lychik_school

Categories:

Откуда в облаках электричество?

О том, что такие атмосферные явления, как молния, имеют электрическую природу, учёные догадывались уже 250 лет назад – но вот откуда в воздухе берётся электричество, долгое время было совершенно непонятно. 

Для изучения атмосферного электричества учёные использовали самые разные способы – запускали особой конструкции воздушные змеи, поднимались в небо на воздушных шарах. Проведённые опыты показали – в атмосфере существует довольно мощное электрическое поле, причём его напряжение растёт в зависимости высоты. На высоте 1 метр потенциал составляет +100 вольт, на высоте 2 метров уже +200 вольт, и так далее. 

Разница потенциалов между верхними слоями атмосферы и поверхностью Земли достигает чудовищной величины в 400 000 вольт (сравните с напряжением 220 вольт в электрической розетке). 

Тут, кстати, возникает ещё два вопроса: почему мы не замечаем такое мощное электрическое поле? Ведь каждого из нас при выходе на улицу должно бить током? И второй вопрос – а почему мы это электрическое поле не используем? Это же бесплатный источник электричества: один кусок проволоки воткнул в землю, второй поднял на крышу дома – и на тебе пожалуйста электрический ток для телевизора, компьютера и стиральной машины?!

Сперва ответим на второй вопрос. Напряжение атмосферного электрического поля действительно очень большое, но вот сила тока – микроскопически маленькая. На каждый квадратный метр поверхности Земли приходится сила тока в миллиарды раз меньше, чем в батарейке от карманного фонарика. Так что ни компьютер, ни утюг, ни даже игрушечную машинку этим током запитать не получится. 

Теперь первый вопрос. Наше тело – довольно хороший проводник электричества, и для атмосферного поля выглядит просто как продолжение поверхности Земли. Когда мы выходим на улицу, атмосферное электрическое поле искривляется, огибая нас сверху. То же самое происходит с деревьями, телеграфными столбами и зданиями. Так что удара атмосферным током на улице можно не бояться.

Но каков же источник электрического поля нашей атмосферы? 

Сперва учёные думали, что источником электрического поля является радиация нашей планеты. В состав разных горных пород всегда входят микроскопические количества радиоактивных элементов – например, урана или тория. Частицы излучения, быстрые и очень энергичные, сталкиваются с молекулами воздуха, выбивают из них электроны – и тем самым ионизируют, то есть превращают в переносчики электрического тока. Но, по этой теории, проводимость (ионизация) воздуха должна быть самой высокой у поверхности, а с высотой – падать. А мы с вами уже знаем, что всё происходит наоборот: чем больше высота – тем выше ионизация воздуха. Следовательно, земная радиация тут ни при чём…

Окончательный ответ на вопрос «Откуда в атмосфере электричество?» учёные смогли получить только после запуска первых космических аппаратов. Источник атмосферного электричества находится в космосе. Это, прежде всего, Солнце, но не только оно. 

Нашу атмосферу постоянно бомбардируют космические лучи – и от Солнца, и от далёких звёзд, и даже от расположенных невероятно далеко галактик и квазаров! Частицы космических лучей движутся со скоростью, близкой к скорости света, и обладают большой энергией. Именно они являются причиной ионизации воздуха, именно благодаря им наша атмосфера превращается в гигантских размеров электрическую машину. 

Как измеряют расстояния до звёзд? Почему наша галактика плоская? Как летает самолёт? Что такое теория относительности? Сколько в лошади лошадиных сил? Как готовили картошку индейцы Южной Америки?

Рассказывает журнал "Лучик" – лучший детский журнал в России. Полистать номера журнала можно здесь. Выписать журнал – на сайте редакции или на сайте Почты России. Стоимость 230 рублей, выходит ежемесячно. Возможна пробная подписка на 1 месяц.

Error

default userpic

Your reply will be screened

Your IP address will be recorded 

When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.