Zibens ir viena no tām dabas parādībām, kas cilvēcei jau sen ir radījusi bailes. Lielākie prāti, piemēram, Aristotelis vai Lukrēcijs, centās izprast tā būtību. Viņi uzskatīja, ka tā ir bumba, kas sastāv no uguns un ir iespiesta mākoņu ūdens tvaikos, un, palielinoties izmēram, tā izlaužas tiem cauri un ar ātru dzirksteli nokrīt zemē.
Zibens jēdziens un tā izcelsme
Visbiežāk zibens veidojas negaisa mākoņos, kas ir diezgan lieli. Augšējā daļa var atrasties 7 kilometru augstumā, bet apakšējā - tikai 500 metrus virs zemes. Ņemot vērā atmosfēras gaisa temperatūru, varam secināt, ka 3-4 km līmenī ūdens sasalst un pārvēršas par ledus gabaliem, kas, savstarpēji saduroties, elektrizējas. Tie, kuriem ir vislielākais izmērs, saņem negatīvu lādiņu, bet mazākais - pozitīvu. Pamatojoties uz to svaru, tie ir vienmērīgi sadalīti mākonī pa slāņiem. Tuvojoties viens otram, tie veido plazmas kanālu, no kura tiek iegūta elektriskā dzirkstele, ko sauc par zibeni. Savu formu tas ieguvis tāpēc, ka ceļā uz zemi bieži tiek atrastas dažādas gaisa daļiņas,kas veido barjeras. Un, lai tās apietu, jums ir jāmaina trajektorija.
Zibens fiziskais apraksts
Zibens spēriens atbrīvo no 109 līdz 1010 džouliem enerģijas. Tik kolosāls elektroenerģijas daudzums pārsvarā tiek izmantots, lai radītu gaismas uzplaiksnījumu un triecienvilni, ko citādi sauc par pērkonu. Taču pat ar nelielu zibens daļu pietiek, lai paveiktu neiedomājamas lietas, piemēram, tā izlāde var nogalināt cilvēku vai sagraut ēku. Vēl viens interesants fakts liecina, ka šī dabas parādība spēj izkausēt smiltis, veidojot dobus cilindrus. Šis efekts tiek panākts augstās temperatūras dēļ zibens iekšpusē, tā var sasniegt 2000 grādus. Arī trieciena laiks ar zemi ir atšķirīgs, tas nevar būt vairāk par sekundi. Runājot par jaudu, impulsa amplitūda var sasniegt simtiem kilovatu. Apvienojot visus šos faktorus, tiek iegūta visspēcīgākā dabiskā strāvas izlāde, kas nes nāvi visam, kam tas pieskaras. Visi esošie zibens veidi ir ļoti bīstami, un tikšanās ar tiem cilvēkam ir ļoti nevēlama.
Pērkona veidojums
Visa veida zibens nav iedomājams bez pērkona, kas nerada tādas pašas briesmas, taču dažos gadījumos var izraisīt tīkla atteici un citas tehniskas problēmas. Tas rodas tāpēc, ka siltais gaisa vilnis, ko zibens sakarsē līdz temperatūrai, kas ir karstāka par sauli, saduras ar aukstu. Skaņa, kas rodas no tā, ir tikai vilnis, ko izraisa gaisa vibrācijas. Vairumā gadījumu apjoms palielinās līdz beigāmmizot. Tas ir saistīts ar skaņas atstarošanu no mākoņiem.
Kas ir zibens
Izrādās, ka tie visi ir atšķirīgi.
1. Lineārie rāvējslēdzēji ir visizplatītākais veids. Elektriskā miza izskatās kā aizaudzis koks, kas apgriezts otrādi. No galvenā kanāla atiet vairāki plānāki un īsāki "procesi". Šādas izlādes garums var sasniegt 20 kilometrus, un strāvas stiprums ir 20 000 ampēru. Kustības ātrums ir 150 kilometri sekundē. Plazmas temperatūra, kas piepilda zibens kanālu, sasniedz 10 000 grādu.
2. Intracloud zibens - šāda veida rašanos pavada elektriskā un magnētiskā lauka izmaiņas, tiek izstaroti arī radioviļņi. Šāds rullis, visticamāk, ir atrodams tuvāk ekvatoram. Mērenā platuma grādos tas parādās ārkārtīgi reti. Ja mākonī ir zibens, tad arī svešķermenis, kas pārkāpj apvalka integritāti, piemēram, elektrificēts lidaparāts vai metāla kabelis, var pamudināt to izkļūt. Garums var mainīties no 1 līdz 150 kilometriem.
3. Zemes zibens - šis veids iziet vairākus posmus. Uz pirmā no tiem sākas triecienjonizācija, ko sākumā rada brīvie elektroni, tie vienmēr atrodas gaisā. Elektriskā lauka iedarbībā elementārdaļiņas iegūst lielu ātrumu un virzās uz zemi, saduroties ar molekulām, kas veido gaisu. Tādējādi elektronu lavīnas rodas citādā veidāsauc par straumētājiem. Tie ir kanāli, kas, saplūstot viens ar otru, rada spilgtu, termiski izolētu zibeni. Tas sasniedz zemi nelielu kāpņu veidā, jo tā ceļā ir šķēršļi, un, lai tos apietu, tas maina virzienu. Kustības ātrums ir aptuveni 50 000 kilometru sekundē.
Pēc tam, kad zibens ir pagājis savu ceļu, tas beidz savu kustību uz dažiem desmitiem mikrosekunžu, kamēr gaisma vājinās. Pēc tam sākas nākamais posms: noietā ceļa atkārtošana. Pēdējā izlāde pēc spilgtuma pārspēj visus iepriekšējos, strāvas stiprums tajā var sasniegt simtiem tūkstošu ampēru. Temperatūra kanāla iekšpusē svārstās ap 25 000 grādiem. Šis zibens veids ir visilgākais, tāpēc sekas var būt postošas.
Pērļu rāvējslēdzēji
Atbildot uz jautājumu, kas ir zibens, nevar aizmirst tik retu dabas parādību. Visbiežāk izlāde iziet pēc lineārās un pilnībā atkārto savu trajektoriju. Tikai tagad tas izskatās pēc bumbiņām, kas atrodas attālumā viena no otras un atgādina krelles no dārga materiāla. Šādu zibeni pavada visskaļākās un ripojošās skaņas.
Fireball
Dabas parādība, kurā zibens izpaužas lodes formā. Šajā gadījumā tā lidojuma trajektorija kļūst neparedzama, kas padara to vēl bīstamāku cilvēkiem. Vairumā gadījumu šāds elektriskais kamols rodas kopā ar citām sugām, taču ir fiksēts tā rašanās fakts pat saulainā laikā.
Kā veidojasuguns bumba? Šo jautājumu visbiežāk uzdod cilvēki, kuri saskaras ar šo parādību. Kā visi zina, dažas lietas ir lieliski elektrības vadītāji, un tieši tajās, uzkrājot savu lādiņu, sāk parādīties bumbiņa. Tas var parādīties arī no galvenā zibens. Aculiecinieki stāsta, ka tas vienkārši parādās no nekurienes.
Zibens diametrs svārstās no dažiem centimetriem līdz metram. Attiecībā uz krāsu ir vairākas iespējas: no b altas un dzeltenas līdz spilgti zaļai melnu elektrisko bumbiņu atrast ir ārkārtīgi reti. Pēc straujas nolaišanās tas pārvietojas horizontāli, apmēram metru no zemes virsmas. Šāds zibens var pēkšņi mainīt savu trajektoriju un tikpat pēkšņi pazust, izdalot milzīgu enerģiju, kuras dēļ notiek dažādu objektu kušana vai pat iznīcināšana. Viņa dzīvo no desmit sekundēm līdz vairākām stundām.
Sprite Lightning
Pavisam nesen, 1989. gadā, zinātnieki atklāja cita veida zibens, ko sauca par spraitu. Atklājums noticis pavisam nejauši, jo parādība ir ārkārtīgi reta un ilgst tikai sekundes desmitdaļas. No citām elektriskām izlādēm tās atšķiras ar augstumu, kādā tās parādās - aptuveni 50-130 kilometru, savukārt citas pasugas nepārvar 15 kilometru līniju. Arī zibens spraitam ir milzīgs diametrs, kas sasniedz 100 km. Tie izskatās kā vertikāli gaismas stabi un mirgo grupās. To krāsa mainās atkarībā no gaisa sastāva: tuvākuz zemes, kur ir vairāk skābekļa, tie ir zaļi, dzelteni vai b alti, bet slāpekļa ietekmē vairāk nekā 70 km augstumā tie kļūst spilgti sarkani.
Uzvedība pērkona negaisa laikā
Visu veidu zibens rada ārkārtējus draudus veselībai un pat cilvēku dzīvībai. Lai izvairītos no elektriskās strāvas trieciena, atklātās vietās jāievēro šādi noteikumi:
- Šajā situācijā visaugstākie objekti ietilpst riska grupā, tāpēc jāizvairās no atklātām vietām. Lai kļūtu zemāks, vislabāk ir apsēsties un nolikt galvu un krūtis uz ceļiem, sakāves gadījumā šī poza aizsargās visus dzīvībai svarīgos orgānus. Nekādā gadījumā nevajadzētu gulēt, lai nepalielinātu iespējamā trieciena laukumu.
- Tāpat neslēpieties zem augstiem kokiem un laternu stabiem. Nevēlama patvēruma vieta būs arī neaizsargātas konstrukcijas vai metāla priekšmeti (piemēram, piknika nojume).
- Pērkona negaisa laikā nekavējoties jākāpj ārā no ūdens, jo tas ir labs vadītājs. Nokļūstot tajā, zibens izlāde var viegli izplatīties uz cilvēku.
- Nekad neizmantojiet mobilo tālruni.
- Lai sniegtu pirmo palīdzību cietušajam, vislabāk ir veikt kardiopulmonālo reanimāciju un nekavējoties izsaukt glābšanas dienestu.
Uzvedības noteikumi mājā
Apdraudēts ir arī iekštelpas.
- Ja ārā sākas pērkona negaiss, pirmais, kas jādara, ir tuvuvisi logi un durvis.
- Visām elektroierīcēm ir jābūt izslēgtām.
- Turieties tālāk no vadu tālruņiem un citiem kabeļiem, jo tie ir lieliski elektrības vadītāji. Metāla caurulēm ir tāds pats efekts, tāpēc jums nevajadzētu atrasties santehnikas tuvumā.
- Zinot, kā veidojas lodveida zibens un cik neparedzama ir tā trajektorija, ja tas tomēr nokļūst telpā, no tā nekavējoties jāatstāj un jāaizver visi logi un durvis. Ja šīs darbības nav iespējamas, labāk stāviet uz vietas.
Daba joprojām ir ārpus cilvēka kontroles un rada daudzas briesmas. Visu veidu zibens būtībā ir visspēcīgākās elektriskās izlādes, kas ir vairākas reizes jaudīgākas par visiem mākslīgi radītajiem strāvas avotiem.
