Hromy a blesky.

29. 08. 2019 13:42:54
Minulý týden blesky usmrtily v Tatrách pět turistů a desítky lidí bylo zraněno. Jak blesky vznikají? Je pravda, že třením ledových krystalů vzniká elektrický náboj? Na tyto a jiné záhady se pokusím odpovědět.

Blesk

Blesky v rumunském městě Oradea Wikipedie. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/Lightning_over_Oradea_Romania_cropped.jpg

Blesk je silný přírodní elektrostatický výboj produkovaný během bouřky. Bleskový elektrický výboj je provázen emisí světla. Elektřina procházející kanály výboje rychle zahřívá okolní vzduch, který díky expanzi produkuje charakteristický zvuk hromu. Wikipedie

Jak je blesk formován

První proces při vzniku blesku je silná separace kladných a záporných nábojů v mraku nebo vzduchu. Mechanismus procesu je stále objektem výzkumu, ale jedna široce akceptovaná teorie je polarizační mechanismus. Tento mechanismus má 2 složky: první je, že padající kapky ledu a deště se elektricky polarizují během průchodu přírodním elektrickým polem atmosféry, a druhá je, že srážející se ledové částice se nabíjejí elektrostatickou indukcí. Po nabití částic ledu nebo kapek jakýmkoli mechanismem, práce se koná, když protikladné náboje jsou odděleny a energie je uložena v elektrických polích mezi nimi. Drobné krystalky ledu mají tendenci stoupat nahoru a kroupy klesat dolů. Když se vzájemně srazí, krystalky se nabijí kladně a kroupa zápoě. Tak se vytváří kladný náboj vrcholu mraku, záporně nabité kroupy padají do středních a spodních vrstev mraku, čímž vzniká oblast se záporným nábojem. V této fázi může vzniknout blesk mezi dvěma mraky. Blesk mezi mrakem a zemí je méně častý. Takové kupovité mraky („kumulonimbus“), které neprodukují dost ledových krystalů, obvykle nejsou s to vytvořit dost nábojové separace pro vznik blesku. Wikipedie.

Představa že padající kapky ledu a deště se elektricky polarizují během průchodu přírodním elektrickým polem atmosféry, a druhá je, že srážející se ledové částice se nabíjejí, jsou podle mě špatné.

Foto Wikipedie.

Je taková představa správná? Myslím si, že vyšla z pokusu, kdy jsme třeli ebonitovou tyč liščím ocasem a tím jsme vytvořili elektrostatický náboj. Je možné něco podobného vytvořit třením vodních kapek, nebo ledových krystalů. Já si myslím, že nikoliv, protože krystaly ledu, nebo i kapky vody jsou na stejném potenciálu, takže tam nemůže vzniknout podobný efekt, jako u ebonitové tyče a liščího ocasu.

Životní cyklus bouřkového oblaku

Každý bouřkový oblak je tvořen nejméně jednou bouřkovou buňkou, která prochází stádiem cumulu, stádiem dospělosti a nakonec stádiem rozpadu. Životní cyklus bouřek byl objeven v roce 1949 jako výsledek spolupráce U.S. Weather Bureau's, U.S. Army Air Force, U.S. Navy a National Advisory Committee for Aeronautics (kterou dnes známe pod jménem NASA) na projektu „The Thunderstorm Project“, který lze považovat za historický milník ve výzkumu bouřek. Wikipedie

Fotografie „Bouřkový mrak“ Wikipedie.

Ve stádiu cumulu vystupuje masa vlhkého a teplého vzduchu vzhůru. Tento pohyb nazýváme konvekcí. Vodní páry ve vzduchu se prudce ochlazují za vzniku drobných kapek, které pozorovatel ze země vnímá jako oblak cumulus mediocris. Rychlost výstupných proudů je umocněna tím, že prohřátý vlhký vzduch je mnohem lehčí než suchý, byť stejně teplý, takže na něj působí mnohem větší vztlakové síly, navíc při kondenzaci dochází k uvolňování dalšího tepla. Takto se také vytváří oblast nízkého tlaku vzduchu pod bouřkovým oblakem. Vzniká cumulus congestus. Wikipedie

Pokud chceme pochopit, jak vznikají blesky, musíme zapomenout na tření vodních kapek, nebo ledových krystalů a vrátit se ke gravitonovému éteru, protože veškerá energie začíná a končí v gravitonovém éteru.

Aby se z vody stala pára je zapotřebí dodat tepelnou energii. Co je tepelná energie, jsem popsal v blogu

https://maksa.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=676321

Při dodávání tepelné energie se roztáčí atomová jádra a tím vznikají tepelné vlny, které působí proti gravitační přitlačivosti. Pokud atomy a tudíž i molekuly vody získají dostatek energie, dochází k vypařování. Vodní páry stoupají vzhůru, a tak vznikají mraky. Jestli že se nahromadí větší množství mraků, dochází k prudkému ochlazování a tím se vodní páry srážejí. Se snižující teplotou nastává i pokles atmosférického tlaku. Atomy se dostanou blíže k sobě, takže elektrony mohou lépe interagovat a dochází ke zvýšení potenciálu i vodivosti. Tento proces můžeme sledovat na horách, kdy s celkem pěkného počasí velmi rychle vznikne bouřka.

Blesk se může vyskytnout též v mracích z popelu při sopečných erupcích (s délkou výboje až 100 m), písečných bouřích (délka výboje až 1 m) nebo může být způsoben silnými lesními požáry, které vyprodukují dostatečné množství prachu pro tvorbu statického náboje. Dále může dojít ke vzniku blesku při zemětřesení (vycházející z elektrických polí vytvářených seizmickým napětím), při explozích termonukleárních zbraní - např. vodíková bomba (jaderné bleskové výboje o délce až 1 km.) Wikipedie.

Eliášův oheň

Eliášův oheň, nebo také Oheň svatého Eliáše, je akustický a optický jev vyvolaný vybitím statické elektřiny při silných bouřích (tzv. hrotový výboj). Dochází k němu na vyvýšených místech, hrotech, vrcholcích stromů apod. Projevuje se modrým světélkováním objektu, kde dochází k vybití statické elektřiny. Wikipedie.

Ačkoliv je tento jev sám neškodný, může připravit cestu úderu blesku. Vzniká tehdy, když bouřkový mrak vysává ze země elektricky nabité částice. Ty pak často stoupají vzhůru podél vysokých předmětů, například stromů nebo stěžňů lodí. Jestliže se tento elektrický tok setká s částicemi proudícími dolů z mraků, do země okamžitě uhodí blesk. Wikipedie

V meteorologii je Eliášův oheň označován za elektrometeor, což je viditelný a slyšitelný projev statické elektřiny v atmosféře.

S vysáváním elektronů, by jsme mohli polemizovat, protože nějaké sání, nebo přitahování mezi mikročásticemi NEEXISTUJE. Je to vždy tlak gravitonového éteru, který způsobuje veškeré dění ve vesmíru, tak i na zemi. Je to stejné, jako by kondenzátor nasával elektrický proud sám od sebe, vždy musí existovat zdroj napětí (" Pumpa"), který tlačí elektrony, protože i elektron je hmotný ( hmota látková), takže k pohybu je vždy zapotřebí energie, gravitonového éteru.

Maxwellův proud

Maxwell si jako první uvědomil, že Ampérův zákon pro celkový proud:

rot B = μ 0 j {\displaystyle \operatorname {rot} \,\mathbf {B} =\mu _{0}\mathbf {j} }  \operatorname{rot}\,\mathbf{B}= \mu_0 \mathbf{j}

nevyhovuje zákonu zachování náboje vyjádřenému rovnicí kontinuity, budou-li se uvažovat pouze volné a vázané proudy. Doplnil proto celkový proud o nový příspěvek, tzv. Maxwellův proud, který nemá svou podstatu v průchodu nosičů náboje. Wikipedie

Vyjádření pomocí proudové hustoty je:

j M a x = ε 0 ∂ E ∂ t {\displaystyle \mathbf {j} _{\mathrm {Max} }=\varepsilon _{0}\,{\frac {\partial \mathbf {E} }{\partial t}}} {\displaystyle \mathbf {j} _{\mathrm {Max} }=\varepsilon _{0}\,{\frac {\partial \mathbf {E} }{\partial t}}}

Maxwellův proud nesouvisí přímo s pohybem nábojů, ale s časovou změnou elektrického pole. Wikipedie

Součet polarizačního a Maxwellova proudu je někdy označován jako posuvný proud. Wikipedie

Autor: Julius Maksa | čtvrtek 29.8.2019 13:42 | karma článku: 9.63 | přečteno: 457x

Další články blogera

Julius Maksa

Uhlí a ropa.

Vzniklo uhlí a ropa tak, jak se popisuje v odborné literatuře? Nemohli tyto suroviny vzniknout jiným způsobem? Známe dobře dějiny naší planety? Nemají v tom prsty mimozemští cestovatelé? Na tyto záhady se pokusím odpovědět.

31.8.2019 v 15:01 | Karma článku: 12.49 | Přečteno: 439 |

Julius Maksa

Gravitace a magnetismus.

Einstein začal v pokročilém věku tvořit zobecněnou teorii relativity s univerzálními zákony gravitace a elektromagnetické síly, aby demonstroval sjednocení a zjednodušení fundamentálních sil. Proč se mu toto sjednocení nepovedlo?

11.8.2019 v 12:27 | Karma článku: 9.52 | Přečteno: 397 | Diskuse

Julius Maksa

Albert Einstein- "Šílený vědec".

Proč se Albertu Einsteinovi nepodařilo sjednotit OTR s kvantovou teorií? Je vůbec možné sjednotit dvě SCI-FI teorie, aniž by nevznikla třetí SCI-FI teorie? Myslím si, že ne. Teorie strun to dokazuje.

28.7.2019 v 15:37 | Karma článku: 10.41 | Přečteno: 528 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Jan Fikáček

Nevědecké pohádky moderní vědy I

Fyzika se dostává extrémně daleko od našeho přirozeného světa, a tím se ocitá v oblasti záhad, které je hodně těžké pochopit. Nejednou si s nimi neporadí i ti největší géniové. Pak je ale velmi důležité vyloučit prosté chyby.

16.9.2019 v 9:07 | Karma článku: 35.41 | Přečteno: 1329 | Diskuse

Dana Tenzler

Co si počít, když jste zapomněli, kde máte svou atomovou bombu?

“Kam jsem to jenom dal(a)?” je velice napínavá otázka. O to napínavější, když je ztraceným předmětem... atomová bomba. (délka blogu 10 min.)

16.9.2019 v 8:00 | Karma článku: 24.70 | Přečteno: 608 | Diskuse

Zdenek Slanina

Fraška na UPOL připomíná, že ochrana akademických whistleblowerů u nás neexistuje záměrně

Univerzita v Olomouci není jen jednou další institucí, kde se provalila hniloba akademických nepřístojností. Stejně jako jinde se tam ani neřešila ochrana akademických whistleblowerů, neb nebyla žádoucí. Naopak nežádoucí byli oni.

15.9.2019 v 15:33 | Karma článku: 25.65 | Přečteno: 3175 |

Dana Tenzler

Proč se podobají tvary stromů a jejich listů?

Staré pravidlo říká, že se tvar stromu a jeho listí navzájem podobají. Z dálky tak lze rozeznat jabloň od hrušně a lípu od javoru. Je to pravda? A pokud ano, proč? (délka blogu 3 min.)

12.9.2019 v 8:00 | Karma článku: 23.55 | Přečteno: 575 | Diskuse

Jan Fikáček

Richard Feynman o povrchnosti fyziky a matematiky

Fyzici rádi vykládají fyziku jako to nejhlubší lidské poznání. Jenže toto poznání je stále povrchní, což velmi jasně formuloval geniální nositel Nobelovy ceny za fyziku, hravý Richard Feynman. Uvádíme volný překlad jeho slov:

10.9.2019 v 9:07 | Karma článku: 40.06 | Přečteno: 1929 | Diskuse
Počet článků 30 Celková karma 10.77 Průměrná čtenost 743

Fyzika je mé hobby a o ní budu psát. Dlouhodobě se zabývám fyzikálními experimenty a teorií. Žiji více než 38 let v Rakousku. Do České republiky pravidelně jezdím.

Najdete na iDNES.cz