Lightning este o descărcare electrică puternică. Se produce atunci când există o electrizare puternică a nori sau a pământului. Prin urmare, descărcările de trăsnet pot apărea fie în interiorul norului, fie între norii electrificați adiacenți sau între un nor electrificat și pământ. Lovitura de trăsnet este precedată de apariția unei diferențe în potențialele electrice dintre norii adiacenți sau între un nor și sol.
Electrificarea, adică formarea forțelor de atracție de natură electrică, este binecunoscută pentru toată lumea din experiența de zi cu zi.
Dacă pieptești părul curat uscat cu un pieptene de plastic, ele încep să atragă sau chiar scânteie. După aceasta, pieptenele pot atrage alte obiecte mici, de exemplu bucăți mici de hârtie. Acest fenomen se numește electrizare prin frecare.
Ce cauzează electrizarea noriilor? La urma urmei, ele nu se freacă unul de celălalt, așa cum se întâmplă când se formează o încărcătură electrostatică pe păr și pe pieptene.
Un nor de nor este o cantitate imensă de abur, o parte din care este condensată sub formă de picături mici sau fulgi de gheață. Partea de sus a unui nor de furtună poate fi la o altitudine de 6-7 km, iar fundul este atârnat deasupra solului la o altitudine de 0,5-1 km. Peste 3-4 km de nori constau în cuburi de gheață de diferite mărimi, deoarece temperatura este întotdeauna sub zero. Aceste cuburi de gheață sunt în mișcare constantă, cauzate de fluxurile ascendente de aer cald de pe suprafața încălzită a pământului. Cuburile mici de gheață sunt mai ușoare decât cele mari, sunt purtate de curenții de aer în ascensiune. Prin urmare, gheață "inteligentă" mică, care se deplasează în partea de sus a norului, tot timpul sa confruntat cu mari. Fiecare astfel de ciocnire duce la electrificare. În acest caz, cuburile mari de gheață sunt încărcate negativ, iar cele mici sunt încărcate pozitiv. În timp, în partea superioară a norului apar cuburi de gheață cu încărcare pozitivă și încărcate negativ cuburi mari de gheață în partea de jos. Cu alte cuvinte, partea de sus a unui tunet este încărcată pozitiv, iar fundul este negativ.
Câmpul electric al norului are o tensiune uriașă - aproximativ un milion de V / m. Atunci când mari regiuni încărcate opus se apropie destul de aproape unul de celălalt, unii electroni și ioni, care circulă între ele, creează un canal luminos de plasmă, de-a lungul căruia particulele încărcate rămase urmează. Deci există o descărcare de gheață.
În timpul acestei descărcări, se eliberează energie imensă - până la un miliard de J. Temperatura canalului ajunge la 10.000 K, ceea ce dă naștere la lumina strălucitoare pe care o vedem când fulgerăm. Norii sunt evacuați în mod constant prin aceste canale și vedem manifestări externe ale acestor fenomene atmosferice sub formă de fulgere.
Mediul strălucitor se extinde exploziv și provoacă o undă de șoc percepută ca un tunet.
Noi înșine putem simula fulgerul, chiar dacă este miniatural. Experiența ar trebui făcută într-o cameră întunecată, altfel nimic nu va fi văzut. Avem nevoie de doi baloane alungite. Le vom umfla și le vom lega. Apoi, asigurându-vă că nu ating, în același timp le vom freca cu o cârpă de lână. Aerul care le umple este electrificat. Dacă bilele sunt aduse împreună, lăsând un spațiu minim între ele, atunci scânteile vor începe să curgă de la unul la celălalt printr-un strat subțire de aer, creând blitz-uri luminoase. În același timp, vom auzi o crackle slabă - o copie miniaturală a tunetului într-o furtună.
Toată lumea care a văzut fulgerul a observat că nu era o linie dreaptă luminată, ci o linie întreruptă. Prin urmare, procesul de formare a unui canal de conducere pentru descărcarea de gestiune de descărcare de gestiune este denumit "lider în trepte". Fiecare dintre aceste "pași" este locul în care electronii au accelerat la viteze apropiate de lumină oprit din cauza coliziunilor cu moleculele de aer și au schimbat direcția mișcării.
Astfel, trăsnetul este o defalcare a unui condensator, în care dielectricul este aer, iar plăcile sunt nori și pământ. Capacitatea unui astfel de condensator este mică - aproximativ 0,15 μF, dar rezerva de energie este imensă, deoarece tensiunea atinge un miliard de volți.
Un fulger constă, de obicei, din mai mulți biți, fiecare dintre ele având doar câteva zeci de părți pe milion de secundă.
Cel mai adesea apare fulgerul în nori cumulonimbus. Fulgere, de asemenea, se produce cu erupții vulcanice, tornade și furtuni de praf.
Există mai multe tipuri de trăsnet în forma și direcția descărcării. Se pot produce descărcări:
- între un tunet și un pământ,
- între două nori,
- în interiorul nori,
- pentru a lăsa norul în cerul clar.
