Молния - газовый разряд в природных условиях

1.

Выполнил студент группы ПГ 1-1 (23)
Распопов А.Ю.
Молния - газовый
разряд в природных
условиях

2.

Введение
Молния является одним из самых зрелищных и мощных природных явлений, связанных с электрическим разрядом в
атмосфере Земли. Этот проект посвящен изучению природы молнии, процессов, сопровождающих её возникновение, и
влияния на окружающую среду.
Цели проекта
Изучить физические основы
01 возникновения молнии
02 молнии в различных условиях
Понять механизмы формирования
03
Исследовать влияние молнии на
окружающую среду
Провести анализ механизмов
03
Исследовать данные о частоте
возникновения молний в разных регионах
Задачи проекта
Собрать и изучить научные
01 материалы по теме молнии
02 возникновения
Изучить защитные меры от
04 молний и их эффективность
Подготовить презентацию и отчет
05 по результатам проекта

3.

Молния как газовый разряд
Газовый разряд совокупность процессов, возникающих
при протекании электрического тока через вещество,
находящееся в газообразном состоянии.
Обычно протекание тока становится возможным только
после достаточной ионизации газа и образования
плазмы. Ионизация происходит за счет столкновений
электронов, ускорившихся в электромагнитном поле, с
атомами газа.
Газовый разряд делятся на два типа:
Самостоятельные и несамостоятельные

4.

Самостоятельный и не самостоятельный разряд
несамостоятельный
Самостоятельный
Разряд, существующий только при действии
внешнего ионизатора, называется
несамостоятельным разрядом
Если ионы, необходимые для поддержания
электропроводимости газа, создается
самим, то такой газовый разряд называется
самостоятельным.

5.

Типы самостоятельного разряда
01 ●Тлеющий разряд
02 ●Дуговой разряд 03 ●Коронный разряд 04 Искровой разряд
Применяется в газосветных
трубках, неоновых лампах,
цифровых индикаторах,
лампах дневного света,
ртутных лампах низкого
давления
Применяется в ртутных
лампах высокого давления,
источниках света, при
сварке металлов, в
электроплавильных печах,
при электролизе расплавов,
в электропечах
Высокая напряженность.
Используют в электрофильтрах для очистки газов от
примесей твердых частиц.
Применяется в счетчиках
заряженных частиц ГейгераМюллера. Громоотвод.
Отрицательное явление:
вызывает утечку энергии на
высоковольтных линиях
Высокое напряжение.
Применяется при обработке
металлов.

6.

Применения газового разряда людьми
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
газовый разряд при ударе помогают очистить атмосферу от пыли,
пыльцы, и загрязнителей. Искра молнии собирает более тяжелые
вредные частицы, преобразуя их в полезные.
Яркое свечение разрядов, часто используется в неоновых рекламных
знаках и в неоновых лампах.
для Сварки и освещения; Тлеющий разряд как источник света в
люминесцентных лампах и плазменных экранах;
Искровой разряд для зажигания рабочей смеси в двигателях
внутреннего сгорания;
Коронный разряд для очистки газов от пыли и других загрязнений, для
диагностики состояния конструкций;
Плазмотроны для резки и сварки, Разряды для накачки лазеров
в счетчике Гейгера, ионизационных вакуумметрах, тиратронах

7.

Молния в природе
Молния – это искровой разряд в электрическом поле
атмосферы, сопровождающийся опасными звуковыми и
световыми эффектами, усилением ветра, градом и
ливнем. Ежегодно на Земле происходит более десяти
миллионов гроз, большинство из них – в
экваториальных и тропических зонах. Разряд молнии
достигает сотен километров в длину и температуры в
десятки тысяч градусов. Грозы могут быть одно- или
многоячейковыми, последним свойственны
продолжительные ливни и порывы ветра. В России
наиболее грозовые регионы – южные. Современные
технологии фиксируют молнии даже на других
планетах, например, на Юпитере.

8.

Эксперимент с воздушным змеем
Бенджамина Фраклина
Бенджамин Франклин провел эксперимент с воздушным змеем,
запустив его в грозовое облако, чтобы доказать, что молния
является электрическим зарядом. Змей был сделан из деревянных
распорок и шелкового платка с медным штырем на конце,
привязанным к бечевке с металлическим ключом. Молния, ударив в
змея, проходила по намокшей бечевке до ключа, где был виден
электрический разряд. Франклин проводил опыт из окна своего
дома, чтобы избежать поражения током, учитывая гибель ученых,
проводивших подобные эксперименты. Эксперимент подтвердил
электрическую природу молнии, что стало началом нового этапа в
её изучении. Впоследствии Франклин изобрел громоотвод и
молниеотвод, но не стал их патентовать.

9.

Исследователи молний Георг Рихман и Михаил Ломоносов
Современные системы молниезащиты позволяют надежно
защищать людей и их жилища от молний. важный вклад в
разработку мер безопасности при использовании электричества
внесли русские ученые 18 века, особенно Михаил Ломоносов и его
соратник Георг Рихман. Оба активно изучали атмосферное
электричество. Рихман, изобрел электрометр для измерения
силы электрического заряда и проводил многочисленные опыты.
В 1753 году Рихман и Ломоносов решили повторить эксперименты
Бенджамина Франклина. Рихман пытался измерить
электрическую силу молнии с помощью электрометра, но 26
июля 1753 года погиб от удара молнии или шаровой молнии. Эта
трагедия привела к поиску способов защиты от молний и
разработке мер безопасности при работе с электричеством, хотя
и вызвала охлаждение к этой теме среди ученых.

10.

Никола Тесла-повелитель молний
В 1899-1900 годах Никола Тесла провел
исследовательскую экспедицию в Колорадо-Спрингс,
известном частыми грозами. Он изучал молнии и
создавал установки для получения мощных
электрических разрядов, имитирующих молнии. Его
эксперименты с высокочастотными излучателями
позволили достигать напряжений от 12 до 20 миллионов
вольт и токов в тысячи ампер, что стало значительным
инженерным достижением. Эти разработки
продемонстрировали перспективные применения
сильных электростатических полей для осаждения
тумана, очистки поверхностей и других целей

11.

Молния из космоса
Открытие кометных молний Евгением Дмитриевым
представляет значительный научный прорыв. Кометные
молнии — это сверхмощные электрические разряды,
возникающие при пролете крупных небесных тел через
газопылевое облако, и они могут оказать значительное
влияние на различные астрофизические и геологические
процессы. Изучение кометных молний позволило понять,
что они могут порождать разнообразные геологические
образования как на Земле,
удары кометных молний представляют серьезную
угрозу для Земли. Они могут вызвать мощные
электромагнитные импульсы, которые могут вывести из
строя электростанции, транспорт и связь, а также
привести к вулканической активности.

12.

История изучения молнии охватывает множество эпох и научных
открытий, начиная с древности и до современных исследований.
Видение молнии как проявления высших сил прослеживается в
мифологии различных культур, но с развитием науки и технологий
стало ясно, что молния — это сложное физическое явление.
Раскрытие электрической природы молнии связано с
исследованиями физиков, таких как Фалес и Бенджамин
Франклин. Они проводили опыты и эксперименты, чтобы понять
природу молнии и ее связь с электричеством. С развитием техники
и научных методов стали возможными новые открытия, такие как
обнаружение различных видов молний в верхней атмосфере и
использование спутников для изучения физики молнии. Сегодня
системы молниезащиты значительно продвинулись и
обеспечивают надежную защиту от ударов молнии. Тем не менее,
молния остается одним из наиболее разрушительных и
устрашающих природных явлений. В современном мире удары
молнии всё ещё могут приводить к серьезным последствиям,
однако современные технологии позволяют минимизировать риски
и обеспечивают безопасность людей и объектов.

13.

ВЫвод
В ходе написания индивидуального проекта, была изучена
специальная литература, благодаря которой выполнена цель
данного проекта: рассмотрены причины возникновения молнии,
изучены различные виды электрических зарядов