Юный техник - для умелых рук 1965-04, страница 5

перистообразную часть кучеводождевого облака, со« стоящую из ледяных кристаллов) — грозовое облако. Температура воздуха высокая, чувствуется духота от наличия в воздухе большого количества водяного пара. Обратите внимание на показания барометра: давление воздуха падает. Ветер — юго-восточный или южный, внизу он дует в сторону грозы, а на высоте облака отклоняются вправе или даже движутся в обратную сторону.

Грозовой дождь всегда ливневый. Он начинается внезапно и также внезапно кончается. Сила его неравномерна, резко колеблется. Наиболее сильное выпадение капель бывает непродолжительным.

На землю упали первые тяжелые капли... Выходить под открытое небо нельзя, все собрались в комнате или на веранде. Поговорим с дожде.

Можно ли взвесить одну каплю дождя? Каким способом!

Можно, Нужно вынести на мгновение под дождь лист промокательной бумаги и затем точно измерить диаметр пятна [или нескольких пятен), получившегося от одной капли. После этого надо получить такое же пятно от предварительно взвешенной на точных химических весах водяной капли.

Отчего зависит величина дождевых капель! Если туча массивная, толстая, то и капли дождя из этой тучи будут крупные. Если же туча тонкая, просвечивающая, то капельки дождя из нее будут мелкие.

Почему так происходит!

Маленькая капля, зародившаяся вверху тучи, падает сквозь всю ее толщу. По пути к ней присоединяются такие же капли. К моменту вылета из тучи капля становится большой. Если же туча тонкая, то путь капли внутри ее мал, и она не успеет захватить большое количество встречных капель.

Всегда пи из дождевых туч выпадает дождь! Нет. Что же задерживает его вверху! Почему он не выпадает весь сразу!

Некоторые из вас думают, что облака состоят из. водяного пара и плавают в воздухе потому, что пар легче воды. Но это неверно: водяной пар вообще невидим, а облака видимы. Облако — это туман, то есть маленькие водяные капельки. Каждая такая капля состоит из миллионов молекул, в то время как частицы пара есть отдельные молекулы воды. Не падают эти маленькие капли только потому, что воздух оказывает им большое сопротивление, как бы поддерживает дождь над землей. Для маленьких капель разность сил тяжести и сопротивления воздуха равна нулю.

Когда становится холоднее, капельки сжимаются, не изменяясь в массе. Поэтому площадь их поперечного сечения на грамм массы делается меньше, сила сопротивления тоже уменьшается, капля начинает падать вниз. Вначале она падает равномерно-ускоренно, но по мере увеличения скорости падения капли растет и сила сопротивления воздуха: она также зависит от скорости. Довольно скоро эта сила становится равной весу капли. С этого момента капля падает равномерно, двигаясь по инерции. Такова механика дождя.

А что такое молния! Электрический разряд между облаками, отдельными частями одного облака или электрический разряд между облаком и земной поверхностью. Наиболее частый, типичный вид — линейная молния, в виде искрового разряда с разветвлениями длиной в среднем 2—3 километра (иногда до 20 километров и более); диаметр молнии — порядка десятков сантиметров.

Какого цвета молния! Обычная линейная молния имеет ярко белый цвет с лиловым оттенком.

Обычно молнию рисуют в виде изломанной линии с острыми углами. В действительности молнии такими никогда не бывают. Изгибы молнии округлены в виде петель и вовсе не похожи на зигзаги. Многие линей-ные молнии более всего напоминают корень какого-либо растения — это хорошо видно на снимках (рис. 7).

Какова скорость молнии! Впереди молнии движется узкая искра — лидер, который как бы прокладывает путь главному разряду. Он движется со скоростью 150 километров в секунду, то есть в 2000 раз медленнее света и радиоволн. Поэтому выражение «быстрый, как молния» — не совсем верное, так как явно переоценивает быстроту разряда.

Велика ли энергия молнии] Нельзя ли использовать ее для практических целей!

Мощность, развиваема», молнией, исключительно велика. В отдельные моменты она может достигать нескольких сотен миллионов киловатт. [Для сравнения укажем, что мощность Братской ГЭС составляет 4,5 миллиона киловатт]. Однако из-за чрезвычайно малой длительности разряда (всего около 0,001 секунды!) работа производимая им, получается сравнительно небольшой. Так, если бы всю энергию, выделяемую в грозовом разряде, использовать на подогрев воды, то удалось бы повысить температуру одной тонны жидкости на 10—15^е. Чтобы питать одну электрическую лампочку в 20 ватт в течение одного часа, понадобилось бы около 20 молний. При такой небольшой работоспособности молнии вряд ли можно говорить о целесообразности технического ее использования.

Это не все. Молния отличается исключительно капризным «характером» и непостоянством. Может слу-

Рис. 7

читься так, что в месте сооружения установки для улавливания молний, выбрвнгом после многочисленных разрядов в течение одно-« грозы, несколько лет затем не будет ни одчой молнии. Даже в случае применения для улавливания молнии тросов, поднятых над землей на 400—В00 метров, в местности с двадцатью грозовыми днями в году удастся поймать всего 20—25 разрядов. Мы уже говорили, что этого количества энергии хватит для питания одно-4 маленькой электролампы в течение часа. Во сколько десятков тысяч рублей обошелся бы этот час!

В свое время были попытки использовать природную молнию в качестве источника сверхвысоких напряжений для лабораторных опытов. Однако теперь созданы такие специальные аппараты, которые обладают значительно большими возможностями, нежели молнии.

Итак, служить человеку молния не может. А вред принести может. Разряды, кпадвющие» на землю, бывают губительны для лнфей, животных, деревьев а различных построек. При »том молнии чаще «ударяют» в высокие предметы чем в низкие. Почему!

Воздух — плохой проводник электричества, поэтому чем выше предмет, тем легче «ударить» в него молнии, так как слой возду** между этим предметом и облаком небольшой. Но молния! капризна и может поразить низкий предмет, миновав более высокий.

После сильной грозы осмотрите местность, чтобы узнать, не «ударила» ли долния где-нибудь неподалеку. Дерево, сломанное мйлнией, всегда имеет своеобразный вид: оно рас|олото вдоль. Раскалывание происходит вследствие кильного нагревания соков в древесине при прохождении электричества через ствол; жидкость мгновенно превращается в пар, который и разрывает дерево/ При этом дуб страдает от ударов молний чаще, че , бук, орешник и другие деревья, содержащие в д,.*весине много масла. Ведь масло делает эти деревь я неэлектропроводными, и на их вершинах не собираются электрические заряды, притягивающие молнию.

Иногда молния «ударг^тя в почву. Вам может посчастливиться найти на поверхности земли то, что народ называет «громовой стрелой» — короткую палочку сплавленного молние лгека. Попадаются на земле и камни, покрытые С№вно стеклянной коркой. Не примите их за упавшие fc неба метеориты — это земные камни, оплавленные молнией.

Как вести себя во ремя грозы! Очень опасно стоять вблизи молниес аода или находиться около огня, будь то горящие .рова в печи или костер на поляне. Избегайте приближения к штепсельным розеткам, выключателям, |ектро проводам |особенно в сельской местности, где сети низкого напряжения проходят по открытым месаам). По возможности держитесь дальше от боль ^ик металлических предметов, а также печей, так как молнии сравнительно часто «ударяет» в трубу и разрушает печи. Наружную антенну всегда заземляйте.

Если гроэа застала вео вне дома, не ищите защиты под одиноким деревом и i е держите в руках длинных предметов (удилище, палка и т. д.). Не прячьтесь , особенно с мощной корне-и др.]. Во время грозы в >Ьть место посредине между двумя деревьями, расположенными на расстоянии 15—20 метров друг от I руга. Если же гроза застигла вас на возвышенности, о нужно укрыться где-пибо на склоне холма в н 'большом углублении вблизи

и под большие деревья вой системой (дуб, клен лесу постарайтесь выбр

большого камня или дерева, но не под ним. На лугу

не следует укрываться в одиноко стоящих стогах сена или сараях.

Нередко вы можете услышать, что пораженного молнией человека следует временно закопать в землю для «оживления». Это глупый предрассудок, способный лишь повредить человеку. Пострадавшему в таких случаях следует делать до прихода врача искусственное дыхание.

Многие ребята |да и кое-кто из взрослых) особенно боятся грома, хотя он-тс совершенно безопасен. Что такое гром!

Это звуковое явление, сопровождающее разряды молнии при грозе. Он вызывается нагреванием и, следовательно, быстрым расширением воздуха вдоль пути молнии |то есть возникносением так называемой взрывной волны). Ввиду того, что звук от различных точек пути молнии приходит к наблюдателю неодновременно, а также из-за отражения звука от облаков и от поверхности земли, гром имеет характер длительных раскатов. Обычно гром слышен на расстоянии не более 15—20 километров.

По промежутку времени между появлением молнии (то есть разрядЬм) и приходом к наблюдателю звуковых воли, вызванных ею (то есть громом), можно определить приблизительное расстояние до молнии. Вспышку молнии вы увидите мгновенно; ведь свет распространяется со скоростью 300 000 километров в секунду! А звуковые волны распространяются в воздухе с значительно меньшей скоростью, примерно 330— 340 метров в секунду. Отсчитайте время с момента вспышки молнии до момента прихода грома в секундах и умножьте полученную величину на 333, и вы получите расстояние до молнии в метрах. Если же число секунд вы разделите на 3, то получите расстояние до молнии в километрах. При отсчете произносите двухзначные числа, состоящие из двух слов, то есть начинайте счет не с единицы, ъ тан: кдвадцать один» «двадцать два» и т. д. Пока вы произносите такое число, проходит одна секунда; проверьте это по часам с секундной стрелкой. Если вы успели отсчитать, например, от двадцати одного до тридцати двух, то это значит, что расстояние от вас до молнии — приблизительно 4 километра.

Теперь вы можете объяснить товарищам, что наивно бояться грома. Ведь он только «сообщает» о том, что уже произошло несколько секунд или даже десятков секунд тому назад, причем подчас на достаточно большом расстоянии.

Очень редко, но все же случается видеть так называемые «шаровые» молнии. Шаровая молния — это ослепительно яркий шарик красноватого цвета, медленно плывущий в воздухе. Такой шарик может проникнуть даже внутрь помещения — через открытое окно, форточку, дверь и даже через печную трубу, поэтому все эти отверстия рекомендуется во время сильной грозы закрывать. На вид шаровая молния очень безобидна, но на самом деле опасна. Приближаться к ней нельзя, но если ока появилась вблизи, то бежать от нее тоже не следует, иначе она может последовать за вами, увлекаемая воздушным потоком, который возникает при беге чеповена. Однако, по-вторяем, шаровая молния — явление очень редкое, и подавляющему большинству людей оно не встречается в течение всей их жизни.

От молний надо отличать «зарницы» — вспышки света без грома. Зарницы — отблеск очень далеких молний, гром которых не слышен из-за дальности расстояния.

Тем, кто особенно заинтересуются грозами и молниями, порекомендуйте прочитать книгу: В. Колоколов. О грозе. Л., Детгиз, 1956.

О том же, как построить молниеотвод (раньше такие устройства неправильно назывались «громоотводами», хотя никакого грома они, понятно, не отводили), рассказывает статья «Выходи на постройку молниеотводов», напечатанная в № 4 журнала «Юный техник» за 1961 год.

Гроза кончается... Сквози густую завесу облаков проглядывает солнце. При этом на небе часто появляется красивая разноцветная дугообразная полоса — радуга. Она видна на противоположной солнцу стороне неба, там, куда уходят грозовые тучи. Чем вызвано это явление! Полным отражением и рассеянием (дисперсией) солнечных лучей в дождевых каплях. Тан как в воздухе находится много капелек дождя, расположенных одинаково по отьошению к Солнцу и глазу наблюдателя, то все преломленные каплями лучи сливаются, и глаз видит не отдельные цветные точки, а целые цветные погосы. Радуга состоит из нескольких дуг, окрашенных в разные цвета. Общий центр этих дуг лежит нг. линии, проходящей через источник света и глаз наблюдателя.

При каком условии видна радуга! Пишь тогда, ног-да высота Солнца над горизонтом не превышает 42°. Наиболее усиленно окрашенные лучи рассеиваются в направлении, образующем примерно 41° с направлением солнечных лучей (рис. Б). Геометрическое место точек А, дающих лучи АВ, которые образуют угол 41° с горизонтальной прямой ВС, есть дуга окружности (рис. 9).