번개 형성 과정. 번개의 종류는 무엇입니까? 번개의 물리적 성질

많은 사람들이 끔찍한 자연 현상인 뇌우를 두려워합니다. 이것은 일반적으로 태양이 어두운 구름으로 덮이고 끔찍한 천둥이 울리고 폭우가 내릴 때 발생합니다.

물론 번개는 죽이거나 될 수 있기 때문에 두려워해야합니다.이것은 오랫동안 알려져 왔기 때문에 번개와 천둥에 대한 다양한 보호 수단 (예 : 금속 기둥)이 발명되었습니다.

그곳에서 무슨 일이 일어나고 있으며 천둥은 어디서 오는 걸까요? 그리고 번개는 어떻게 발생합니까?

천둥구름

일반적으로 거대합니다. 그들은 높이가 몇 킬로미터에 이릅니다. 이 폭발적인 구름 안에서 모든 것이 어떻게 끓고 끓는지 시각적으로 알 수 없습니다. 물방울을 포함한 이 공기는 아래에서 위로 또는 그 반대로 고속으로 이동합니다.

온도면에서이 구름의 최상부는 -40도에 이르고 구름의이 부분으로 떨어지는 물방울은 얼어 붙습니다.

뇌운의 기원에 대해

천둥과 번개가 어디서 왔는지, 어떻게 발생하는지 알기 전에 뇌운이 어떻게 형성되는지 간단히 설명하겠습니다.

이러한 현상의 대부분은 행성의 물 표면이 아니라 대륙에서 발생합니다. 또한, 뇌우 구름은 열대 위도의 대륙에 집중적으로 형성되며, 지표면 근처의 공기(수면 위의 공기와 대조적으로)가 강하게 가열되고 빠르게 상승합니다.

일반적으로 높이가 다른 경사면에는 유사한 가열 공기가 형성되어 지표면의 광대한 영역에서 습한 공기를 끌어들여 위로 올립니다.

따라서 소위 적운이 형성되어 바로 위에서 설명한 뇌우 구름으로 변합니다.

이제 번개가 무엇인지 명확히 합시다. 번개는 어디에서 옵니까?

번개와 천둥

그 매우 얼어붙은 물방울에서 얼음 조각이 형성되고 구름 속을 엄청난 속도로 이동하여 충돌하고 붕괴되고 전기를 충전합니다. 가볍고 작은 얼음 조각은 맨 위에 남아 있고 더 큰 얼음 조각은 녹고 아래로 내려가 다시 물방울이됩니다.

따라서 뇌운에서는 두 개의 전하가 발생합니다. 위쪽이 음수, 아래쪽이 양수입니다. 서로 다른 전하가 만나면 강력한 전하가 나타나며 번개가 일어납니다. 그것이 어디에서 왔는지, 그것은 분명해졌습니다. 다음에 무슨 일이? 번개의 섬광은 즉시 가열되어 주위의 공기를 팽창시킵니다. 후자는 너무 많이 가열되어 폭발 효과가 발생합니다. 이것은 지구상의 모든 생명체를 두렵게 하는 천둥입니다.

이 모든 것이 현현(現象)임이 밝혀지니 후자가 어디에서 얼마나 많은 양으로 왔는지에 대한 다음 질문이 제기된다. 그리고 어디로 가나요?

전리층

번개는 무엇이며 어디에서 오는지 알아냈습니다. 이제 지구의 전하를 보존하는 과정에 대해 조금 알아보겠습니다.

과학자들은 지구의 전하가 일반적으로 작고 단지 500,000쿨롱(자동차 배터리 2개)이라는 것을 발견했습니다. 그렇다면 지구 표면에 더 가까운 번개에 의해 운반되는 음전하는 어디로 사라지는가?

일반적으로 맑은 날씨에 지구는 천천히 방전됩니다(약한 전류는 대기 전체를 ​​통해 전리층과 지표면 사이를 지속적으로 흐릅니다). 공기는 절연체로 간주되지만 소량의 이온을 포함하므로 전체 대기의 부피에 전류가 존재할 수 있습니다. 이로 인해 느리지만 음전하가 지표면에서 고도로 이동합니다. 따라서 지구의 총 전하량은 항상 변하지 않습니다.

오늘날 가장 널리 퍼진 의견은 공 번개가 아주 오랫동안 존재해 왔으며 예측할 수 없는 궤적을 따라 움직이는 특수한 종류의 공 모양의 전하라는 것입니다.

오늘날이 현상의 발생에 대한 통일 된 이론은 없습니다. 많은 가설이 있지만 지금까지 과학자들 사이에서 인정을 받은 것은 없습니다.

일반적으로 목격자들의 증언에 따르면 뇌우나 폭풍 속에서 발생합니다. 그러나 맑은 날씨에 발생하는 경우도 있습니다. 더 자주 그것은 일반적인 번개에 의해 생성되고 때로는 구름에서 나타났다가 내려오며 덜 자주 공중에 예기치 않게 나타나거나 심지어 어떤 물체(기둥, 나무)에서 나올 수도 있습니다.

몇 가지 흥미로운 사실

뇌우와 번개가 어디에서 오는지 우리는 알아냈습니다. 이제 위에서 설명한 자연 현상에 관한 흥미로운 사실에 대해 조금 알아보겠습니다.

1. 매년 지구는 약 2,500만 번 번개를 경험합니다.

2. 번개의 평균 길이는 약 2.5km입니다. 대기 중 20km에 달하는 방전도 있습니다.

3. 번개는 한 곳에서 두 번 칠 수 없다는 믿음이 있습니다. 실제로는 그렇지 않습니다. 지난 몇 년 동안의 낙뢰 ​​장소 분석(지리학적 지도) 결과 낙뢰가 같은 장소에 여러 번 칠 수 있음을 보여줍니다.

그래서 우리는 번개가 무엇인지, 어디서 오는지 알아냈습니다.

뇌우는 행성 규모의 가장 복잡한 대기 현상의 결과로 형성됩니다.

지구에서는 매초 약 50번의 번개가 발생합니다.

열쇠 속으로, 불꽃 다발을 내뿜습니다. 그 이후로 번개는 과학자들에 의해 자세히 연구되었습니다. 이 놀라운 자연 현상은 전선 및 기타 고층 건물에 심각한 피해를 줄 수 있는 매우 위험할 수 있으며 낙뢰의 주요 원인은 이온 충돌(충격 이온화)입니다. 구름의 전기장은 매우 강합니다. 그러한 분야에서 자유 전자는 엄청난 가속도를 얻습니다. 원자와 충돌하여 이온화합니다. 궁극적으로 빠른 전자의 흐름이 발생합니다. 충격 이온화는 주 전류 펄스가 통과하는 플라즈마 채널을 형성합니다. 번개의 형태로 관찰되는 방전이 발생합니다. 그러한 방전의 길이는 수 킬로미터에 이르고 몇 초까지 지속될 수 있습니다. 번개는 항상 밝은 빛과 천둥의 섬광을 동반합니다. 매우 자주 번개는 뇌우 동안 발생하지만 예외가 있습니다. 과학자들이 전기 방전과 관련된 가장 미개척된 자연 현상 중 하나는 공 번개입니다. 갑자기 발생하여 상당한 피해를 줄 수 있다는 것만 알려져 있습니다. 번개가 그토록 밝은 이유는 번개가 칠 때 전류가 100,000암페어에 이를 수 있다는 것입니다. 동시에 엄청난 에너지(약 10억 줄)가 방출됩니다. 메인 채널의 온도는 거의 10,000도에 이릅니다. 이러한 특성은 낙뢰 방전 동안 관찰할 수 있는 밝은 빛을 발생시킵니다. 이러한 강력한 방전 후 10초에서 50초 동안 지속되는 일시 중지가 발생합니다. 이 시간 동안 주 채널이 거의 꺼지고 온도가 700도까지 떨어집니다. 과학자들은 플라스마 채널의 밝은 빛과 가열이 아래에서 위로 전파되며, 빛 사이의 멈춤은 10분의 1초에 불과하다는 것을 발견했습니다. 그렇기 때문에 사람은 여러 가지 강력한 충동을 하나의 밝은 번개로 인식합니다.

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거의 모든 사람들은 뇌우를 두려워하거나 적어도 뇌우를 두려워하고 안전한 장소에서 기다리는 것을 선호하며 이것이 올바른 접근 방식입니다. 하늘이 어두워지고 조여지고 태양은 사라지지만 천둥이 울리고 번개가 번쩍입니다. 자연은 맹렬하고 위험할 수 있습니다.

뇌우는 이름만으로도 많은 의미가 있는 현상입니다. 주위의 모든 것이 섬광에 의해 조명되고 일반적으로 강한 굉음이 뒤따르며 필연적으로 "거기서 무슨 일이?", "번개가 어디서 와서 그렇게 반짝입니까?"라는 질문이 필연적으로 발생합니다. 밝게?" 번개의 본질은 전기이며 뇌운은 실제 거인입니다. 그것들은 거대해 보이지만 거기에서 그들이 얼마나 큰지는 아직 명확하지 않습니다. 중형 뇌운의 높이는 수 킬로미터입니다. 내부에서 그들은 외부에서 보이는 것처럼 전혀 평온하지 않습니다. 구름의 공기 흐름은 모든 방향으로 혼란스럽게 움직이며 모든 것이 "끓고 끓습니다." 구름의 온도도 고르게 분포되지 않습니다. 가장 높은 곳은 보통 -40도 정도입니다. 뇌운의 주성분인 물은 이 온도에서 얼게 됩니다. 작은 얼음 조각이 형성되어 구름 속으로 일반 물방울과 같은 방식으로 엄청난 속도로 매우 혼란스럽게 돌진합니다.얼음 조각은 끊임없이 서로 충돌하고 물과 충돌하여 전기를 충전하고 파괴됩니다. . 가장 무거운 것들은 구름의 바닥에 더 가까이 이동하여 보통 그곳에서 녹고 때로는 우박의 형태로 떨어집니다. 아주 빠르게 구름의 반대 전하가 다른 영역에 집중됩니다. 위쪽에는 양의 전하가 우세하고 아래쪽에는 음의 전하가 우세하지만 내부의 버블 링은 멈추지 않습니다. 때로는 많은 양의 입자와 음의 입자가 동시에 충돌할 때 강력한 전류가 발생합니다.뇌운은 매우 큰 형성이며 반대 전하를 띠는 두 개의 강력한 소용돌이가 충돌하면 매우 강력한 방전이 형성됩니다. 이것은 번개입니다. 눈부시게 반짝거리며 주위의 공기를 순간적으로 매우 높은 온도로 가열하여 폭발시킨다. 천둥은 전기 방전에 의해 가열된 기단의 폭발입니다. 전기 방전 자체는 구름의 한 부분에서 다른 부분으로 또는 구름의 한 부분에서 땅으로 향할 수 있습니다. 번개가 땅에 있는 물체를 치면 큰 돌도 쉽게 쪼개지고 그 충격으로 불타는 모든 것이 점화됩니다. 번개는 나머지 풍경 위에 떠 있는 모든 것에 끌립니다. 따라서 집을 보호하기 위해 사람들은 피뢰침을 생각해 냈습니다. 피뢰침은 전류를지면으로 전환하여 중화시키는 금속 기둥입니다. 그러나 뇌우가 시작되고 집에 없으면 나무 아래와 같은 높은 물체 아래에 숨기지 마십시오. 번개가 그들 중 하나를 칠 가능성이 높기 때문입니다.

뇌우 번개는 그 힘으로 경외심을 불러일으킬 수 있는 강력하고 장엄한 자연 현상입니다. 고대에는 번개가 신의 분노의 증거인 초자연적인 힘의 표현으로 여겨졌습니다. 그러나 인류를 위한 과학의 발달로 번개의 본성에 신비하거나 초자연적인 것은 없다는 것이 분명해졌습니다. 그들의 모양과 속성은 충분히 이해할 수 있는 물리 법칙을 따릅니다.

사실 이것은 매우 강력한 전기 방전일 뿐입니다. 깨끗하고 마른 머리를 플라스틱 빗으로 적극적으로 빗질하거나 흑단 막대기를 모직 천으로 문지르면 때때로 발생하는 것과 유사합니다. 두 경우 모두 정전기가 축적되어 밝은 불꽃과 딱딱거리는 형태로 방전됩니다. 뇌운의 경우에만 약한 딱딱 소리가 아닌 천둥소리가 들립니다.

번개는 뇌운이 전기화될 때 발생하며, 구름 내부에 강력한 전기장이 형성됩니다. 그러나 자연스러운 질문이 생길 수 있습니다. 구름이 전기를 통하게 할까요? 결국, 서로 마찰하고 충돌하여 전압을 생성할 수 있는 단단한 물체가 그 안에 없습니다.

실제로 모든 것이 보이는 것처럼 복잡하지 않습니다. 뇌운은 단순히 거대한 양의 증기이며, 상부는 6-7km의 고도에 있고 하부는 0.5-1km를 초과하지 않습니다. 그러나 지표면에서 3km 이상의 고도에서는 기온이 항상 영하이므로 구름 안의 증기는 작은 얼음 조각으로 변합니다. 그리고 이 얼음 조각은 구름 내부의 기류로 인해 끊임없이 움직입니다. 얼음 조각이 작을수록 가벼워지고 표면에서 상승하는 가열 된 공기의 상승 기류에 들어가면 구름의 상층부로 이동합니다.

위로 올라갈 때 이 작은 얼음 조각이 더 큰 얼음 조각과 충돌하고 충돌할 때마다 전기가 발생합니다. 이 경우 작은 얼음 조각은 양으로 충전되고 큰 얼음 조각은 음으로 충전됩니다. 이러한 움직임의 결과 뇌운의 상부에는 많은 양의 전하를 띤 얼음 조각이 축적되고 하부에는 크고 무겁고 음으로 대전된 얼음 조각이 남아 있습니다. 즉, 뇌운의 위쪽 가장자리는 양으로 충전되고 아래쪽 가장자리는 음으로 충전됩니다.

그리고 반대 전하를 띤 큰 영역이 서로 아주 가까울 때 하전 입자가 돌진하는 발광 플라즈마 채널이 그들 사이에 나타납니다. 그 결과 밝은 지그재그 형태로 관찰할 수 있는 낙뢰 방전이 발생합니다. 구름의 전기장은 엄청난 세기를 가지고 있으며 낙뢰 방전시 10억 줄 정도의 엄청난 에너지가 방출됩니다.

낙뢰 방전은 뇌운 자체 내부, 인접한 두 구름 사이 또는 구름과 지표면 사이에서 발생할 수 있습니다. 후자의 경우 지구와 구름 사이의 방전 전력은 비교할 수 없을 정도로 크고 대기를 통과하는 전기 에너지의 전력은 최대 10,000암페어의 전류를 생성할 수 있습니다. 비교를 위해 일반 가정용 배선의 현재 강도가 6암페어를 초과하지 않는다는 것을 기억할 가치가 있습니다.

번개는 일반적으로 지그재그 모양을 하고 있습니다. 지면을 향해 날아가는 하전 입자가 공기 입자와 충돌하여 이동 방향이 바뀌기 때문입니다. 또한 번개는 선형 또는 분기형일 수 있습니다. 가장 희귀하고 가장 적게 연구된 형태의 번개 중 하나는 빛나는 공 모양을 하고 지표면과 평행하게 이동할 수 있는 볼 번개입니다.

번개가 무엇인지에 대한 가장 초기의 증거 중 하나는 셔터를 닫은 상태에서 촬영한 플래시가 보이는 위치의 스냅샷이었습니다. 그림은 번개가 같은 경로를 따라 이동하는 방전임을 보여줍니다.

기본 낙뢰

번개 형성의 바로 그 과정은 기본 타격과 다른 모든 것으로 나눌 수 있습니다. 이것은 다른 낙뢰와 달리 1차 낙뢰가 방전 경로(채널)를 만든다는 사실에 의해 정당화됩니다. 다음과 같은 방식으로 발생합니다. 구름의 아래쪽에는 강력한 음전하가 축적됩니다. 지구 표면은 양전하를 띠고 있습니다. 따라서 구름의 바닥에 있는 전자는 전위차의 영향으로 아래로 돌진합니다.

이 프로세스는 아직 플래시를 생성하지 않습니다. 어느 시점에서 그들은 몇 마이크로초 동안 멈춘 다음 계속해서 다른 방향으로 이동하여 이동합니다. 정지가 있는 각 단계는 계단식 구조를 형성합니다. 전자가 지표면에 도달하면 전하가 통과할 수 있는 채널이 자유롭게 형성되고, 이를 통해 나머지 전자가 거대한 흐름으로 쏟아져 내려옵니다.

지구 표면 근처에 있는 전자는 채널을 가장 먼저 떠나며 그 뒤에 양전하를 띤 장소를 형성합니다. 근처의 전자들이 이곳으로 돌진합니다. 따라서 모든 음전하는 구름을 떠나 강력한 전류를 형성합니다. 이 순간 빛의 섬광을 볼 수 있고 천둥 소리가 들립니다.

반복되는 번개

초기 충돌이 이미 전자 통과를 위한 채널을 형성한 후 두 번째 충돌은 동일한 경로를 따릅니다. 이것은 1차 충돌 동안 전자가 주변의 공기를 이온화하므로 2차 전자를 위한 전도 채널이 이미 제공되어 있기 때문입니다. 따라서 2차 및 후속 낙뢰는 1차 낙뢰의 특성인 일시 중지 및 정지 없이 발생합니다. 1~2번의 타격이 있는 경우가 많지만 같은 곳에서 5~6번 치는 모습을 종종 볼 수 있습니다.

번개의 선두 가지가 가지를 치기 시작합니다. 이는 1차 채널의 전자가 다른 경로를 가질 경우 가능합니다. 이 경우, 가지 중 하나가 다른 것보다 훨씬 일찍 지면에 도달하면 첫 번째 가지가 위로 올라가 두 번째 가지의 시작 부분에 도달합니다. 이 때, 메인 브랜치는 비메인 브랜치를 비우고, 관찰자는 첫 번째가 아닌 두 번째로 땅에 닿는 느낌을 받습니다.

일반적으로 토양에서 100m 떨어진 곳에서 전자의 침투 과정이 다소 복잡해집니다. 예를 들어, 충돌 장소에 높거나 뾰족한 물체가 있으면 강력한 전기장의 형성으로 인해 전자의 영향을 기다리지 않고 이미이 물체 자체에서 방전이 일어나기 시작합니다. 따라서 전자는 지표면에 도달하지 않고 반대 방전됩니다.

아무리 과학이 대기 전기의 본질을 설명한다 해도 사람들은 번개가 칠 때 움찔하고 천둥이 칠 때 무의식적으로 움츠러듭니다. 분명히, 하늘의 불로부터 적어도 일종의 보호를 찾으려고 노력한 먼 조상의 기억은 대부분의 사람들에게 있습니다.

물론 대기의 전기에는 아무 것도 없지만 이 번개와 이어지는 천둥 소리는 덜 인상적이고 위협적으로 보이지 않습니다. 그렇다면 번개란 정확히 무엇일까요?

학교 물리학 과정에서 알 수 있듯이 모든 물체에는 매우 명확한 전하가 있습니다. 대전 입자가 서로 충돌하면 양전하와 음전하의 넓은 영역이 생성됩니다. 이러한 영역이 서로 충분히 가까우면 고장이 발생하고 하전 입자가 생성된 채널로 돌진합니다. 사람들은 이 고장을 낙뢰 방전으로 인식합니다.

번개보다 더 많은 것이 있다면 왜 대포를 연상시키는 무시무시한 포효가 뒤따르는 걸까요? 결국, 동일한 장치는 특수 장치를 제외하고는 전류를 보거나 듣거나 감지할 수 없다는 것을 사람들에게 확신시킵니다.

결과적으로 전체 요점은 공중에 있거나 오히려 속성에 있습니다. 사실 절연체이기 때문에 파손되는 순간에 약 30,000 ° C의 온도까지 가열됩니다. 또한, 예열 속도와 그에 따른 공기 매체의 팽창이 폭발적으로 확장되어 충격파의 출현으로 이어지며, 이는 인간의 귀가 포효 또는 천둥으로 인식합니다.

따라서 천둥은 번개의 결과이기 때문에 번개와 천둥은 떼려야 뗄 수 없는 관계입니다. 천둥이 없이 번개가 친다는 말이나 그 반대의 말은 근거가 없습니다.

한편 번개와 그 발현과 관련하여 설명할 수 없는 많은 것들이 있다. 선형, 코드, 로프 및 리본 번개와 같은 유형의 번개는 잘 알려져 있으며 비교적 잘 연구되었습니다. 차례로, 그들은 단일 및 분기입니다. 가장 미스터리하지만 아직 완전히 탐사되지 않은 번개는 볼 번개입니다. 문서화되거나 입증되지 않은 가장 많은 기이함과 신비가 그것과 관련되어 있습니다.

번개가 깜박거리는 것은 많은 목격자들에 의해 반복적으로 언급되었습니다. 사실 번개는 수천만 분의 1초에 불과한 많은 연속적인 방전으로 구성됩니다. 이것은 반짝이는 효과를 만듭니다.

낙뢰 방전은 별개의 뇌운 사이, 구름과 땅 사이와 같으며 때로는 불분명한 이유로 방전이 수직으로 하늘을 향합니다.

구름에서 땅으로 오는 번개는 양과 음의 두 가지 유형으로 알려져 있습니다. 더욱이 과학자들에 따르면 화재를 일으키는 것은 더 강력할 수록 양의 방전이 더 강력하다고 합니다.

우리 모두는 비가 올 때 하늘에서 밝은 섬광을 본 적이 있습니다. 이것은 뇌운과 지면 사이를 통과하는 전하입니다. 이러한 전하를 번개라고 합니다. 그러나 그들은 특정 조건에서만 형성될 수 있습니다.

뇌운 내부에서 기단은 엄청난 속도로 움직입니다. 그들은 움직이는 구름의 물 입자를 포함합니다. 기단이 물방울과 마찰하면 정전기가 발생합니다. 과학자들은 뇌운의 상단이 양전하를 띠고 음전하를 띤 입자가 아래 부분에 축적된다는 것을 발견했습니다. 지구는 항상 양전하를 띠고 있습니다. 음전하를 띤 구름의 입자는 양전하를 띤 지구를 향해 돌진하고 싶어합니다. 그러나 지구 표면과 구름이 큰 공기층으로 분리되어 있어 이러한 전하를 서로 격리시키기 때문에 항상 그런 것은 아닙니다. 공기는 특정 전력에 도달할 때까지만 전하를 분리할 수 있습니다. 뇌운에 충분한 전력이 축적되면 음전하를 띤 입자가 땅으로 돌진하여 번개의 형태로 거대한 스파크를 형성합니다.

번개가 땅을 칠 때 우리는 한 번만 깜박입니다. 실제로 이 눈에 보이는 섬광에서 약 12개의 번개가 발생합니다. 음전하를 띤 입자는 너무 빨리 지상으로 날아가 여러 번의 번개가 하나로 인식됩니다.

아시다시피 번개는 가장 높은 곳을 칩니다. 이는 지표면의 양전하가 항상 더 높은 고도에 축적되기 때문입니다. 따라서 첫 번째 번개는 평원에 단독으로 위치한 가장 높은 건물이나 나무를 칩니다.

번개는 엄청난 열의 방출을 동반합니다. 번개의 온도는 16,000도에 이릅니다. 따라서 번개가 해변을 치면 모래가 표면에서 소결되어 유리를 형성합니다.

고대 사람들은 천둥과 번개를 동반한 천둥소리를 항상 신들의 분노의 표현으로 간주하지 않았습니다. 예를 들어, 그리스인들에게 천둥과 번개는 최고 권력의 상징인 반면 에트루리아인들은 그것들을 징조로 여겼습니다. 동쪽에서 번개가 번쩍이면 모든 것이 잘 될 것이라는 의미이고, 번개가 하늘에서 번쩍이면 서쪽 또는 북서쪽, 그 반대도 마찬가지입니다.

에트루리아인의 아이디어는 오른쪽에서 오는 번개가 모든 계획을 하루 동안 연기하기에 충분한 이유라고 확신한 로마인에 의해 채택되었습니다. 일본인은 하늘의 불꽃에 대해 흥미로운 해석을 했습니다. 두 개의 vajras(번개)는 자비의 신 Aizen-meo의 상징으로 간주되었습니다. 하나는 신의 머리에 있었고 다른 하나는 그의 손에 쥐고 있어 인류의 모든 부정적인 욕망을 억제했습니다.

번개는 엄청난 전기 방전이며 항상 섬광과 천둥 같은 소리를 동반합니다(나무를 닮은 빛나는 방전 채널은 대기에서 분명히 볼 수 있음). 동시에 번쩍이는 번개는 거의 하나가 아니며 일반적으로 두 번, 세 번 뒤따르며 종종 수십 개의 스파크에 도달합니다.

이러한 방전은 거의 항상 적란운, 때로는 큰 지층운에서 형성됩니다. 상부 경계는 종종 행성 표면 위 7km에 도달하는 반면 하부는 거의 지면에 닿을 수 있으며 500미터를 넘지 않습니다. 번개는 하나의 구름과 근처의 대전된 구름 사이, 그리고 구름과 땅 사이에서 형성될 수 있습니다.

뇌운은 빙원의 형태로 응축된 다량의 증기로 구성됩니다(3km를 초과하는 고도에서는 온도 표시기가 0 이상으로 올라가지 않기 때문에 거의 항상 얼음 결정임). 구름이 뇌우가 되기 전에 얼음 결정이 그 내부에서 활발하게 움직이기 시작하고 가열된 표면에서 상승하는 따뜻한 기류가 이동을 돕습니다.

기단은 이동하는 동안 지속적으로 더 큰 결정과 충돌하는 더 작은 얼음 조각을 운반합니다. 결과적으로 작은 결정은 양전하를 띠고 큰 결정은 음전하를 띠게 됩니다.

작은 얼음 결정이 상단에, 큰 얼음 결정이 하단에 모인 후 구름의 상단은 양전하를 띠고 하단은 음전하를 띠게 됩니다. 따라서 구름의 전기장의 강도는 미터당 백만 볼트라는 매우 높은 값에 도달합니다.

이 반대로 하전 된 영역이 서로 충돌하면 접촉 지점에서 이온과 전자가 채널을 형성하여 모든 하전 요소가 돌진하고 방전이 형성됩니다 - 번개. 이때 100W 전구를 90일 동안 사용할 수 있을 정도의 강력한 에너지가 방출됩니다.


채널은 태양 온도보다 5배 높은 거의 섭씨 3만도까지 가열하여 밝은 빛을 형성합니다(플래시는 일반적으로 3/4초만 지속됨). 채널이 형성된 후 뇌운이 방전되기 시작합니다. 첫 번째 방전 이후에 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상의 스파크가 발생합니다.

번개는 폭발과 유사하고 충격파를 형성하여 채널 근처에 있는 모든 생물에게 매우 위험합니다. 몇 미터 떨어진 곳에서 가장 강한 방전의 충격파는 직접적인 감전 없이도 나무를 부러뜨리거나 부상을 입히거나 뇌진탕을 일으킬 수 있습니다.

  • 채널에서 최대 0.5m 거리에서 번개는 약한 구조를 파괴하고 사람을 다칠 수 있습니다.
  • 최대 5m 거리에서 건물은 그대로 유지되지만 창문을 두드리고 사람을 기절시킬 수 있습니다.
  • 먼 거리에서 충격파는 부정적인 결과를 초래하지 않으며 벼락으로 알려진 음파로 바뀝니다.


천둥 소리

낙뢰가 기록 된 후 몇 초 후에 채널을 따라 압력이 급격히 증가하여 대기가 섭씨 30,000도까지 가열됩니다. 그 결과 공기의 폭발적인 진동이 발생하고 천둥이 발생합니다. 천둥과 번개는 서로 밀접하게 상호 연결되어 있습니다. 방전의 길이는 종종 약 8km이므로 다른 부분의 소리가 다른 시간에 도달하여 천둥 같은 울림을 형성합니다.

흥미롭게도 천둥과 번개 사이의 경과 시간을 측정하면 뇌우의 진원지가 관찰자로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지 알 수 있습니다.

이렇게하려면 번개와 천둥 사이의 시간에 300 ~ 360m / s의 음속을 곱해야합니다 (예 : 시간 간격이 2 초라면 뇌우의 진앙은 조금 더 관찰자로부터 600 미터 이상, 3 인 경우 - 거리 킬로미터). 이것은 뇌우가 물러가고 있는지 또는 접근하는지를 결정하는 데 도움이 됩니다.

놀라운 불덩어리

가장 적게 연구되고 따라서 가장 신비한 자연 현상 중 하나는 공 번개 - 공기를 통해 움직이는 빛나는 플라즈마 공입니다. 볼 번개의 형성 원리가 아직 알려지지 않았기 때문에 신비합니다.이 놀라운 자연 현상의 출현 이유를 설명하는 많은 가설이 있음에도 불구하고 각각에 대한 반대가있었습니다. 과학자들은 실험적으로 볼 번개의 형성을 달성할 수 없었습니다.

공 번개는 오랫동안 존재할 수 있으며 예측할 수 없는 궤적을 따라 이동할 수 있습니다. 예를 들어, 몇 초 동안 공중에 떠 있다가 옆으로 돌진할 수 있습니다.

단순 방전과 달리 플라즈마 볼은 항상 하나입니다. 두 개 이상의 번개가 동시에 기록될 때까지입니다. 공 번개의 크기는 10 ~ 20cm이며 공 번개의 경우 흰색, 주황색 또는 파란색 톤이 특징적이지만 다른 색상도 종종 검은색으로 발견됩니다.


과학자들은 아직 볼 번개의 온도 표시기를 결정하지 않았습니다. 계산에 따르면 섭씨 100도에서 1000도까지 변동해야 한다는 사실에도 불구하고 이 현상에 가까운 사람들은 볼 번개에서 나오는 열을 느끼지 못했습니다.

이 현상을 연구하는 데 있어 가장 큰 어려움은 과학자들이 그 모양을 거의 고칠 수 없다는 것과 목격자의 증언에 따르면 그들이 관찰한 현상이 실제로 공 번개라는 사실에 의심을 품는 경우가 많다는 것입니다. 우선 그녀가 등장한 조건에 대해서는 증언이 다르다. 주로 뇌우가 치는 동안 목격됐다.

구름에서 내려오거나, 공중에 나타나거나, 어떤 물체(나무나 기둥) 뒤에서 나타납니다.

공 번개의 또 다른 특징은 닫힌 방으로의 침투이며 조종석에서도 발견되었습니다(불덩이는 창문을 관통하고 환기 덕트를 통해 내려갈 수 있으며 소켓이나 TV에서 날아갈 수도 있음). 또한 플라즈마 볼이 한 곳에 고정되어 지속적으로 나타나는 상황이 반복적으로 문서화되었습니다.

종종 볼 번개의 출현은 문제를 일으키지 않습니다(기류에서 조용히 움직이고 얼마 후 날아가거나 사라집니다). 그러나 폭발하면서 근처에 있던 액체가 즉시 증발하여 유리와 금속이 녹는 슬픈 결과도 나타났습니다.


가능한 위험

공 번개의 출현은 항상 예상치 못한 것이므로 가까운 곳에서이 독특한 현상을 보았을 때 가장 중요한 것은 당황하지 않고 갑자기 움직이지 않고 아무데도 뛰지 않는 것입니다. 화재 번개는 공기 진동에 매우 취약합니다. 조용히 공의 궤적을 벗어나 최대한 멀리 떨어지도록 노력해야 합니다. 사람이 방에 있으면 천천히 창문을 열고 창문을 열어야합니다. 위험한 공이 아파트를 떠났을 때 많은 이야기가 있습니다.

플라즈마 볼에 아무것도 던질 수 없습니다. 폭발할 수 있으며 화상이나 의식 상실뿐만 아니라 심장 마비로 가득 차 있습니다. 전기 공이 사람을 잡은 경우 통풍이 잘되는 방으로 옮기고 따뜻하게 감싸고 심장 마사지, 인공 호흡을하고 즉시 의사에게 연락해야합니다.

천둥 번개가 칠 때해야 할 일

뇌우가 시작되고 번개가 치는 모습이 보이면 피난처를 찾고 날씨로부터 몸을 숨길 필요가 있습니다. 번개는 종종 치명적이며 사람들이 살아남는다면 종종 장애가 있는 상태로 남아 있습니다.

근처에 건물이 없고 현재 현장에 사람이 있는 경우 동굴에서 뇌우를 피하는 것이 더 낫다는 점을 고려해야 합니다. 그러나 키가 큰 나무는 피하는 것이 좋습니다. 번개는 일반적으로 가장 큰 식물을 표시하며, 나무의 높이가 같으면 전기를 더 잘 전도하는 나무를 때립니다.

낙뢰로부터 떨어진 구조물이나 구조물을 보호하기 위해 일반적으로 높은 마스트가 그 근처에 설치되며 상단에는 뾰족한 금속 막대가 고정되고 두꺼운 와이어로 단단히 연결되고 다른 쪽 끝에는 깊이 묻혀있는 금속 물체가 있습니다. 땅. 작업 계획은 간단합니다. 뇌운의 막대는 항상 구름과 반대되는 전하로 충전되며, 이는 땅 아래의 전선을 따라 흘러 구름의 전하를 중화시킵니다. 이 장치는 피뢰침이라고 하며 도시의 모든 건물 및 기타 인간 거주지에 설치됩니다.

번개는 전기 에너지의 강력한 방전입니다. 그 발생의 본질은 구름이나 지표면의 강한 대전에 있습니다. 이러한 이유로 방전은 구름 자체에서 또는 인접한 두 구름 사이 또는 구름이나 땅 사이에서 발생합니다. 대부분의 사람들은 뇌우를 두려워합니다. 현상이 정말 무섭습니다. 우울한 구름이 태양을 덮고 천둥이 울리고 번개가 번쩍이고 폭우가 쏟아집니다. 그러나 번개는 어디에서 왔으며 위층에서 일어나는 일을 아이에게 어떻게 설명합니까?

천둥과 번개는 어디에서 오는가?

천둥이 치고 번개가 나타납니다. 번개가 발생하는 과정은 첫 번째 타격과 모든 후속 타격으로 나뉩니다. 이는 초기 충격이 방전 경로를 생성하기 때문입니다. 구름의 아래쪽 부분에 음의 방전이 축적됩니다.

그리고 지표면에는 양전하가 있습니다. 이 때문에 구름 속에 있던 전자는 땅으로 끌어당겨 내려온다. 첫 번째 전자가 지표면에 도달하자마자 채널은 방전이 통과할 수 있도록 자유롭게 만들어지며 이를 통해 나머지 전자가 쏟아져 내려옵니다. 지면 근처에 있는 전자가 채널을 가장 먼저 떠나게 됩니다. 다른 사람들은 그들의 자리를 차지하기 위해 서두릅니다. 에너지의 전체 음의 방전이 구름에서 나와 지상으로 향하는 강력한 전기 흐름을 생성하는 조건이 생성됩니다. 천둥과 함께 번개가 번쩍이는 순간입니다.

공 번개는 어디에서 오는가?

번개를 공이라고 합니까? 이러한 번개는 특수 유형으로 간주되며 공중에 떠있는 빛나는 공입니다. 크기는 10 ~ 20 센티미터이며 색상은 파란색, 주황색 또는 흰색입니다. 이러한 볼의 온도가 너무 높아 예기치 않은 파열이 발생하면 주변의 액체가 증발하고 금속 또는 유리 물체가 녹습니다.

그러한 공은 오랫동안 존재할 수 있습니다. 움직일 때 갑자기 방향을 바꾸거나 몇 초 동안 공중에 떠 있거나 갑자기 한쪽으로 벗어날 수 있습니다.


공 번개는 뇌우가 발생할 때 가장 자주 발생하지만 맑은 날씨에 볼 때도 있습니다. 그 모습은 예기치 않게 한 경우에 발생합니다. 공은 구름에서 내려올 수 있고, 오히려 예기치 않게 기둥이나 나무 뒤에서 공중에 나타날 수 있습니다. 그녀는 콘센트, TV를 통해 밀폐된 공간으로 침투할 수 있습니다.

천둥과 번개는 어디에서 오는가

요소는 자신의 힘을 발휘하기 위해 특정 상황이 필요합니다. 전기 구름은 번개를 만듭니다. 그러나 대기층을 돌파하기 위해 모든 구름이 이를 위한 충분한 전력을 포함하지는 않습니다. 뇌우는 높이가 수천 미터에 달하는 구름으로 간주됩니다. 구름의 바닥은 지표면에 위치하며 온도 체계는 물방울이 얼 수 있는 구름의 위쪽 부분보다 높습니다.

기단은 끊임없이 움직입니다. 따뜻한 공기가 올라가고 - 내려갑니다. 입자가 움직이면 전기가 통하게 됩니다. 불균등한 잠재력은 클라우드의 다른 부분에 축적됩니다. 임계값에 도달하면 천둥과 함께 섬광이 발생합니다.

위험한 번개

일반적으로 첫 번째 히트 다음에 두 번째 히트가 이어집니다. 이것은 첫 번째 섬광의 전자가 공기를 이온화하여 두 번째 전자 통과 가능성을 생성한다는 사실 때문입니다. 따라서 후속 플래시는 거의 일시 중지없이 발생하여 동일한 위치를 칩니다. 구름에서 나오는 번개는 방전으로 사람에게 심각한 피해를 줄 수 있습니다. 그녀의 타격이 근처에 있더라도 결과는 건강에 부정적인 영향을 미칩니다.

뇌우가 발생하면 가능한 한 지표면에 가까운 육지에 있어야 합니다. 모바일 기기는 사용하지 않는 것이 좋습니다.

새가 고압 전선에 앉아 전선을 만지는 사람이 죽는 이유를 궁금해 한 적이 있습니까? 모든 것이 매우 간단합니다. 그들은 와이어에 앉아 있지만 전류는 새를 통해 흐르지 않지만 새가 날개를 퍼덕 거리면서 동시에 두 단계를 건드리면 죽을 것입니다. 일반적으로 황새, 독수리, 매와 같은 큰 새는 이런 식으로 죽습니다.

그래서 사람은 위상을 만질 수 있고 전류가 그를 통해 흐르지 않으면 아무 일도 일어나지 않을 것입니다. 왜냐하면 이것을 위해 고무 장화를 신어야하고 신은 벽이나 금속을 만지는 것을 금지하기 때문입니다.

전류는 찰나의 순간에 사람을 죽일 수 있으며 경고 없이 칩니다. 번개는 1초에 100번, 하루에 800만 번 이상 땅을 칩니다. 이 자연의 힘은 태양 표면보다 5배나 뜨겁습니다. 방전은 300,000암페어와 100만 볼트의 힘으로 순식간에 발생합니다. 일상 생활에서 우리는 가정, 실외 조명, 그리고 이제는 자동차에 전력을 공급하는 전기를 제어할 수 있다고 생각합니다. 그러나 원래 형태의 전기는 제어할 수 없습니다. 그리고 번개는 엄청난 규모의 전기입니다. 그러나 번개는 여전히 큰 미스터리로 남아 있습니다. 그녀는 예기치 않게 공격할 수 있고 그녀의 경로는 예측할 수 없습니다.

하늘의 벼락은 해롭지 않지만 10번의 벼락 중 1번은 지면을 강타합니다. 번개는 많은 가지로 나뉘며, 각 가지로 진앙지에 있는 사람을 칠 수 있습니다. 사람이 벼락을 맞았을 때 만지면 전류 방전이 한 사람에게서 다른 사람으로 흐를 수 있습니다.

삼십삼십의 법칙이 있다: 번개를 보고 30초 이내에 천둥소리가 들리면 피난처를 찾아야 하고, 마지막 천둥소리가 난 후 30분을 기다린 후 밖으로 나가야 한다. 그러나 번개가 항상 엄격한 순서를 따르는 것은 아닙니다.

파란색에서 볼트와 같은 대기 현상이 있습니다. 번개는 종종 구름 밖으로 최대 16km를 이동한 후 땅에 부딪힙니다. 즉, 번개가 아무데도 올 수 있습니다. 번개에는 바람과 물이 필요합니다. 강한 바람이 습한 공기를 들어올리면 파괴적인 뇌우의 조건이 발생합니다.

100만분의 1초에 맞는 구성 요소로 분해하는 것은 불가능합니다. 잘못된 믿음 중 하나는 번개가 땅으로 돌진할 때 번개가 보인다는 것입니다. 실제로 번개가 하늘로 되돌아오는 경로를 봅니다. 번개는 지면에 대한 단방향 공격이 아니라 실제로 두 방향의 경로인 고리입니다. 우리가 보는 번개의 섬광, 이른바 반동, 주기의 마지막 단계입니다. 그리고 번개의 반환 스트로크가 공기를 가열하면 그녀의 전화 카드가 나타납니다 - 천둥. 번개 귀환 경로는 우리가 섬광으로 보고 천둥으로 듣는 번개의 일부입니다. 수천 암페어와 수백만 볼트의 역전류가 땅에서 구름으로 돌진합니다.

번개는 정기적으로 실내에 있는 사람에게 충격을 줍니다. 배수관과 물 공급을 통해 다양한 방식으로 구조물에 들어갈 수 있습니다. 번개는 전기 배선을 관통할 수 있으며, 현재 강도는 일반 가정에서 200암페어에 이르지 못하고 전기 배선에 과부하가 걸리면 20,000에서 200,000암페어로 점프합니다. 아마도 집에서 가장 위험한 길은 휴대전화를 통해 손으로 직접 연결될 것입니다. 실내 감전의 거의 2/3는 번개가 칠 때 유선 전화를 집는 사람들로 인해 발생합니다. 무선 전화기는 뇌우가 치는 동안 더 안전하지만 번개는 전화기 바닥 근처에 있는 사람에게 충격을 줄 수 있습니다. 피뢰침도 하늘에서 번개를 잡을 수 없기 때문에 모든 번개로부터 당신을 보호할 수 없습니다.

번개의 성질에 대하여

번개의 기원을 설명하는 몇 가지 다른 이론이 있습니다.

일반적으로 구름의 아래쪽은 음전하를, 위쪽은 양전하를 전달하므로 구름 접지 시스템이 거대한 축전기처럼 보입니다.

전위차가 충분히 커지면 지면과 구름 사이 또는 구름의 두 부분 사이에서 번개라고 하는 방전이 발생합니다.

번개가 칠 때 차 안에 있으면 위험합니까?

이 실험 중 하나에서 길이 1미터의 인공 번개가 사람이 타고 있던 자동차의 강철 지붕에 향했습니다. 번개는 사람에게 해를 끼치 지 않고 피부를 통과했습니다. 어떻게이 일이 일어 났어요? 대전된 물체의 전하는 서로 반발하기 때문에 가능한 한 멀리 분산되는 경향이 있습니다.

속이 빈 기계식 볼 파이 실린더의 경우 전하가 물체의 외부 표면에 분산됩니다.마찬가지로 번개 l이 자동차의 금속 지붕에 가하면 반발 전자는 자동차 표면을 따라 매우 빠르게 분산됩니다. 그리고 그 몸을 통해 땅 속으로 들어간다. 따라서 금속 자동차 표면의 번개는지면으로 들어가서 자동차 내부로 들어 가지 않습니다. 같은 이유로 금속 케이지는 완벽한 낙뢰 보호 장치입니다. 인공 번개가 300 만 볼트의 전압으로 자동차에 충돌 한 결과 자동차와 차체의 전위는 거의 200,000 볼트까지 상승합니다. 동시에 신체의 모든 지점 사이에 전위차가 없기 때문에 사람은 전기 충격의 가장 작은 징후를 경험하지 않습니다.

이것은 금속 프레임이 있는 접지가 잘 된 건물에 머무르는 것이 번개로부터 거의 완벽하게 보호된다는 것을 의미하며, 현대 도시에는 이러한 것들이 많이 있습니다.


새들이 전선에 완전히 침착하고 아무런 처벌도 받지 않고 앉아 있다는 것을 어떻게 설명할 수 있습니까?

앉아있는 새의 몸은 사슬의 가지와 같습니다(병렬 연결). 새에 대한 이 가지의 저항은 새 다리 사이의 와이어 저항보다 훨씬 큽니다. 따라서 새의 몸에 흐르는 전류는 무시할 수 있습니다. 철사 위에 앉아 있는 새가 날개나 꼬리로 기둥을 만지거나 어떻게든 땅에 연결되면 조류를 통해 땅으로 돌진하는 조류에 의해 즉시 죽게 될 것입니다.


번개에 대한 흥미로운 사실

번개의 평균 길이는 2.5km입니다. 일부 방전은 대기에서 최대 20km까지 확장됩니다.

번개는 유용합니다. 그들은 공기에서 수백만 톤의 질소를 낚아채 그것을 묶어 땅으로 보내 토양을 비옥하게 만듭니다.

토성의 번개는 지상의 번개보다 백만 배 더 강력합니다.

낙뢰는 일반적으로 동일한 경로를 따라가는 임펄스인 세 번 이상 반복되는 스트로크로 구성됩니다. 연속적인 임펄스 사이의 간격은 1/100에서 1/10초로 매우 짧습니다(이것은 번개가 깜박이기 때문입니다).

초당 약 700번의 번개가 지구에서 번쩍입니다. 뇌우의 세계 센터: 자바 섬 - 220, 적도 아프리카 - 150, 멕시코 남부 - 142, 파나마 - 132, 중부 브라질 - 1년에 106 뇌우 일. 러시아: 무르만스크 - 5, 아르한겔스크 - 10, 상트페테르부르크 - 15, 모스크바 - 1년에 뇌우 20일.

번개 채널 구역의 공기는 거의 즉시 30,000-33,000 ° C의 온도까지 가열됩니다.평균적으로 세계에서 매년 약 3,000 명이 낙뢰로 사망합니다.

통계에 따르면 비행 시간 5000~10,000시간마다 항공기에 번개가 한 번 발생하지만 다행히도 거의 모든 손상된 항공기가 계속 비행하고 있습니다.

번개의 강력한 힘에도 불구하고 번개로부터 자신을 보호하는 것은 매우 쉽습니다. 뇌우 중에는 즉시 열린 장소를 떠나야하며 어떤 경우에도 독립형 나무 아래에 숨어서는 안되며 높은 돛대와 전선 근처에 있어야합니다. 강철 물체를 다루지 마십시오. 또한 천둥 번개가 칠 때는 무선 통신, 휴대 전화를 사용할 수 없습니다. 방에서 텔레비전, 라디오 및 전기 제품을 꺼야합니다.


피뢰침은 ​​두 가지 이유로 건물을 번개로부터 보호합니다. 건물에 유도된 전하가 공기 중으로 유출될 수 있도록 하고, 번개가 건물을 치면 땅으로 유도합니다.

뇌우가 발생하면 단일 나무, 울타리, 높은 곳 근처에 대피하는 것을 피하고 열린 공간에 머물러야 합니다.