Электрические явления. Молния

Раздел: 
Русская Физика

Электрические явления. Молния.

   Каждый из нас и чаще всего с восторгом (или, напротив, с испугом) наблюдал молнии  —  явление удивительное и производящее сильное впечатление. Образованный человек знает, что проявляется проскакивание электронов между облаками или между облаком и землей. Уточним наше понимание молнии в свете эфирной теории.
   Электроны на Земле гибнут в больших количествах: часть из них «сгорает» в пламени химических реакций, в том числе и при обычном горении, но большая часть проникает в недра Земли и там исчезает, пополняя тепло планеты. Поэтому на поверхности Земли электронов не так уж и много. Значительно больше их в высоких слоях над атмосферой Земли, где они накапливаются как результат солнечного ветра и образуют электронную оболочку (радиационный пояс). Воздух атмосферы почти не проводит электроны: его пушистые атомы и молекулы образуют своего рода перину, которой окутана планета. Радиационный пояс из пушистых электронов можно по аналогии сравнить с пушистымпокрывалом на перине атмосферы. Плотность электронов в этом покрывале очень высока; она —  максимальная, какая только  может быть; и давление электронов в нем очень высокое: в масштабе электрических величин оно равно 10 в девятой степени вольт.
   По своей удельной эфирной плотности электроны могут быть отнесены к самым атомарно тяжелым газам, то есть они стремятся опуститься вниз на землю, оттесняя вверх все другие газы воздуха; но сделать это им не просто, так как они пушисты и пушисты все атомы и молекулы воздуха. Одного медленного просачивания электронов сквозь всю толщу атмосферы недостаточно для того, чтобы рассосать электронную оболочку; остается только надеяться на молнии: они решают задачу переноса электронов на землю очень просто и эффективно — пробоем; и помогают им в этом грозовые облака.
   Когда в жаркий летний день нагретый воздух устремляется вверх, он может достигать высоты, где начинается граница радиационного пояса. Там пары воды конденсируются и переходят из состояния газа в жидкость и даже в лед, то есть молекулы воды теряют свою пушистость. Пользуясь благоприятным моментом, электроны радиационного пояса облепливают молекулы воды как только могут  —  сотнями и тысячами на каждую молекулу. Подъем облака в силу его инерции рано или поздно прекращается, и оно устремляется вниз, увлекая вместе с собой неисчислимое количество прилипших электронов. На низкой  высоте происходит пробой воздуха, и электроны лавиной уходят в землю.
   Что такое  —  пробой? Обратимся к аналогии  —  к пневматике. Допустим, у нас имеется ресивер с высоким давлением воздуха; трубка, соединенная с ресивером, уперта своим открытым концом в толстый слой пористого поролона. При этом воздух, скорее всего, будет потихоньку просачиваться сквозь поролон, но давление в трубке будет сохраняться высоким; это  —  исходное состояние. Теперь начнем постепенно внедрять трубку в поролон все глубже и глубже. В какой-то момент, естественно, произойдет прорыв воздуха сквозь оставшуюся толщу поролона  —  это и есть пробой: воздух под давлением разорвет поролон, раздвинет его и устремится по возникшему каналу.
   Точно также возникает пробой воздуха атмосферы скопищем электронов грозового облака; нет ни какой разницы, если не считать яркой световой вспышки молнии, которой у пневматики, разумеется, нет. Свет порождает гибнущие в шнуре пробоя электроны. Гром, который мы слышим при грозе, представляет собой волну давления, возникшую в  результате резкого раздвигания стенок канала, по которому устремляется поток электронов. Известно, что диаметр этого канала достигает двадцати сантиметров и более, а ток в нем может превышать 200 000 ампер. При подходе к земле молния расщепляется на искры,  то есть общий канал распадается на рукава. Средняя скорость молнии равна 10000 километров в секунду, а длина молнии иногда превышает 10 километров.
   Как только давление электронов в канале упадет, атмосферное давление его захлопнет, и молния прекратится;  произойдет еще один хлопок — кавитационный.
   Пережим канала молнии атмосферным воздухом происходит самым неожиданным образом, и может случиться так, что не все электроны смогут выскочить из него и уйти в землю, и часть из них окажется з-пертой как бы в ловушке  —  в мешке; так рождается шаровая молния. Съежившись в клубочек, она будет шипеть и искриться, как шипят и искрятся провода высокого напряжения. Коснувшись токопроводящего предмета, шаровая молния уйдет в него; и лучше, если этим предметом будет не человек.
К оглавлению                Назад        обсуждение        Далее                Следующий раздел или книга