МОЛНИЯ И ГРОМ

ОТЧЕГО ПРОИСХОДИТ МОЛНИЯ?

Подходя близко к высокому дереву или дому, грозовая туча, заряженная электричеством, действует на него со­вершенно так же, как в рассмотренном нами последнем опыте заряженная палочка действовала на электроскоп. На верхней части дерева или на крыше дома получается через влияние электричество иного рода, чем то, которое несёт на себе туча. Так, например, на рис. 9 туча, заря­женная отрицательным электричеством, притягивает к крыше положительное электричество, а отрицательное электричество дома уйдёт в землю.

Оба электричества — в туче и в крыше дома — стре­мятся притянуться друг к другу. Если электричества в туче много, то и на доме образуется через влияние много электричества. Подобно тому, как прибывающая вода может размыть плотину и ринуться бурным потоком, затопляя долину в своём безудержном движении, так и электричество, всё в большем количестве накапливаю­щееся в туче, в конце концов, может прорвать слой воздуха, отделяющий его от поверхности земли, и устре­миться вниз навстречу земле, к противоположному элект­ричеству. Произойдёт сильный разряд — между тучей и домом проскочит электрическая искра.

Это и есть молния, ударившая в дом.

Разряды молнии могут происходить не только между тучей и землёй, но и между двумя тучами, заряженными электричествами разного рода.

Чаще всего молнии, ударяющие в землю, происходят от туч, заряженных отрицательным электричеством. Мол­ния, ударяющая из такой тучи, развивается так.

Сначала из тучи по направлению к земле начинают течь электроны в небольшом количестве, в узком канале, образуя в воздухе нечто подобное ручейку. На рис. 10 показано это начало образования молнии. В той части тучи, где начинается образование канала, скопились электроны, обладающие большой скоростью движения, благодаря которой они, сталкиваясь с атомами воздуха, разбивают их на ядра и электроны. Освобождающиеся при этом электроны устремляются также по направлению к земле и, снова стал­киваясь с атомами воздуха, расщепляют их. Это похоже на падение снега в го­рах, когда сначала небольшой ком, ка­тясь вниз, обрастает прилипающими к нему снежинками, и, всё ускоряя свой бег, превращается в грозную лавину. И здесь электронная лавина захватывает всё новые объёмы воздуха, расщепляя его атомы на части. При этом воздух разогревается, а при повышении темпе­ратуры его проводимость усиливается; он из изолятора превращается в проводник. Через полу­ченный проводящий канал воздуха из тучи начинает сте­кать электричество всё в большем количестве. Электри­чество приближается к земле с огромной скоростью, до­стигающей 100 километров в секунду. Для сравнения на­помним, что скорость полёта снаряда из современных орудий не превышает двух километров в секунду.

Через сотые доли секунды электронная лавина дости­гает земли. Этим заканчивается только первая, так ска­зать, «подготовительная» часть молнии: молния пробила себе дорогу к земле. Вторая, главная часть развития мол­нии ещё впереди.

Рассмотренную часть образования молнии называют лидером. Это иностранное слово означает по-русски «ве­дущий». Лидер проложил дорожку второй, более мощной части молнии; эту часть называют главной.

Как только канал дошёл до земли, электричество начинает протекать через него гораздо более бурно и бы- 18

Стро. Теперь происходит соединение отрицательного элект­ричества, скопившегося в канале, и положительного элект­ричества, которое попало в землю с каплями дождя и путём электрического влияния — происходит разряд элек­тричества между тучей и землёй. Такой разряд предста­вляет собою электрический ток огромной силы — эта сила гораздо больше, чем сила тока в обычной электрической сети. Ток, протекающий в канале, очень быстро нара­стает, а достигнув наибольшей силы, начинает посте­пенно спадать. Канал молнии, через который протекает такой сильный ток, очень разогревается и поэтому ярко светится. Но время протекания тока в грозовом разряде очень мало. Разряд длится очень малые доли секунды, и поэтому электрическая энергия, которая получается при разряде, сравнительно невелика.

На рис. 11 показано постепенное продвижение лидера молнии по направлению к земле (первые три рисунка

Слева). На трёх последних рисунках видны отдельные мо­менты образования второй (главной) части молнии.

Человек, смотрящий на молнию, конечно, не сможет различить её лидера от главной части, так как они сле­дуют друг за другом чрезвычайно быстро, по одному и тому же пути. Но с помощью фотографического аппарата можно отчётливо видеть оба процесса. Фотографический аппарат применяется в этих случаях особенный. Главное его отличие от обычных фотоаппаратов заключается в том, что его пластинка имеет круглую форму и во вре­мя съёмки вращается — совершенно так же, как грам­мофонная пластинка. Поэтому снимок, сделанный таким аппаратом, растягивается, «размазывается».

После соединения двух электричеств разного рода ток обрывается. Однако, молния обычно на этом не заканчи­вается. Часто по пути, проложенному первым разрядом, сразу же устремляется новый лидер, а за ним, по то­му же пути, идёт снова главная часть разряда. Так за­вершается второй разряд.

Таких отдельных разрядов, состоящих каждый из сво­его лидера и главной части, может образовываться до 50 штук. Чаще же всего их бывает 2—3 штуки. Появле­ние отдельных разрядов делает молнию прерывистой, и часто человек, смотрящий на молнию, видит её мер­цание.

Вот какова причина мерцания молнии.

Так как молния состоит из нескольких быстро чере­дующихся вспышек света, то на вращающейся фотографи­ческой пластинке появляются отдельные изображения,

Находящиеся на определённом расстоянии одно от дру­гого. Расстояние между изображениями будет тем боль­шим, чем быстрее вращается пластинка.

Время между образованием отдельных разрядов очень мало; оно не превышает сотых долей секунды. Если число разрядов очень велико, то длительность молнии может достигать целой секунды и даже нескольких се­кунд. Уж не так «быстра» молния, как это представляли себе раньше!

Мы рассмотрели лишь один вид молнии, который наи­более часто встречается. Эта молния называется линей­ной молнией, потому что невооружённому глазу она представляется в виде линии — узкой яркой полосы бе - 20 лого, светлоголубого или яркорозового цвета. Линейная молния имеет длину от сотен метров до многих километ­ров. Путь молнии обычно зигзагообразный. Часто молния имеет много разветвлений. Как было уже сказано, раз­ряды линейной молнии могут происходить не только ме­жду тучей и землёй, но и между тучами.

На рис. 12 изображена линейная молния.