На что способна молния
Гнев небесный: Почему молния бьет в людей и можно ли ею управлять
Молния – одно из самых пугающих и удивительных природных явлений. Физики раскрыли природу молнии, но изучение этого явления продолжается. Как молния выбирает, куда ударить? Почему она бьет в людей? Как от молнии защищают самолеты и высочайшие небоскребы? Удалось ли кому-нибудь научиться управлять молнией? На эти и другие вопросы ответили эксперты программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.
Почему молния бьет в людей и что оставляет на память
13 марта. Индия. Во время грозы четверо сотрудников парка решили спрятаться от дождя под деревом. Они не ожидали, что именно их укрытие для мощного удара выберет молния. К счастью, они остались живы, но сильно пострадали. Один в коме. Трое как после контузии. Случаи удара молнии в людей хорошо известны и в России. Лето 2020 года. Во время тренировки молния настигла юного футболиста Ивана Заборовского. Футболка вспыхнула как факел, бутсы обуглились. Но спортсмен выжил.
У многих выживших счастливчиков в память о молнии на теле остаются особые отметины. Их называют фигурами Лихтенберга.
По статистике, шансы умереть от удара молнии и от падения с кровати примерно равны. На каждые 2 миллиона человек 1 случай. Но почему молния выбирает человека в качестве мишени?
«Молния видит в человеке, так скажем, ниточку, за которую можно потянуть и намного быстрее добраться до этой самой земли, ведь мы достаточно хорошие проводники электрического тока, а воздух, наоборот, нет, в нём не так много заряженных частиц, а ведь именно они проводят это самое электричество. А в нас этих заряженных частиц очень-очень много, а электричество всегда побежит туда, где сопротивления намного-намного меньше», — объясняет физик Игорь Шепель.
Люди-громоотводы
В большинстве случаев после удара молнии люди выживают. Погибают чаще всего те, у кого слабое сердце или сосуды. Они просто не выдерживают напряжения. Остальных молния оглушает, обжигает, калечит, но не убивает.
«Если мы будем вспоминать про такие случаи, как неоднократное даже попадание молнии… Был американский егерь Рой Салливан, который семикратно смог выжить после попадания молнии», — рассказывает кандидат медицинских наук Елена Андриевская.
Американец Рой Салливан вошел в книгу рекордов Гиннеса как человек–громоотвод. 7 зарегистрированных поражений меньше чем за 30 лет. Каждая встреча с природным явлением оставляла на теле мужчины увечья. Но не убивала. Феномен ученые объясняют тем, что Рой Салливан жил в грозоопасной местности, к тому же работал смотрителем национального парка и часто бывал на открытой местности или рядом с деревьями во время грозы. Такое стечение обстоятельств превратило скромного егеря в настоящую легенду.
Как молния выбирает цель
Что такое молния? Вообще-то каждый из нас может её создать в домашних условиях. Если долго и упорно тереть пластиковой расчёской о волосы, то рано или поздно можно услышать потрескивание, а волосы наэлектризуются. Мы называем это статическим электричеством. Чтобы оно появилось, нужно что-то обо что-то потереть. Именно так и рождаются молнии. В грозовых тучах скапливается очень много воды. Эти мельчайшие капельки воды трутся друг о друга и в результате возникает статическое напряжение.
Как защищают самолеты и небоскребы
Очень часто молнии попадают в самолёты, но пассажиры лайнеров этого даже не замечают. Хотите знать почему? В самолётах предусмотрена специальная защитная капсула. Молния бьёт в корпус, но особый металлический каркас отводит электричество. Видео, где молния попадает в самолёт, всегда вызывает оживлённый интерес. Выглядит зловеще, но совершенно безопасно. Потому что у самолёта несколько степеней защиты от внезапного разряда электричества.
«У каждого самолета есть так называемые стекатели для статического электричества. Это чтобы самолет не привлекал к тебе молнию. Потому что потенциально это может быть искра, где эта искра выскочит, заранее сказать нельзя. В том числе она может выскочить где-нибудь там в районе топливной системы или гидравлической системы, то есть, где находятся пожароопасные жидкости. Потенциально это источник опасности», — рассказывает инженер-авиаконструктор Петр Савин.
Многоступенчатая пассивная защита от молний есть и у небоскребов. Мало кто знает, что их снабжают так называемыми токоотводами и особым образом заземляют.
«Прежде всего, начинается с самого шпиля, который больше ста метров, и дальше это всё постепенно расходится по токоотводам через колонны, которые идут по периметру башни. И доходит до фундамента через специальную сетку, переходит в сваи, ну и дальше уже непосредственно соприкасается с землёй. То есть это вот такая ступенчатая, скажем так, структура», — рассказывает главный инженер небоскрёба «Лахта-центр» Сергей Никифоров.
Один из самых ярких небоскрёбов Санкт-Петербурга «Лахта-Центр» и вовсе прозвали громоотводом северной столицы. Если над городом гроза – молния всегда бьёт в самую высокую точку здания, токоотводы гасят электрический разряд и уводят в землю.
«Длительная молния может вызвать пожар. Поэтому все здания необходимо ограждать. В последнее время придумали новые способы защиты. Одним из таких ноу-хау является лазерная пушка, которая стреляет по грозовой туче. В это время, когда лазерный луч большой мощности пронзает атмосферу, то молекулы воздуха ионизуются. Молния идёт по этому каналу. То есть, она обходит здания», — объясняет кандидат физико-математических наук Александр Борцов.
Возможно ли управлять молнией?
В наши дни учёные пытаются научиться искусственно создавать молнии и даже ловить их с помощью специальных ферм. В грозоопасных местностях одна из американских компаний уже построила несколько ловушек для природных электрических разрядов. Металлические конструкции притягивают молнии и накапливают электричество. Хотя технология сырая и требует доработки, это огромный прорыв. Впрочем, учёные по-прежнему считают, что управлять молниями практически невозможно. По легенде, за всю историю это удалось единственному человеку. Правда, Никола Тесла унёс свой секрет в могилу.
Инсайты инженерной мысли, история, научная аналитика и тайны нашей планеты – об этом и многом другом смотрите в выпусках программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко! Каждый вторник в 23:30 на РЕН ТВ!
На что способна молния
Молния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим ее громом. Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведен опыт по извлечению электричества из грозового облака. Наиболее часто молнии возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда молнии образуются в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.
Каждую секунду около 50 молний ударяются о поверхность Земли. Ежегодно более 3 тысяч человек в мире погибают от удара молнией (8 человек в день).
Ученые классифицируют молнии на три вида:
1. Линейная — молния в виде извилистой линии, от которой отходит множество разветвлений.
2. Расплывчатая — молния, не имеющая контуров и возникающая мгновенной вспышкой.
3. Шаровая — наиболее опасная разновидность молнии. Возникает в виде огненного желто-красного шара, представляющего собой сгусток горячего газа. Но цвет также может быть от белого до сверкающего желтого и зеленого. Может изменять форму, тем самым, проникая даже в узкое отверстие дома. Как правило, взрывается с характерным треском. Есть и невидимые, и черные шаровые молнии. Свидетели заявляют, что черные шаровые молнии как бы состоят из загадочных нитей, сплетенных в клубок.
Молнию притягивают высокие предметы, вода, земля, металл. Поэтому не рекомендуется находиться во время грозы рядом с этими проводниками тока.
Это действительно так. Все дело в том, что молния способна иметь очень сильный электрический разряд, то есть это ни что иное, как напряжение тока в несколько миллионов вольт с силой тока в сотни тысяч ампер! А всем известно, что с электричеством нужно быть весьма осторожным, так как оно опасно для жизни и здоровья человека.
Во время грозы надо спрятаться под деревом
Ошибочное мнение. Молния, в первую очередь, направляет свое действие на высокие предметы, в том числе и на деревья. Поэтому не стоит прятаться от грозы под деревьями, особенно отдельно стоящими. Это чревато печальными последствиями. Особенно хорошо молнию притягивают такие деревья, как: дуб, сосна, тополь, ель. Опасность возрастает, если поблизости уже есть деревья, ранее пораженные молнией. Довольно надежное убежище — густой кустарник в лесном массиве.
Если гроза застанет в поле или в степи, то попадание молнии гарантировано
В этом случае главное — соблюдать несколько несложных правил:
1. Не стоять в полный рост, поскольку в поле человек будет считаться самым высоким предметом, и, следовательно, привлечет к себе «внимание» молнии.
2. Необходимо укрыться в самом низком месте, будь то канава, овраг или небольшая ложбинка.
3. Нельзя ложиться на мокрую землю, так как земля является отличным проводником тока и поэтому молния может ударить в почву. Будет лучше, если человек просто сядет на корточки и обхватит свои колени руками, то есть примет позу эмбриона.
Нельзя прятаться от грозы в автомобиле, так как металл хорошо проводит ток
Если гроза застанет Вас в пути, необходимо остановиться, закрыть все окна и верх машины (если она с открытым верхом), опустить радиоантенну, и, самое главное — не покидать этого убежища! В случае, когда транспорт является открытым (велосипед, мотоцикл), нужно немедленно остановиться и отойти от транспортного средства метров на тридцать. Иначе существует реальная опасность быть повергнутым молнией. Еще более опасно находиться в тракторе в открытом поле.
В воде молния не так уж страшна
Напротив! Любителям купаться и рыбачить рекомендуется с приближением грозы не только немедленно прекратить эти занятия, но и отойти подальше от водоема. Не нужно искать укрытие в пойменных кустах. Если вокруг водоема чистое поле, нужно как можно скорее (но не бегом, если гроза уже началась) добраться до ближайшего леса (но не отдельных деревьев на открытой местности) или до деревни. При этом стараться обходить стороной, метрах в двухстах, одинокие деревья, опорные линии электропередач и прочие высокие предметы.
Дома гроза не опасна
Это утверждение будет соответствовать действительности только в том случае, если человек закроет окна, не будет топить печь, выключит телевизор и другие электроприборы, и станет держаться подальше от иных предметов, способных притянуть молнию. Особенно следует остерегаться молнии в загородных домах и на дачах — дом обязательно должен иметь заземление!
Даже установка молниеотвода не гарантирует полную защиту здания от неприятностей. От прямых попаданий молнии молниеотвод защищает, но от так называемых вторичных проявлений — нет. Дело в том, что при попадании молнии в землю или какой-то объект в радиусе до 1500 метров от здания существует вероятность перемещения к нему электрических разрядов по различным коммуникациям, способным проводить ток: системы электроснабжения, связи, газопровод. Это вызывает резкое возрастание напряжения в электрических сетях, приводящее к различным аварийным ситуациям — от выгорания микросхем в бытовых приборах до полного выхода из строя электрооборудования.
Рекомендуется на время грозы отключать в доме все бытовые электроприборы и не пользоваться обычным телефоном, не стоять у окон и дверей, не касаться водопроводных кранов. Так вы убережете от непредвиденных проблем и свою технику, и свое здоровье. Проследите, чтобы в помещении не было сквозняка, который может привлечь шаровую молнию. Печку или камин лучше не топить в это время, так как выходящий из трубы дым обладает высокой электропроводностью, и вероятность удара молнии в трубу возрастает.
Во время грозы нельзя пользоваться мобильным телефоном
Что верно, то верно. Данное телефонное устройство может иметь металлические конструкции, а металл, как известно, — отлично проводит электричество. Поэтому не нужно искушать судьбу. Отложите телефонный разговор на послегрозовое время. Помимо этого, не рекомендуется пользоваться обычным телефоном, так как молния способна проходить по телефонному кабелю и разряд ее без каких-либо преград может достигнуть человеческого уха.
Удары молнии могут возникнуть только во время дождя
В действительности, молния может проявить себя и на расстоянии, например, десяти километров от того места, где льет дождь. Вероятнее всего, именно это послужило рождению такого выражения как «Гром среди ясного неба». Поэтому не стоит спешить и выходить из укрытия после дождя — опасность молнии еще может витать в воздухе до тех пор, пока слышан гром.
Очень опасно находиться во время грозы в самолете
В былые времена опасность попадания молнии в летящий самолет была велика. В наши же дни, прогресс ушел далеко вперед и современные самолеты имеют отличную степень защищенности от ударов молнии.
Наиболее опасна молния для низколетящего самолета или вертолета, так как в этом случае летательный аппарат может сыграть роль проводника тока молнии из облака в землю. Известно, что самолеты на больших высотах сравнительно часто поражаются молнией и тем не менее, случаи катастроф по этой причине единичны. В то же время известно очень много случаев поражения самолетов молнией на взлете и посадке, а также на стоянке, которые закончились катастрофами или уничтожением летательного аппарата.
Молния никогда не ударит в одно и тоже место повторно
Спорное утверждение. Молния вполне способна неоднократно наносить удары в приглянувшееся ей место. Следовательно, не стоит прятаться под деревом, которое приняло на себя молниеносный разряд, — молния может снова «приложиться» к нему.
Молния может вылечить от болезней
Как ни странно звучит, но молния не всегда калечит. Существует огромное число случаев, когда больной чем-либо человек, в которого ударила молния, чудесным образом излечивался. Кроме того, известны случаи, когда молния «награждала» человека специфическими способностями. Например, человек мог в холодную пору ходить в легкой одежде или у него появлялась феноменальная память. Однако, может случиться и наоборот — если человек, пострадавший от молнии, не умрет, то для него велика вероятность стать инвалидом.
В большинстве случаев от молнии погибают мужчины
Это действительно так. Если мужчина и женщина во время грозы находятся в открытом поле, то с большей долей вероятности можно утверждать, что разряд молнии поразит мужчину, а не женщину, если, конечно, на ней нет каких-либо украшений из металла. И объяснить данный феномен пока не могут даже ученые.
Если гроза застала вас врасплох, необходимо помнить следующее:
— молния никогда не ударяет в кустарник;
— избегайте отдельно стоящих деревьев;
— работая в поле, отставьте металлические орудия труда;
— не стойте под раскрытым зонтиком;
— не прикасайтесь к электрическим предметам и выньте их из карманов;
— если есть возможность, переждите грозу в автомобиле;
— держитесь подальше от высоких металлических конструкций;
— не купайтесь, не переходите вброд реку, отойдите подальше от водоема.
Увидев шаровую молнию, не делайте резких движений. Если вы на открытом месте, медленно удалитесь от нее. Если в помещении, выйдите из комнаты, при этом не делая резких движений. Если шаровая молния движется в вашу сторону — вытяните руки.
Что способна пробить молния?
Казалось бы в разряде молнии сосредоточена колоссальная энергия, способная нанести большие механические повреждения любому объекту на своем пути. На деле реальная опасность не так уж велика. На рис. 1 фотография стального наконечника флагштока с Останкинской телебашни со следами многочисленных ударов молнии (размер изображения близок к истинному).
рис. 1. Фотография стального наконечника флагштока с Останкинской телебашни со следами оплавлений от контакта с молниями
Габариты каверн не слишком впечатляют. Их глубина близка к 1 мм, диаметр не больше 10 мм. Причина в том, что почти вся энергия молниевой вспышки рассеяна по ее каналу длиной в несколько километров. В металл поступает совсем малая доля, что выделяется в тонком приэлектродном слое с напряжением 10 – 12 В. Умножьте эту величину на заряд молниевой вспышки (максимум 300 Кл), получится энергия, потраченная на нагрев и плавление, примерно ∆ W e = 3000 Дж. На что это годится? Это годится на то, чтобы расплавить приблизительно 3 г металла, если этим металлом является сталь.
Поэтому в молниезащите во всех нормативных документах без исключения существует и записано такое правило: если у вас есть поверхность толщиной в 4 мм для стали, то эта поверхность ни при каких обстоятельствах не проплавится насквозь и не перегреется с внутренней стороны. Такую поверхность можно считать абсолютно безопасной для удара молнии. Ток молнии распределится по этой поверхности и ничего не произойдет.
рис. 2. Фотография колпака с макушки здания здания Капитолия штата Иллинойс
На рисунке 2 изображен колпак с макушки здания здания Капитолия штата Иллинойс (данные не проверялись, информация взята из открытого источника) с несколькими отверстиями, полученными в результате попадания молний. Можно предположить, что толщина метала данного колпака врядли превышает 2 мм.
Обращайтесь в наш Технический центр ZANDZ за консультациями и бесплатной помощью в расчетах систем молниезащиты или заземления любой сложности!
Хотите получать избранные новости о молниезащите и заземлению раз в 3-4 недели?
Зарегистрируйтесь и автоматически получайте email-рассылку с подборкой.
Все новости публикуются в наших группах в мессенджерах и в социальных сетях.
[ Новостной канал в Telegram ]
Сколько энергии в разряде молнии, можно ли ее использовать?
Если учесть все достижения современных учёных, то может показаться, что рассчитать энергию, которая выделяется во время удара молнии, проще простого. Однако, все эти расчёты примерные, точно все рассчитать довольно сложно, а иногда невозможно.
Единственное, что могут сделать современные учёные — это рассчитать напряжение, которое возникает между линиями электропередач при ударе молнии. В этом ученым помогает закон Ома. Для этого нужно разделить напряжение на сопротивление, ничего сложно, банальные расчёты. Отсюда следует, что если известна продолжительность разрядов молнии, то можно вычислить и их энергию, однако, не все так просто.
Возникновение молнии
Молния «зарождается» в дождевых наэлектризованных облаках, которые находятся между небом и землей. Главной причиной этого является притяжение, получаемое из-за трения льдинок или капель, из которых состоит туча. А все потому, что эти маленькие частички постоянно движутся, их движения провоцирует поток тёплого воздуха, который поднимается от поверхности земли. Капли воды и льдинки сталкиваются между собой, и туча электризуется. Стоит отметить тот факт, что мелкие частички, которые увлекает за собой воздух, всегда имеют положительный заряд, а крупные, располагающиеся в нижних слоях тучи, отрицательный.
В тот момент, когда противоположные заряды касаются друг друга, между ними образовывается канал, состоящий из электронов и ионов. И заряженные частицы начинают свое движение по этому каналу, так и получается электрический разряд, именно его и называют молнией.
Современным ученым удалось выяснить, что молния состоит из заряженных электричеством нитей, которые при слиянии образуют ступенчатый лидер. Приближаясь к грозовому облаку или к земле, он образует свою копию. Как только лидер и его точная копия встречаются, возникает электрический разряд и слепящая вспышка.
Сколько энергии в одной молнии?
Напряжение молнии довольно велико, её энергии хватит для того, чтобы лампочка в сто ватт непрерывно светила на протяжении трех месяцев. Молния несёт в себе около двадцати тысяч мегаватт, а его температура десять тысяч градусов по Кельвину.
Научно доказано, что разряд, возникший между землей и тучей, несёт в себе больше энергии, в отличие от разряда, который “зарождается” между тучами находящимися по соседству. А все потому, что разность потенциалов между облаками намного ниже, чем между землёй и небом.
Что такое гром?
Молнию всегда сопровождает сильный громовой раскат. Гром образуют вибрации, вызванные раскаленным воздухом, на который действует резко возросшее давление в атмосфере. Из-за того, что длина молнии составляет несколько километров, звук получается довольно раскатистым и громким. Длительность разряда составляет несколько секунд, а гром и вспышка происходят одновременно, раскаты слышатся с запозданием, ведь скорость света в разы выше скорости звука.
Виды молнии
Учёные выяснили что в природе существует несколько видов молнии. Давай, разберём какие именно. Существуют такие виды разрядов как:
Стоит отметить, что учёные называют молниями и такие явления природы, как огни Святого Эльма, джеты, эльфы и спрайты. Каждый вид вышеперечисленных разрядов имеет свои отличительные особенности.
Какую опасность таит гроза?
Молния — это заряд электричества огромной мощности, который вызывает разрушения и возгорания. Если разряд такого рода попадает в человека, то наносит серьёзные увечья или убивает. Может произойти остановка сердца, разрушается нервная система и поражается головной мозг. Если верить статистике, то молния попадает в человека только в одном проценте случаев, однако, это довольно опасно.
Ударная волна одного разряда в щепки ломает дерево, оглушает, вызывает серьёзные ожоги и прочее. Эта природная стихия беспощадна.
Какова сила тока в молнии?
Молния содержит в себе около ста тысяч ампер, а напряжение в ней равно нескольким миллионам, а то и миллиардам вольт. Температура молниевого канала составляет двадцать пять тысяч градусов по Цельсию. Если молния ударяет в песок, то превращает его в стекло. Именно так возникла новая порода, которую учёные назвали фульгурит. Фульгурит — это полая трубка, которая при застывании отражает путь электрического разряда. Толщина данной породы может быть равна толщине человеческой руки или толщине указательного пальца, все зависит от силы удара молнии. Длина разряда может колебаться от восьми до ста километров.
Правила поведения во время грозы
Вот уже несколько сотен лет существуют негласные правила, которые нужно выполнять во время грозы.
Любопытные факты
С этим природным явлением связано много интересных, а порою даже шокирующих фактов.
Теперь ты знаешь, что такое молния и прекрасно понимаешь, что относиться к ней с пренебрежением не следует. Она очень опасна для жизни и здоровья человека, именно поэтому нужно соблюдать правила поведения во время грозы. Если эта стихия застала тебя врасплох, то не паникуй, найди укрытие и отключи сотовый телефон.
Молния
Молния гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака. Наиболее часто молнии возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда молнии образуются в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.
Молнию притягивают высокие предметы, вода, земля, металл. Поэтому не рекомендуется находиться во время грозы рядом с этими проводниками тока.
Это действительно так. Все дело в том, что молния способна иметь очень сильный электрический разряд, то есть это не что иное, как напряжение тока в несколько миллионов вольт с силой тока в сотни тысяч ампер! А всем известно, что с электричеством нужно быть весьма осторожным, так как оно опасно для жизни и здоровья человека.
Во время грозы надо спрятаться под деревом
Ошибочное мнение. Молния, в первую очередь, направляет свое действие на высокие предметы, в том числе и на деревья. Поэтому, не стоит прятаться от грозы под деревьями, особенно отдельно стоящими, это чревато печальными последствиями. Особенно хорошо молнию притягивают такие деревья, как: дуб, сосна, тополь, ель.
Нельзя прятаться от грозы в автомобиле, так как металл хорошо проводит ток
Дома гроза не опасна!
Во время грозы нельзя пользоваться мобильным телефоном
Удары молнии могут возникнуть только во время дождя
Очень опасно находиться во время грозы в самолете
В былые времена опасность попадания молнии в летящий самолет была велика. В наши же дни, прогресс ушел далеко вперед, и поэтому современные самолеты имеют вполне хорошую защиту от ударов молнии.
Молния никогда не ударит в одно и тоже место повторно
Молния может вылечить от болезней
В большинстве случаев от молнии погибают мужчины
Как это ни странно звучит, но это действительно так. И объяснить данный феномен не могут даже ученые.