สายฟ้าเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ

ฟ้าผ่าเป็นประกายไฟขนาดยักษ์ระหว่างเมฆหรือระหว่างเมฆกับพื้นผิวโลก ยาวหลายกิโลเมตร มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายสิบเซนติเมตร และยาวหนึ่งในสิบวินาที ฟ้าแลบจะมาพร้อมกับฟ้าร้อง นอกจากสายฟ้าเชิงเส้นแล้ว ยังมีการสังเกตบอลสายฟ้าเป็นครั้งคราว

ลักษณะและสาเหตุของฟ้าผ่า

พายุฝนฟ้าคะนองเป็นกระบวนการในชั้นบรรยากาศที่ซับซ้อน และเกิดขึ้นจากการก่อตัวของเมฆคิวมูโลนิมบัส เมฆมากเป็นผลมาจากความไม่แน่นอนที่สำคัญของบรรยากาศ พายุฝนฟ้าคะนองมีลักษณะเป็นลมแรง มักมีฝนตกหนัก (หิมะ) และมีลูกเห็บตกบ้าง ก่อนเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง (หนึ่งหรือสองชั่วโมงก่อนพายุฝนฟ้าคะนอง) ความกดอากาศจะเริ่มลดลงอย่างรวดเร็วจนกระทั่งลมพัดขึ้นอย่างกะทันหัน และจากนั้นจะเริ่มสูงขึ้น

พายุฝนฟ้าคะนองสามารถแบ่งออกเป็นท้องถิ่น หน้าผาก กลางคืน ในภูเขา บ่อยครั้งที่บุคคลพบพายุฝนฟ้าคะนองในท้องถิ่นหรือความร้อน พายุฝนฟ้าคะนองเหล่านี้เกิดขึ้นเฉพาะในสภาพอากาศร้อนและมีความชื้นในบรรยากาศสูง ตามกฎแล้วจะเกิดขึ้นในฤดูร้อนตอนเที่ยงหรือบ่าย (12-16 ชั่วโมง) ไอน้ำในกระแสลมอุ่นที่ไหลขึ้นจะควบแน่นที่ระดับความสูง ในขณะที่ความร้อนจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมาและกระแสอากาศที่พุ่งสูงขึ้นจะได้รับความร้อน อากาศที่สูงขึ้นจะอุ่นกว่าอากาศโดยรอบและขยายตัวจนกลายเป็นเมฆฝนฟ้าคะนอง เมฆพายุขนาดใหญ่เต็มไปด้วยผลึกน้ำแข็งและหยดน้ำตลอดเวลา อันเป็นผลมาจากการบดขยี้และการเสียดสีระหว่างตัวเองกับอากาศทำให้เกิดประจุบวกและลบภายใต้อิทธิพลของการเกิดสนามไฟฟ้าสถิตที่รุนแรง (ความแรงของสนามไฟฟ้าสถิตสามารถเข้าถึง 100,000 V / m) และความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างส่วนต่างๆ ของเมฆ เมฆ หรือเมฆกับโลกก็มีค่ามหาศาล เมื่อถึงแรงตึงวิกฤตของอากาศไฟฟ้า จะเกิดไอออไนซ์ในอากาศที่เหมือนหิมะถล่ม ซึ่งเป็นประกายไฟของสายฟ้า

พายุฝนฟ้าคะนองบริเวณหน้าเกิดขึ้นเมื่อมวลอากาศเย็นเข้าสู่พื้นที่ที่มีอากาศอบอุ่นครอบงำ อากาศเย็นจะแทนที่อากาศอุ่นในขณะที่ลมเย็นจะพัดขึ้นไปที่ความสูง 5-7 กม. ชั้นของอากาศอบอุ่นบุกเข้าไปในกระแสน้ำวนของทิศทางต่าง ๆ เกิดพายุขึ้นแรงเสียดทานรุนแรงระหว่างชั้นของอากาศซึ่งก่อให้เกิดการสะสมของประจุไฟฟ้า ความยาวของพายุฝนฟ้าคะนองที่ด้านหน้าสามารถเข้าถึงได้ 100 กม. ต่างจากพายุฝนฟ้าคะนองในท้องถิ่น อากาศจะเย็นกว่าปกติหลังจากพายุฝนฟ้าคะนองที่หน้าผาก พายุฝนฟ้าคะนองในตอนกลางคืนเกี่ยวข้องกับการเย็นลงของโลกในเวลากลางคืนและการก่อตัวของกระแสน้ำวนของอากาศจากน้อยไปมาก พายุฝนฟ้าคะนองในภูเขาอธิบายได้จากความแตกต่างของการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ที่บริเวณลาดเขาทางตอนใต้และทางเหนือ พายุฝนฟ้าคะนองกลางคืนและภูเขาไม่รุนแรงและสั้น

กิจกรรมพายุฝนฟ้าคะนองในภูมิภาคต่าง ๆ ของโลกของเรานั้นแตกต่างกัน ศูนย์พายุฝนฟ้าคะนองโลก: เกาะชวา - 220, อิเควทอเรียลแอฟริกา -150, เม็กซิโกตอนใต้ - 142, ปานามา - 132, บราซิลตอนกลาง - 106 วันพายุฝนฟ้าคะนอง รัสเซีย: มูร์มันสค์ - 5, อาร์คันเกลสค์ - 10, เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก - 15, มอสโก - มีพายุฝนฟ้าคะนอง 20 วันต่อปี

ตามประเภทของสายฟ้าจะแบ่งออกเป็นเส้นตรงมุกและลูก ไข่มุกและบอลสายฟ้าค่อนข้างหายาก

การปล่อยสายฟ้าจะเกิดขึ้นในไม่กี่วินาที ที่กระแสน้ำสูงเช่นนี้อากาศในเขตช่องฟ้าผ่าเกือบจะร้อนขึ้นทันทีที่อุณหภูมิ 30,000-33,000 ° C เป็นผลให้ความดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอากาศขยายตัว - คลื่นกระแทกเกิดขึ้นพร้อมกับเสียง แรงกระตุ้น - ฟ้าร้อง เนื่องจากความจริงที่ว่าบนวัตถุปลายแหลม ความแรงของสนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุไฟฟ้าสถิตของก้อนเมฆนั้นสูงมากเป็นพิเศษ จึงเกิดการเรืองแสงขึ้น เป็นผลให้ไอออไนซ์ในอากาศเริ่มต้นการปล่อยแสงเกิดขึ้นและลิ้นเรืองแสงสีแดงปรากฏขึ้นบางครั้งสั้นลงและยาวขึ้นอีกครั้ง อย่าพยายามดับไฟเหล่านี้เพราะ ไม่มีการเผาไหม้ ที่ความแรงของสนามไฟฟ้าสูง ลำแสงของเส้นใยเรืองแสงอาจปรากฏขึ้น - การปล่อยโคโรนาซึ่งมาพร้อมกับเสียงฟู่ ฟ้าผ่าเชิงเส้นอาจเกิดขึ้นเป็นครั้งคราวในกรณีที่ไม่มีเมฆฝนฟ้าคะนอง ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่คำพูดนั้นเกิดขึ้น - "ฟ้าร้องจากท้องฟ้าแจ่มใส"

ฟ้าผ่าเป็นการปลดปล่อยพลังงานไฟฟ้าที่ทรงพลัง ธรรมชาติของการเกิดขึ้นนั้นอยู่ในการเกิดกระแสไฟฟ้าอย่างแรงของเมฆหรือพื้นผิวโลก ด้วยเหตุผลนี้ การคายประจุจึงเกิดขึ้นในก้อนเมฆเอง หรือระหว่างเมฆสองก้อนที่อยู่ใกล้เคียง หรือระหว่างก้อนเมฆหรือพื้นดิน คนส่วนใหญ่กลัวพายุฝนฟ้าคะนอง ปรากฏการณ์นี้ช่างน่ากลัวจริงๆ เมฆที่ดูมืดมนปกคลุมดวงอาทิตย์ ฟ้าร้องลั่น ฟ้าแลบ ฝนตกหนัก แต่สายฟ้ามาจากไหนจะอธิบายให้เด็กฟังว่าเกิดอะไรขึ้นข้างต้นได้อย่างไร

ฟ้าร้องและฟ้าผ่ามาจากไหน - คำอธิบายสำหรับเด็ก

ฟ้าร้องก้องและฟ้าแลบปรากฏขึ้น กระบวนการเกิดฟ้าผ่าแบ่งออกเป็นครั้งแรกและครั้งต่อมาทั้งหมด เหตุผลก็คือช็อตหลักสร้างเส้นทางสำหรับการปล่อยกระแสไฟฟ้า การปลดปล่อยประจุลบสะสมที่ด้านล่างของคลาวด์

พื้นผิวโลกมีประจุบวก ด้วยเหตุนี้ อิเล็กตรอนที่อยู่ในก้อนเมฆจึงถูกดึงดูดลงสู่พื้นและพุ่งลงมา ทันทีที่อิเล็กตรอนตัวแรกไปถึงพื้นผิวโลกจะเกิดช่องว่างสำหรับการปล่อยกระแสไฟฟ้าซึ่งอิเล็กตรอนที่เหลือจะวิ่งลงมา อิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้พื้นดินจะออกจากช่องก่อน คนอื่นรีบเข้ามาแทนที่ สภาวะถูกสร้างขึ้นภายใต้การปลดปล่อยพลังงานด้านลบทั้งหมดออกจากคลาวด์ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลลงสู่พื้นอย่างทรงพลัง ในขณะนั้น อาจเกิดวาบฟ้าผ่าพร้อมกับฟ้าร้องลั่น

บอลสายฟ้ามาจากไหน

ฟ้าแลบ เรียกว่า บอลสายฟ้า ? ฟ้าผ่าดังกล่าวถือเป็นชนิดพิเศษเป็นลูกบอลเรืองแสงที่ลอยอยู่ในอากาศ มีขนาดตั้งแต่สิบถึงยี่สิบเซนติเมตรสีฟ้าสีส้มหรือสีขาว อุณหภูมิของลูกบอลดังกล่าวสูงมากจนถ้ามันแตกกระทันหัน ของเหลวที่อยู่รอบๆ จะระเหย และวัตถุที่เป็นโลหะหรือแก้วจะละลาย

ลูกบอลดังกล่าวสามารถอยู่ได้นาน เมื่อเคลื่อนที่ มันสามารถเปลี่ยนแปลงทิศทางได้อย่างกระทันหัน ลอยขึ้นไปในอากาศสักครู่ แล้วเบี่ยงไปข้างใดข้างหนึ่งอย่างรวดเร็ว

บอลฟ้าผ่าเกิดขึ้นบ่อยที่สุดในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง แต่มีบางครั้งที่เห็นได้ในสภาพอากาศที่มีแดดจัด การปรากฏตัวของเธอเกิดขึ้นในกรณีหนึ่งโดยไม่คาดคิด ลูกบอลสามารถตกลงมาจากก้อนเมฆ ปรากฏขึ้นในอากาศจากด้านหลังเสาหรือต้นไม้โดยไม่คาดคิด เธอสามารถเจาะเข้าไปในพื้นที่ปิดผ่านทางทีวี

ฟ้าร้องและฟ้าผ่ามาจากไหน

องค์ประกอบเพื่อแสดงความแข็งแกร่งจำเป็นต้องมีสถานการณ์บางอย่าง เมฆไฟฟ้าสร้างสายฟ้า แต่เพื่อที่จะทะลุผ่านชั้นบรรยากาศ เมฆทุกก้อนไม่มีพลังงานเพียงพอสำหรับสิ่งนี้ เมฆฝนฟ้าคะนองถือเป็นเมฆที่มีความสูงถึงหลายพันเมตร ก้นเมฆตั้งอยู่ใกล้พื้นผิวโลก อุณหภูมิจะสูงกว่าส่วนบนของเมฆ ซึ่งหยดน้ำสามารถแข็งตัวได้

มวลอากาศเคลื่อนที่ตลอดเวลา อากาศอุ่นขึ้นและลง เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่ พวกมันจะกลายเป็นไฟฟ้า ส่วนต่าง ๆ ของคลาวด์สะสมศักยภาพที่ไม่เท่ากัน เมื่อถึงค่าวิกฤต จะเกิดแฟลชซึ่งมาพร้อมกับฟ้าร้อง

ฟ้าผ่าอันตราย

โดยปกติการระเบิดครั้งแรกจะตามมาด้วยครั้งที่สอง นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าอิเล็กตรอนในแฟลชแรกทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออน ทำให้อิเล็กตรอนผ่านได้ลำดับที่สอง ดังนั้นไฟแฟลชที่ตามมาจึงเกิดขึ้นเกือบจะไม่มีหยุดและกระทบกับที่เดิม ฟ้าผ่าที่โผล่ออกมาจากเมฆสามารถก่อให้เกิดอันตรายอย่างมากต่อบุคคลที่มีการปล่อยกระแสไฟฟ้า แม้ว่าเธอจะอยู่ใกล้ แต่ผลที่ตามมาจะส่งผลเสียต่อสุขภาพ

ในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง คุณต้องอยู่บนบกให้ใกล้กับพื้นผิวโลกมากที่สุด ไม่แนะนำให้ใช้อุปกรณ์พกพา

ทุกวินาที โดยประมาณ 700 ฟ้าแลบและทุกๆปีประมาณ 3000 ผู้คนถูกฟ้าผ่าตาย ลักษณะทางกายภาพของฟ้าผ่ายังไม่ได้รับการอธิบายอย่างสมบูรณ์ และคนส่วนใหญ่มีความคิดคร่าวๆ ว่ามันคืออะไร การปล่อยประจุบางส่วนชนกันในก้อนเมฆหรืออะไรทำนองนั้น วันนี้เราหันไปหาผู้เขียนฟิสิกส์ของเราเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับธรรมชาติของฟ้าผ่า สายฟ้าปรากฏอย่างไร ที่ที่ฟ้าผ่าลงมา และทำไมฟ้าร้องก้อง หลังจากอ่านบทความแล้ว คุณจะรู้คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้และคำถามอื่นๆ อีกมากมาย

ฟ้าผ่าคืออะไร

ฟ้าผ่า- ปล่อยประจุไฟฟ้าในบรรยากาศ

การคายประจุไฟฟ้า- นี่คือกระบวนการของการไหลของกระแสในตัวกลาง ซึ่งสัมพันธ์กับการนำไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับสภาวะปกติ การปล่อยไฟฟ้าในก๊าซมีหลายประเภท: จุดประกาย, อาร์ค, ระอุ.

การปล่อยประกายไฟเกิดขึ้นที่ความดันบรรยากาศและมาพร้อมกับรอยแตกประกายไฟที่มีลักษณะเฉพาะ การปล่อยประกายไฟคือชุดของการหายไปและแทนที่ช่องประกายไฟของเส้นใยซึ่งกันและกัน ช่องประกายเรียกอีกอย่างว่า สตรีมเมอร์. ช่องประกายไฟเต็มไปด้วยก๊าซไอออไนซ์เช่นพลาสม่า ฟ้าผ่าเป็นประกายไฟขนาดยักษ์ และฟ้าร้องเป็นรอยแตกที่ดังมาก แต่ไม่ใช่ทุกอย่างจะง่ายนัก

ลักษณะทางกายภาพของฟ้าผ่า

ที่มาของสายฟ้าอธิบายได้อย่างไร? ระบบ เมฆเอิร์ ธหรือ เมฆเมฆเป็นตัวเก็บประจุชนิดหนึ่ง อากาศมีบทบาทเป็นฉนวนระหว่างเมฆ ส่วนล่างของเมฆมีประจุเป็นลบ ด้วยค่าความต่างศักย์ที่เพียงพอระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน สภาวะต่างๆ ที่ฟ้าผ่าเกิดขึ้นในธรรมชาติ

ผู้นำก้าว

ก่อนเกิดฟ้าแลบหลัก คุณสามารถสังเกตจุดเล็กๆ ที่เคลื่อนจากก้อนเมฆลงมาที่พื้น นี่คือสิ่งที่เรียกว่าผู้นำขั้น อิเล็กตรอนภายใต้การกระทำของความต่างศักย์เริ่มเคลื่อนเข้าหาพื้นดิน ขณะเคลื่อนที่จะชนกับโมเลกุลของอากาศและทำให้เป็นไอออน กำลังวางช่องไอออไนซ์จากก้อนเมฆลงสู่พื้น เนื่องจากการแตกตัวเป็นไอออนของอากาศโดยอิเล็กตรอนอิสระ ค่าการนำไฟฟ้าในโซนของวิถีผู้นำจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ผู้นำอย่างที่เป็นอยู่นั้นปูทางสำหรับการปล่อยหลักโดยย้ายจากอิเล็กโทรดหนึ่ง (เมฆ) ไปยังอีกขั้วหนึ่ง (กราวด์) การแตกตัวเป็นไอออนเกิดขึ้นอย่างไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นผู้นำจึงสามารถแตกแขนงออกไปได้

ย้อนรอย

ทันทีที่ผู้นำเข้าใกล้พื้นดิน ความตึงเครียดที่จุดสิ้นสุดของเขาก็เพิ่มขึ้น จากพื้นดินหรือจากวัตถุที่ยื่นออกมาเหนือพื้นผิว (ต้นไม้ หลังคาของอาคาร) ลำแสงตอบสนอง (ช่องทาง) จะถูกโยนไปทางผู้นำ คุณสมบัติของฟ้าผ่านี้ใช้เพื่อป้องกันโดยการติดตั้งสายล่อฟ้า ทำไมฟ้าผ่าถึงคนหรือต้นไม้? อันที่จริง เธอไม่สนใจว่าจะตีที่ไหน ท้ายที่สุด สายฟ้ากำลังมองหาเส้นทางที่สั้นที่สุดระหว่างโลกและท้องฟ้า นั่นคือเหตุผลที่ว่าทำไมในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองจึงเป็นอันตรายที่จะอยู่บนที่ราบหรือบนผิวน้ำ

เมื่อผู้นำมาถึงพื้นกระแสน้ำเริ่มไหลผ่านช่องทางที่วาง ขณะนี้มีการสังเกตวาบฟ้าผ่าหลักพร้อมกับความแรงและการปล่อยพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว นี่คือคำถามที่ว่า สายฟ้ามาจากไหน?น่าสนใจที่ผู้นำกระจายจากก้อนเมฆลงสู่พื้น แต่แสงวาบแบบย้อนกลับ ซึ่งเราเคยเห็น กระจายจากพื้นดินไปยังก้อนเมฆ ถูกต้องกว่าที่จะบอกว่าสายฟ้าไม่ได้ไปจากสวรรค์สู่โลก แต่เกิดขึ้นระหว่างพวกเขา

ทำไมฟ้าผ่าถึงตี?

ธันเดอร์เป็นผลมาจากคลื่นกระแทกที่เกิดจากการขยายตัวอย่างรวดเร็วของช่องไอออนไนซ์ ทำไมเราเห็นฟ้าผ่าก่อนแล้วจึงได้ยินฟ้าร้อง?ต่างกันที่ความเร็วของเสียง (340.29 ม./วินาที) และแสง (299,792,458 ม./วินาที) โดยการนับวินาทีระหว่างฟ้าร้องกับฟ้าแลบแล้วคูณด้วยความเร็วของเสียง คุณจะสามารถทราบได้ว่าสายฟ้าฟาดจากคุณเป็นระยะทางเท่าใด

ต้องการงานด้านฟิสิกส์บรรยากาศหรือไม่?สำหรับผู้อ่านของเราตอนนี้มีส่วนลด 10% สำหรับ

ประเภทของฟ้าผ่าและข้อเท็จจริงเกี่ยวกับฟ้าผ่า

ฟ้าแลบระหว่างฟ้ากับดินไม่ใช่สายฟ้าธรรมดาที่สุด ส่วนใหญ่แล้ว ฟ้าผ่าเกิดขึ้นระหว่างเมฆและไม่ก่อให้เกิดภัยคุกคาม นอกจากสายฟ้าบนบกและในเมฆแล้ว ยังมีฟ้าแลบที่ก่อตัวในชั้นบรรยากาศชั้นบนด้วย ฟ้าผ่าในธรรมชาติมีกี่ประเภท?

• สายฟ้าภายในเมฆ
• บอลสายฟ้า;
• "เอลฟ์";
• เจ็ตส์;
• สไปรท์

ฟ้าผ่าสามประเภทสุดท้ายไม่สามารถสังเกตได้หากไม่มีเครื่องมือพิเศษ เนื่องจากเกิดขึ้นที่ระดับความสูง 40 กิโลเมตรขึ้นไป

นี่คือข้อเท็จจริงเกี่ยวกับฟ้าผ่า:

• ความยาวของฟ้าผ่าที่บันทึกไว้ที่ยาวที่สุดในโลกคือ 321 กม. สายฟ้านี้ถูกพบเห็นในโอคลาโฮมา 2550.
• ฟ้าผ่ายาวนานที่สุด 7,74 วินาทีและถูกบันทึกไว้ในเทือกเขาแอลป์
• สายฟ้าไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะบน โลก. รู้อย่างถ่องแท้เกี่ยวกับฟ้าผ่าบน ดาวศุกร์, ดาวพฤหัสบดี, ดาวเสาร์และ ดาวยูเรนัส. สายฟ้าของดาวเสาร์มีพลังมากกว่าโลกหลายล้านเท่า
• กระแสฟ้าผ่าสามารถเข้าถึงได้หลายแสนแอมแปร์ และแรงดันไฟฟ้าสามารถเข้าถึงหลายพันล้านโวลต์
• อุณหภูมิของช่องฟ้าผ่าสามารถเข้าถึงได้ 30000 องศาเซลเซียส คือ 6 เท่าของอุณหภูมิพื้นผิวของดวงอาทิตย์

ลูกไฟ

บอลสายฟ้าเป็นสายฟ้าที่แยกจากกันซึ่งธรรมชาติยังคงเป็นปริศนา สายฟ้าดังกล่าวเป็นวัตถุเรืองแสงที่เคลื่อนที่ไปในอากาศในรูปของลูกบอล ตามหลักฐานที่มีจำกัด บอลสายฟ้าสามารถเคลื่อนที่ไปตามวิถีที่คาดเดาไม่ได้ แยกออกเป็นสายฟ้าขนาดเล็ก ระเบิด หรือหายไปอย่างกะทันหัน มีข้อสันนิษฐานมากมายเกี่ยวกับที่มาของ ball lightning แต่ไม่มีใครยอมรับได้ว่าน่าเชื่อถือ ความจริงก็คือไม่มีใครรู้ว่าบอลสายฟ้าปรากฏอย่างไร สมมติฐานบางข้อลดการสังเกตปรากฏการณ์นี้เป็นภาพหลอน ไม่เคยพบลูกฟ้าผ่าในห้องปฏิบัติการ นักวิทยาศาสตร์ทุกคนสามารถพอใจกับบัญชีของผู้เห็นเหตุการณ์

สุดท้ายนี้ เราขอเชิญคุณชมวิดีโอและเตือนคุณว่า: หากเอกสารของหลักสูตรหรือการควบคุมตกลงมาบนหัวของคุณราวกับสายฟ้าฟาดในวันที่มีแดด อย่าสิ้นหวัง Student Services Specialists ได้ช่วยเหลือนักเรียนมาตั้งแต่ปี 2000 ขอความช่วยเหลือที่มีคุณสมบัติได้ตลอดเวลา 24 ชั่วโมงต่อวัน 7 วันต่อสัปดาห์เราพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณ

ฟ้าผ่าเป็นการคายประจุไฟฟ้าที่ทรงพลัง เกิดขึ้นเมื่อเมฆหรือพื้นโลกเกิดกระแสไฟฟ้าอย่างแรง ดังนั้น การปล่อยฟ้าผ่าสามารถเกิดขึ้นได้ภายในก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆที่ถูกประจุไฟฟ้าที่อยู่ใกล้เคียง หรือระหว่างก้อนเมฆที่ถูกประจุไฟฟ้ากับพื้นดิน การปล่อยฟ้าผ่านำหน้าด้วยความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างเมฆข้างเคียงหรือระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน

การผลิตกระแสไฟฟ้า นั่นคือ การก่อตัวของแรงดึงดูดของธรรมชาติทางไฟฟ้า เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับทุกคนจากประสบการณ์ในชีวิตประจำวัน

อะไรทำให้เมฆกลายเป็นไฟฟ้า ท้ายที่สุดแล้วพวกมันจะไม่ถูกันเหมือนที่เกิดขึ้นเมื่อประจุไฟฟ้าสถิตเกิดขึ้นบนเส้นผมและบนหวี

เมฆฝนฟ้าคะนองเป็นไอน้ำปริมาณมาก ซึ่งบางส่วนควบแน่นในรูปของหยดเล็กๆ หรือน้ำแข็งที่ลอยอยู่ ยอดเมฆฝนฟ้าคะนองสามารถสูงได้ 6-7 กม. และด้านล่างห้อยอยู่เหนือพื้นดินที่ความสูง 0.5-1 กม. เหนือ 3-4 กม. เมฆประกอบด้วยชั้นน้ำแข็งขนาดต่างๆ เนื่องจากอุณหภูมิจะต่ำกว่าศูนย์เสมอ แผ่นน้ำแข็งเหล่านี้เคลื่อนที่ตลอดเวลา ซึ่งเกิดจากกระแสลมอุ่นจากพื้นโลกที่ร้อนขึ้น น้ำแข็งก้อนเล็ก ๆ ง่ายกว่าก้อนใหญ่ที่จะถูกพัดพาไปโดยกระแสอากาศจากน้อยไปมาก ดังนั้นน้ำแข็งก้อนเล็ก ๆ ที่ "ว่องไว" จึงลอยเคลื่อนไปที่ส่วนบนของเมฆและชนกับก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่ตลอดเวลา การชนกันแต่ละครั้งทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ในกรณีนี้ น้ำแข็งก้อนใหญ่จะถูกประจุเป็นลบ และน้ำแข็งชิ้นเล็กๆ จะถูกประจุบวก เมื่อเวลาผ่านไป น้ำแข็งก้อนเล็กๆ ที่มีประจุบวกจะอยู่ที่ด้านบนสุดของก้อนเมฆ และก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่มีประจุลบอยู่ที่ด้านล่าง กล่าวอีกนัยหนึ่งคือส่วนบนของเมฆฝนฟ้าคะนองมีประจุบวกในขณะที่ด้านล่างมีประจุลบ

สนามไฟฟ้าของเมฆมีความเข้มมาก - ประมาณหนึ่งล้าน V/m เมื่อบริเวณที่มีประจุตรงข้ามกันขนาดใหญ่เข้ามาใกล้กันมากพอ อิเล็กตรอนและไอออนบางตัววิ่งไปมาระหว่างพวกมัน จะสร้างช่องพลาสมาที่เรืองแสงซึ่งอนุภาคที่มีประจุที่เหลือจะวิ่งไล่ตามพวกมัน นี่คือลักษณะที่เกิดฟ้าผ่า

ในระหว่างการปลดปล่อยนี้ พลังงานมหาศาลจะถูกปล่อยออกมา - มากถึงหนึ่งพันล้าน J อุณหภูมิของช่องถึง 10,000 K ซึ่งก่อให้เกิดแสงจ้าที่เราสังเกตได้ในระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า เมฆไหลผ่านช่องทางเหล่านี้อย่างต่อเนื่อง และเราเห็นปรากฏการณ์ภายนอกของปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศเหล่านี้ในรูปของฟ้าผ่า

ตัวกลางที่เปล่งแสงจะขยายตัวอย่างระเบิดและทำให้เกิดคลื่นกระแทกซึ่งถูกมองว่าเป็นฟ้าร้อง

ตัวเราเองสามารถจำลองสายฟ้าได้แม้ว่าจะเป็นฟ้าผ่าขนาดเล็กก็ตาม ควรทำการทดลองในห้องมืด มิฉะนั้น จะมองไม่เห็นสิ่งใด เราต้องการลูกโป่งรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าสองลูก มาพองลมและมัดพวกมันกัน จากนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่ได้สัมผัสถูก ถูด้วยผ้าขนสัตว์พร้อมๆ กัน อากาศที่เติมพวกมันจะถูกทำให้เป็นไฟฟ้า หากนำลูกบอลมารวมกันโดยปล่อยให้มีช่องว่างน้อยที่สุด ประกายไฟจะเริ่มกระโดดจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งผ่านชั้นอากาศบาง ๆ ทำให้เกิดแสงวาบ ในเวลาเดียวกัน เราจะได้ยินเสียงแตกแผ่วเบา ซึ่งเป็นเสียงฟ้าร้องขนาดจิ๋วในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง

ทุกคนที่ได้เห็นสายฟ้าจะสังเกตเห็นว่าไม่ใช่เส้นตรงที่สว่างจ้า แต่เป็นเส้นหัก ดังนั้นกระบวนการสร้างช่องนำไฟฟ้าสำหรับการปล่อยฟ้าผ่าจึงเรียกว่า "ผู้นำขั้นตอน" "ขั้นตอน" แต่ละขั้นเหล่านี้เป็นสถานที่ที่อิเล็กตรอนเร่งความเร็วจนใกล้แสงหยุดลงเนื่องจากการชนกับโมเลกุลของอากาศและเปลี่ยนทิศทางของการเคลื่อนที่

ดังนั้นฟ้าผ่าจึงเป็นการสลายตัวของตัวเก็บประจุซึ่งอิเล็กทริกคืออากาศและแผ่นเปลือกโลกคือเมฆและดิน ความจุของตัวเก็บประจุดังกล่าวมีขนาดเล็ก - ประมาณ 0.15 microfarads แต่พลังงานสำรองมีขนาดใหญ่มากเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าถึงหนึ่งพันล้านโวลต์

ฟ้าผ่าหนึ่งครั้งมักจะประกอบด้วยการปลดปล่อยหลายครั้ง ซึ่งแต่ละครั้งใช้เวลาเพียงไม่กี่สิบล้านของวินาที

ฟ้าผ่าส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นในเมฆคิวมูโลนิมบัส ฟ้าผ่ายังเกิดขึ้นในระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ พายุทอร์นาโด และพายุฝุ่น

ฟ้าผ่ามีหลายประเภทตามรูปร่างและทิศทางของการปล่อย การคายประจุอาจเกิดขึ้นได้:

• ระหว่างเมฆพายุกับโลก
• ระหว่างเมฆสองก้อน
• ภายในเมฆ
• เคลื่อนออกจากเมฆไปสู่ท้องฟ้าแจ่มใส

หลายคนกลัวปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่น่ากลัว - พายุฝนฟ้าคะนอง เหตุการณ์นี้มักเกิดขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์ปกคลุมไปด้วยเมฆที่มืดครึ้ม ฟ้าร้องครวญครางและฝนตกหนัก

แน่นอน เราควรกลัวฟ้าผ่า เพราะมันอาจถึงกับตาย หรือกลายเป็น เรื่องนี้รู้กันมานานแล้ว จึงเป็นที่มาของวิธีการต่างๆ เพื่อป้องกันฟ้าผ่าและฟ้าร้อง (เช่น เสาโลหะ)

เกิดอะไรขึ้นที่นั่นและฟ้าร้องมาจากไหน? และฟ้าผ่าเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ฟ้าร้อง

มักจะใหญ่ พวกมันสูงถึงหลายกิโลเมตร ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าว่าทุกสิ่งกำลังเดือดพล่านและเดือดพล่านอยู่ภายในก้อนเมฆที่ระเบิดได้เหล่านี้ สิ่งเหล่านี้คืออากาศ รวมทั้งหยดน้ำ ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงจากล่างขึ้นบน และในทางกลับกัน

ส่วนบนสุดของเมฆเหล่านี้มีอุณหภูมิถึง -40 องศา และหยดน้ำตกลงสู่ส่วนนี้ของเมฆที่กลายเป็นน้ำแข็ง

ที่มาของเมฆฝน

ก่อนที่เราจะรู้ว่าฟ้าร้องมาจากไหนและเกิดฟ้าผ่าอย่างไร เรามาอธิบายคร่าวๆ ก่อนว่าเมฆฝนฟ้าคะนองก่อตัวอย่างไร

ปรากฏการณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดขึ้นเหนือผิวน้ำของโลก แต่เกิดขึ้นทั่วทวีป นอกจากนี้ เมฆฝนฟ้าคะนองยังก่อตัวขึ้นอย่างหนาแน่นเหนือทวีปเขตร้อน ซึ่งอากาศใกล้พื้นผิวโลก (ต่างจากอากาศที่อยู่เหนือผิวน้ำ) จะอุ่นมากและเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

โดยปกติบนทางลาดที่มีระดับความสูงต่างกันจะเกิดอากาศอุ่นที่คล้ายคลึงกันซึ่งดึงอากาศชื้นจากพื้นที่กว้างใหญ่ของพื้นผิวโลกและยกขึ้น

ดังนั้นสิ่งที่เรียกว่าเมฆคิวมูลัสจึงก่อตัวขึ้นกลายเป็นเมฆฝนฟ้าคะนองดังที่อธิบายไว้ข้างต้น

ตอนนี้ขอชี้แจงว่าสายฟ้าคืออะไร มาจากไหน?

ฟ้าแลบและฟ้าร้อง

จากหยดน้ำแข็งที่เยือกแข็งเหล่านั้น น้ำแข็งก็ก่อตัวขึ้น ซึ่งเคลื่อนที่ในก้อนเมฆด้วยความเร็วสูง ชน ยุบตัว และชาร์จด้วยไฟฟ้า ก้อนน้ำแข็งที่เบากว่าและเล็กกว่าจะลอยอยู่ด้านบน ส่วนก้อนที่ใหญ่กว่าจะละลายลงไป และกลายเป็นหยดน้ำอีกครั้ง

ดังนั้น ประจุไฟฟ้าสองก้อนจึงเกิดขึ้นในเมฆฝนฟ้าคะนอง ลบที่ด้านบนบวกที่ด้านล่าง เมื่อประจุที่ต่างกันมาบรรจบกัน ประจุที่ทรงพลังก็เกิดขึ้นและสายฟ้าก็เกิดขึ้น มันมาจากไหนมันก็ชัดเจน แล้วจะเกิดอะไรขึ้น? สายฟ้าแลบจะร้อนขึ้นทันทีและขยายอากาศโดยรอบ หลังร้อนขึ้นมากจนเกิดการระเบิดขึ้น นี่คือฟ้าร้องที่ทำให้ทุกชีวิตบนโลกหวาดกลัว

ปรากฎว่าทั้งหมดนี้เป็นปรากฏการณ์ จากนั้น คำถามต่อไปก็เกิดขึ้น อย่างหลังมาจากไหนและในปริมาณมากเช่นนั้น แล้วมันไปไหน?

ไอโอโนสเฟียร์

สายฟ้าคืออะไร มาจากไหน ค้นพบแล้ว ตอนนี้เล็กน้อยเกี่ยวกับกระบวนการที่ช่วยรักษาประจุของโลก

นักวิทยาศาสตร์พบว่าประจุของโลกโดยทั่วไปมีขนาดเล็กและมีจำนวนเพียง 500,000 คูลอมบ์ (เช่นแบตเตอรี่รถยนต์ 2 ก้อน) แล้วประจุลบจะหายไปที่ไหนซึ่งถูกฟ้าผ่าเข้าใกล้พื้นผิวโลกมากขึ้น?

โดยปกติ ในสภาพอากาศที่ชัดเจน โลกจะค่อยๆ คายประจุออก (กระแสน้ำอ่อนจะไหลผ่านระหว่างชั้นบรรยากาศรอบนอกและพื้นผิวโลกอย่างต่อเนื่องตลอดชั้นบรรยากาศ) แม้ว่าอากาศจะถือเป็นฉนวน แต่ก็มีสัดส่วนของไอออนเพียงเล็กน้อย ซึ่งช่วยให้มีกระแสอยู่ในปริมาตรของบรรยากาศทั้งหมด ด้วยเหตุนี้ถึงแม้จะช้า แต่ประจุลบถูกถ่ายโอนจากพื้นผิวโลกไปสู่ความสูง ดังนั้นปริมาตรของประจุทั้งหมดของโลกจึงยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

ทุกวันนี้ ความคิดเห็นที่พบบ่อยที่สุดก็คือ บอลสายฟ้าเป็นประจุชนิดพิเศษในรูปแบบของลูกบอล ซึ่งคงอยู่เป็นเวลานานและเคลื่อนที่ไปตามวิถีที่คาดเดาไม่ได้

ไม่มีทฤษฎีที่เป็นเอกภาพของการเกิดขึ้นของปรากฏการณ์นี้ในปัจจุบัน มีสมมติฐานมากมาย แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครได้รับการยอมรับจากนักวิทยาศาสตร์

โดยปกติ ตามที่ผู้เห็นเหตุการณ์ให้การ เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในพายุฝนฟ้าคะนองหรือในพายุ แต่ก็มีบางกรณีที่เกิดขึ้นในสภาพอากาศที่มีแดดจัด บ่อยครั้งที่ฟ้าผ่าเกิดขึ้นจากสายฟ้าธรรมดา บางครั้งมันก็ปรากฏขึ้นและตกลงมาจากเมฆ และบ่อยครั้งที่มันปรากฏขึ้นโดยไม่คาดคิดในอากาศหรือแม้แต่ออกมาจากวัตถุบางอย่าง (เสา ต้นไม้)

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจบางอย่าง

พายุฝนฟ้าคะนองและฟ้าผ่ามาจากไหนเราพบ คราวนี้เป็นเกร็ดเล็กๆ น้อยๆ เกี่ยวกับข้อเท็จจริงที่น่าสงสัยเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่อธิบายไว้ข้างต้น

1. โลกประสบฟ้าผ่าประมาณ 25 ล้านครั้งในแต่ละปี

2. สายฟ้ามีความยาวเฉลี่ยประมาณ 2.5 กม. นอกจากนี้ยังมีการระบายออกสู่ชั้นบรรยากาศอีก 20 กม.

3. มีความเชื่อว่าฟ้าผ่าไม่สามารถโจมตีที่เดิมซ้ำ 2 ครั้งได้ ในความเป็นจริง ไม่เป็นเช่นนั้น ผลการวิเคราะห์ (บนแผนที่ทางภูมิศาสตร์) ของสถานที่ที่เกิดฟ้าผ่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่าฟ้าผ่าสามารถโจมตีที่เดียวกันได้หลายครั้ง

ดังนั้นเราจึงพบว่าสายฟ้าคืออะไร มาจากไหน

พายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นจากปรากฏการณ์บรรยากาศที่ซับซ้อนที่สุดในระดับดาวเคราะห์

ฟ้าแลบประมาณ 50 ครั้งเกิดขึ้นบนโลกทุกวินาที