefon kablosu aracılığıyla bir eve girebilir. Bu nedenle fırtına sırasında normal bir telefon kullanmamaya çalışın. Telsiz telefon veya cep telefonuyla konuşmanın daha güvenli olduğuna inanılıyor. Fırtına sırasında evi yere bağlayan merkezi ısıtma ve su borularına dokunmamalısınız. Aynı nedenlerden dolayı uzmanlar, fırtına sırasında bilgisayarlar ve televizyonlar da dahil olmak üzere tüm elektrikli cihazların kapatılmasını tavsiye ediyor.

Uçaklara gelince, genel olarak gök gürültülü fırtınaların olduğu bölgelerde uçmaya çalışıyorlar. Yine de ortalama olarak yılda bir kez uçaklardan birine yıldırım çarpıyor. Akımı yolcuları etkileyemez; uçağın dış yüzeyinden aşağı doğru akar, ancak radyo iletişimine, navigasyon ekipmanına ve elektronik aksamlara zarar verebilir.

22 Aralık 2009 | Kategoriler: Doğa , Fotoğraf , Diğer

Değerlendirme: +15 Makalenin yazarı: Ruh Görünümler: 31693

Yıldırım güçlü bir elektrik deşarjıdır. Bulutlar veya zemin yüksek oranda elektriklendiğinde ortaya çıkar. Bu nedenle yıldırım deşarjları bir bulutun içinde, komşu elektrikli bulutlar arasında ya da elektrikli bir bulut ile yer arasında meydana gelebilir. Bir yıldırım deşarjından önce bir farkın ortaya çıkması elektriksel potansiyeller komşu bulutlar arasında veya bir bulut ile yer arasında.

Elektrizasyon, yani elektriksel nitelikteki çekici kuvvetlerin oluşumu, günlük deneyimlerden herkes tarafından iyi bilinmektedir.


Temiz, kuru saçları plastik bir tarakla tararsanız, saçınız kendisine çekilmeye, hatta kıvılcım çıkarmaya başlayacaktır. Bundan sonra tarak, küçük kağıt parçaları gibi diğer küçük nesneleri de çekebilir. Bu fenomene denir sürtünmeyle elektriklenme.

Bulutların elektriklenmesine ne sebep olur? Sonuçta, saçta ve tarakta elektrostatik yük oluştuğunda olduğu gibi birbirlerine sürtünmezler.

Fırtına bulutu, bir kısmı küçük damlacıklar veya buz kütleleri şeklinde yoğunlaşan büyük miktarda buhardır. Fırtına bulutunun tepesi 6-7 km yükseklikte olabilir ve alt kısmı 0,5-1 km yükseklikte yerden sarkabilir. 3-4 km'nin üzerinde sıcaklık her zaman sıfırın altında olduğundan bulutlar farklı boyutlarda buz kütlelerinden oluşur. Bu buz parçaları, dünyanın ısıtılmış yüzeyinden yükselen sıcak hava akımlarının neden olduğu sürekli hareket halindedir. Küçük buz parçaları, yükselen hava akımları tarafından büyük buz parçalarına göre daha kolay taşınır. Bu nedenle, bulutun tepesine doğru hareket eden "çevik" küçük buz parçaları sürekli olarak büyük buz parçalarıyla çarpışır. Bu tür çarpışmaların her biri elektrifikasyona yol açar. Bu durumda, büyük buz parçaları negatif, küçük buz parçaları ise pozitif olarak yüklenir. Zamanla, pozitif yüklü küçük buz parçaları bulutun tepesine, negatif yüklü büyük buz parçaları ise alt kısmına ulaşır. Başka bir deyişle, fırtına bulutunun üst kısmı pozitif, alt kısmı ise negatif yüklüdür.

Bir bulutun elektrik alanı çok büyük bir yoğunluğa sahiptir; yaklaşık bir milyon V/m. Büyük, zıt yüklü bölgeler birbirine yeterince yaklaştığında, aralarında çalışan bazı elektronlar ve iyonlar, diğer yüklü parçacıkların peşlerinden koştuğu parlak bir plazma kanalı oluşturur. Yıldırım deşarjı bu şekilde meydana gelir.

Bu deşarj sırasında, bir milyar J'ye kadar muazzam bir enerji açığa çıkar. Kanalın sıcaklığı 10.000 K'ye ulaşır ve bu, yıldırım deşarjı sırasında gözlemlediğimiz parlak ışığın ortaya çıkmasına neden olur. Bulutlar sürekli olarak bu kanallardan boşaltılır ve bu atmosferik olayların dışsal tezahürlerini yıldırım şeklinde görürüz.

Sıcak ortam patlayıcı bir şekilde genişler ve gök gürültüsü olarak algılanan bir şok dalgasına neden olur.

Minyatür bir yıldırımı bile kendimiz simüle edebiliriz. Deney karanlık bir odada yapılmalıdır, aksi takdirde hiçbir şey görünmeyecektir. İki dikdörtgen balona ihtiyacımız olacak. Şişirip bağlayalım. Daha sonra birbirine değmemesine dikkat ederek aynı anda yünlü bir bezle ovuyoruz. İçlerini dolduran hava elektriklidir. Toplar, aralarında minimum boşluk bırakılarak birbirine yaklaştırılırsa, kıvılcımlar ince bir hava tabakası aracılığıyla birinden diğerine atlayarak ışık parlamaları oluşturmaya başlayacaktır. Aynı zamanda, hafif bir çatırtı sesi duyacağız - fırtına sırasındaki gök gürültüsünün minyatür bir kopyası.


Şimşeği gören herkes bunun parlak bir şekilde parlayan düz bir çizgi değil, kesikli bir çizgi olduğunu fark etmiştir. Bu nedenle yıldırım deşarjı için iletken bir kanal oluşturma sürecine "adım lideri" adı verilir. Bu "adımların" her biri, ışık hızına yakın hızlara çıkan elektronların, hava molekülleriyle çarpışması nedeniyle durduğu ve hareket yönünü değiştirdiği yerdir.

Dolayısıyla yıldırım, dielektrik özelliği hava olan ve plakaları bulutlar ve toprak olan bir kapasitörün bozulmasıdır. Böyle bir kapasitörün kapasitesi küçüktür - yaklaşık 0,15 μF, ancak voltaj bir milyar volta ulaştığı için enerji rezervi çok büyüktür.

Bir yıldırım genellikle her biri saniyenin on milyonda biri kadar süren birkaç deşarjdan oluşur.

Yıldırım çoğunlukla kümülonimbus bulutlarında meydana gelir. Yıldırım ayrıca volkanik patlamalar, kasırgalar ve toz fırtınaları sırasında da meydana gelir.

Yıldırımın şekli ve boşalma yönü bakımından çeşitli türleri vardır. Boşalmalar meydana gelebilir:

  • fırtına bulutu ile yer arasında,
  • iki bulut arasında
  • bulutun içinde,
  • açık gökyüzü için bulutları bırakıyoruz.

Genellikle elektriğin yalnızca enerji santrallerinde üretilen bir şey olduğunu ve kesinlikle elinizi kolayca içine sokabileceğiniz kadar seyrekleşmiş olan lifli su bulutları kütlelerinde üretilmediğini düşünürüz. Ancak insan vücudunda olduğu gibi bulutlarda da elektrik vardır.

Elektriğin doğası

Bulutlardan, ağaçlardan insan vücuduna kadar tüm bedenler atomlardan yapılmıştır. Her atomun pozitif yüklü protonları ve nötr nötronları içeren bir çekirdeği vardır. Bunun istisnası, çekirdeğinde nötronun bulunmadığı, yalnızca bir protonun bulunduğu en basit hidrojen atomudur.

Negatif yüklü elektronlar çekirdeğin etrafında dolaşır. Pozitif ve negatif yükler birbirini çeker, böylece elektronlar, tatlı bir pastanın etrafındaki arılar gibi, bir atomun çekirdeğinin etrafında döner. Protonlar ve elektronlar arasındaki çekim elektromanyetik kuvvetlerden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle baktığımız her yerde elektrik mevcuttur. Görüldüğü gibi atomlarda da bulunmaktadır.

İlginç gerçek: Yıldırımın doğası bulutların içerdiği elektrikte yatmaktadır.

Normal koşullar altında, her atomun pozitif ve negatif yükleri birbirini dengeler, dolayısıyla atomlardan oluşan cisimler genellikle ne pozitif ne de negatif herhangi bir net yük taşımazlar. Sonuç olarak diğer nesnelerle temas, elektrik boşalmasına neden olmaz. Ancak bazen vücutlardaki elektrik yüklerinin dengesi bozulabilmektedir. Soğuk bir kış gününde evdeyken bunu kendiniz de yaşayabilirsiniz. Ev çok kuru ve sıcak. Çıplak ayaklarınızı sürüyerek sarayın içinde dolaşıyorsunuz. Sizin haberiniz olmadan, tabanınızdaki elektronların bir kısmı halının atomlarına aktarılmıştır.

İlgili malzemeler:

Basınç neden hava bulutluyken düşük, açıkken yüksek?

Artık bir elektrik yükü taşıyorsunuz çünkü atomlarınızdaki proton ve elektronların sayısı artık dengeli değil. Şimdi metal kapı kolunu tutmaya çalışın. Onunla aranıza bir kıvılcım sıçrayacak ve elektrik çarpmasını hissedeceksiniz. Olan şu ki, elektriksel dengeyi sağlamak için yeterli elektrona sahip olmayan vücudunuz, elektromanyetik çekim kuvvetleri yoluyla dengeyi yeniden sağlamaya çalışıyor. Ve restore ediliyor. El ile kapı kolu arasında ele doğru yönlendirilen bir elektron akışı vardır. Oda karanlık olsaydı kıvılcımlar görürdünüz. Işık görülebilir çünkü elektronlar sıçradıklarında ışık kuantumları yayarlar. Oda sessizse hafif bir çatırtı sesi duyacaksınız.

Elektrik bizi her yerde çevreler ve tüm bedenlerde bulunur. Bu anlamda bulutlar bir istisna değildir. Mavi gökyüzünün arka planına karşı çok zararsız görünüyorlar. Ama tıpkı sizin odadakiniz gibi onlar da elektrik yükü taşıyabilirler. Eğer öyleyse dikkatli olun! Bulut kendi içindeki elektrik dengesini yeniden sağladığında, tam bir havai fişek gösterisi ortaya çıkar.

İlgili malzemeler:

Yüksek gerilim kabloları neden yalıtılmıyor?

Yıldırım nasıl ortaya çıkıyor?

Olan şu: Güçlü hava akımları, karanlık, devasa bir fırtına bulutunda sürekli olarak dolaşarak çeşitli parçacıkları (okyanus tuzu, toz vb.) bir araya iter. Nasıl ki ayak tabanlarınız halıya sürtüldüğünde elektronlardan kurtuluyorsa, buluttaki parçacıklar da çarpıştıklarında diğer parçacıklara sıçrayan elektronlardan kurtulurlar. Yükün yeniden dağıtımı bu şekilde gerçekleşir. Elektronlarını kaybeden bazı parçacıklar pozitif yüke sahipken, fazladan elektron alan bazı parçacıklar artık negatif yüke sahiptir.

Tamamen açık olmayan nedenlerden dolayı, daha ağır parçacıklar negatif yüklü hale gelirken, daha hafif parçacıklar pozitif yüklü hale gelir. Böylece bulutun daha ağır olan alt kısmı negatif yüklü hale gelir. Bulutun negatif yüklü alt kısmı, benzer yüklerin birbirini itmesi gibi, elektronları yere doğru iter. Böylece bulutun altında dünya yüzeyinin pozitif yüklü bir kısmı oluşur. Sonra, sizinle kapı tokmağı arasında bir kıvılcımın sıçraması prensibine göre, aynı kıvılcım bulut ile yer arasında da sıçrayacaktır, ancak çok büyük ve güçlüdür, bu şimşektir. Elektronlar devasa bir zikzak çizerek yere doğru uçuyor ve protonlarını orada buluyor. Zar zor duyulabilen bir çatırtı sesi yerine güçlü bir gök gürültüsü duyuluyor.