Bagaimana petir bisa terjadi? Apa itu petir dan mengapa hal itu terjadi? Penyebab petir secara fisik dan kimia.

Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa burung hinggap kabel tegangan tinggi, dan orang yang menyentuh kabel itu mati? Semuanya sangat sederhana - mereka duduk di atas kawat, tetapi tidak ada arus yang mengalir melalui burung itu, tetapi jika burung itu mengepakkan sayapnya, menyentuh dua fase secara bersamaan, ia akan mati. Biasanya mereka mati dengan cara seperti ini burung besar seperti bangau, elang, elang.

Demikian pula, seseorang dapat menyentuh suatu fase dan tidak akan terjadi apa-apa padanya jika tidak ada arus yang mengalir melaluinya; untuk ini Anda perlu memakai sepatu bot karet dan Tuhan melarang Anda menyentuh dinding atau logam.

Arus listrik dapat membunuh seseorang dalam sekejap; ia menyerang tanpa peringatan. Petir menyambar bumi seratus kali per detik dan lebih dari delapan juta kali per hari. Kekuatan alam ini lima kali lebih panas dari permukaan matahari. Pelepasan listrik terjadi dengan kekuatan 300.000 ampere dan satu juta volt dalam sepersekian detik. DI DALAM Kehidupan sehari-hari kita pikir kita dapat mengendalikan listrik yang menggerakkan rumah kita, lampu luar ruangan, dan sekarang mobil kita. Namun listrik dalam bentuk aslinya tidak dapat dikendalikan. Dan petir adalah listrik dalam skala besar. Namun petir masih menjadi misteri besar. Ia dapat menyerang secara tidak terduga dan jalurnya tidak dapat diprediksi.

Petir di langit tidak menimbulkan bahaya, namun satu dari sepuluh petir menyambar permukaan bumi. Petir terbagi menjadi banyak cabang yang masing-masing mampu menyambar seseorang yang berada di pusat gempa. Ketika seseorang tersambar petir, arus listrik dapat mengalir dari satu orang ke orang lain jika bersentuhan.

Ada aturan tiga puluh dan tiga puluh: jika Anda melihat kilat dan mendengar guntur kurang dari tiga puluh detik kemudian, Anda harus mencari perlindungan, lalu Anda harus menunggu tiga puluh menit sejak gemuruh guntur terakhir sebelum keluar. Namun petir tidak selalu mematuhi perintah yang ketat.

Ada hal seperti itu fenomena atmosfer, seperti sambaran petir dari biru. Seringkali petir, meninggalkan awan, menempuh jarak hingga enam belas kilometer sebelum menghantam tanah. Dengan kata lain, petir bisa muncul entah dari mana. Petir membutuhkan angin dan air. Kapan angin kencang mengangkat udara basah, timbul kondisi munculnya badai petir yang merusak.

Tidak mungkin menguraikan sesuatu menjadi komponen-komponen yang sesuai dengan sepersejuta detik. Salah satu kepercayaan yang salah adalah bahwa kita melihat kilat saat merambat ke tanah, padahal yang sebenarnya kita lihat adalah jalur kembalinya petir ke langit. Petir bukanlah sambaran satu arah ke tanah, namun sebenarnya merupakan sebuah cincin, sebuah jalur dalam dua arah. Kilatan petir yang kita lihat inilah yang disebut sambaran balik, fase terakhir dari siklus tersebut. Dan ketika sambaran petir kembali memanaskan udara, hal itu muncul kartu bisnis- guruh. Jalur kembalinya petir adalah bagian petir yang kita lihat sebagai kilatan dan terdengar sebagai guntur. Arus balik sebesar ribuan ampere dan jutaan volt mengalir dari tanah ke awan.

Petir sering kali menyetrum orang di dalam ruangan. Ia dapat memasuki suatu struktur dengan berbagai cara, melalui pipa pembuangan dan pipa air. Petir dapat menembus kabel listrik yang kuat arusnya sebuah rumah biasa tidak mencapai dua ratus ampere dan membebani kabel listrik secara melonjak dari dua puluh ribu menjadi dua ratus ribu ampere. Mungkin jalur paling berbahaya di rumah Anda mengarah langsung ke tangan Anda melalui telepon. Hampir dua pertiga sengatan listrik di dalam ruangan terjadi ketika orang mengangkat telepon rumah saat terjadi sambaran petir. Telepon nirkabel lebih aman saat terjadi badai petir, namun petir dapat menyetrum seseorang yang berdiri di dekat dudukan telepon. Bahkan penangkal petir pun tidak dapat melindungi Anda dari semua petir, karena tidak mampu menangkap petir di langit.

Tentang sifat petir

Ada beberapa teori berbeda yang menjelaskan asal usul petir.

Biasanya, bagian bawah awan membawa muatan negatif dan bagian atas membawa muatan positif, menjadikan sistem awan-tanah seperti kapasitor raksasa.

Ketika beda potensial listrik menjadi cukup besar, pelepasan muatan listrik yang disebut petir terjadi antara tanah dan awan, atau antara dua bagian awan.

Apakah berbahaya berada di dalam mobil saat terjadi petir?

Dalam salah satu eksperimen ini, petir mematikan buatan sepanjang satu meter diarahkan ke atap baja mobil tempat seseorang duduk. Petir melewati casing tanpa melukai seseorang. Bagaimana ini bisa terjadi? Karena muatan-muatan pada suatu benda bermuatan saling tolak menolak, maka muatan-muatan tersebut cenderung bergerak sejauh mungkin.

Dalam kasus silinder pi bola mekanis berongga, muatan didistribusikan ke seluruh permukaan luar benda.Demikian pula, jika petir menyambar atap logam mobil, maka elektron yang menolak akan menyebar dengan sangat cepat ke seluruh permukaan mobil dan menembus tubuhnya ke dalam tanah. Oleh karena itu, petir di sepanjang permukaan logam mobil masuk ke dalam tanah dan tidak masuk ke dalam mobil. Untuk alasan yang sama, sangkar logam merupakan perlindungan sempurna terhadap petir. Akibat sambaran petir buatan pada mobil bertegangan 3 juta volt, potensi mobil dan tubuh orang di dalamnya meningkat hingga hampir 200 ribu volt. Pada saat yang sama, seseorang tidak mengalami sedikit pun tanda sengatan listrik, karena tidak ada perbedaan potensial antara titik mana pun di tubuhnya.

Artinya, tinggal di gedung yang kokoh dengan rangka logam, yang banyak terdapat di kota-kota modern, hampir sepenuhnya melindungi dari petir.

Bagaimana kita bisa menjelaskan bahwa burung-burung itu duduk di atas kabel dengan tenang dan bebas dari hukuman?

Tubuh burung yang sedang duduk ibarat ranting rantai ( koneksi paralel). Hambatan cabang ini pada burung jauh lebih besar dibandingkan hambatan kawat di antara kedua kaki burung. Oleh karena itu, kekuatan tubuh burung saat ini dapat diabaikan. Jika seekor burung, yang duduk di atas kawat, menyentuh tiang dengan sayap atau ekornya, atau terhubung dengan tanah, ia akan langsung mati oleh arus yang mengalir melaluinya ke dalam tanah.

Fakta menarik tentang petir

Panjang rata-rata kilat 2,5 km. Beberapa pelepasan meluas hingga 20 km di atmosfer.

Petir bermanfaat: mereka berhasil mengambil jutaan ton nitrogen dari udara, mengikatnya dan mengirimkannya ke dalam tanah, sehingga menyuburkan tanah.

Petir di Saturnus satu juta kali lebih kuat dari petir di Bumi.

Pelepasan petir biasanya terdiri dari tiga atau lebih pelepasan berulang - pulsa yang mengikuti jalur yang sama. Interval antara pulsa yang berurutan sangat pendek, dari 1/100 hingga 1/10 detik (inilah yang menyebabkan kilat berkedip).

Sekitar 700 kilat menyambar di Bumi setiap detiknya. Pusat badai petir dunia: Pulau Jawa - 220, Afrika khatulistiwa- 150, Meksiko selatan - 142, Panama - 132, Brasil tengah - 106 hari badai petir per tahun. Rusia: Murmansk - 5, Arkhangelsk - 10, St. Petersburg - 15, Moskow - 20 hari badai petir dalam setahun.

Udara di zona saluran petir hampir seketika memanas hingga suhu 30.000-33.000 °C. Rata-rata, sekitar 3.000 orang meninggal akibat sambaran petir di dunia setiap tahunnya.

Statistik menunjukkan bahwa setiap 5.000-10.000 jam terbang terjadi satu kali sambaran petir pada sebuah pesawat; untungnya, hampir semua pesawat yang rusak terus terbang.

Meskipun petir sangat kuat, melindungi diri Anda dari petir cukup sederhana. Saat terjadi badai petir, Anda harus segera meninggalkan area terbuka, dalam keadaan apa pun Anda tidak boleh bersembunyi di bawah pohon yang terpencil, atau berada di dekat tiang tinggi dan kabel listrik. Anda tidak boleh memegang benda baja di tangan Anda. Selain itu, selama badai petir, Anda tidak dapat menggunakan komunikasi radio, ponsel. Televisi, radio, dan peralatan listrik harus dimatikan di dalam ruangan.

Penangkal petir melindungi bangunan dari kerusakan akibat petir karena dua alasan: penangkal petir memungkinkan muatan yang diinduksi pada bangunan mengalir ke udara, dan ketika petir menyambar bangunan, penangkal petir membawanya ke dalam tanah.

Jika Anda berada dalam badai petir, Anda sebaiknya menghindari berlindung di dekat pohon tunggal, pagar tanaman, tempat-tempat tinggi dan berada di ruang terbuka.

Kita sering berpikir bahwa listrik adalah sesuatu yang hanya dihasilkan oleh pembangkit listrik, dan tentu saja tidak dalam kumpulan awan air yang berserat, yang sangat tipis sehingga Anda dapat dengan mudah memasukkan tangan Anda ke dalamnya. Namun, listrik ada di awan, sama seperti listrik di tubuh manusia.

Sifat listrik

Semua benda terbuat dari atom - mulai dari awan dan pepohonan hingga tubuh manusia. Setiap atom mempunyai inti yang mengandung proton bermuatan positif dan neutron netral. Pengecualian adalah atom hidrogen paling sederhana, yang intinya tidak memiliki neutron, tetapi hanya satu proton.

Elektron bermuatan negatif beredar di sekitar inti. Muatan positif dan negatif saling tarik menarik, sehingga elektron berputar mengelilingi inti atom, seperti lebah mengelilingi kue manis. Gaya tarik menarik antara proton dan elektron disebabkan oleh gaya elektromagnetik. Oleh karena itu, listrik hadir di mana pun kita memandang. Seperti yang bisa kita lihat, itu juga terkandung dalam atom.

DI DALAM kondisi normal muatan positif dan negatif masing-masing atom seimbang satu sama lain, sehingga benda yang terdiri dari atom biasanya tidak membawa muatan bersih apa pun – baik positif maupun negatif. Alhasil, kontak dengan benda lain tidak menimbulkan aliran listrik. Namun terkadang keseimbangan muatan listrik dalam tubuh bisa terganggu. Anda mungkin mengalaminya sendiri saat berada di rumah pada hari musim dingin. Rumah itu sangat kering dan panas. Anda menyeret kaki telanjang, berjalan di sepanjang istana. Tanpa Anda sadari, sebagian elektron dari telapak kaki Anda berpindah ke atom karpet.

Materi terkait:

Sedikit tentang cuaca

Sekarang Anda membawa muatan listrik karena jumlah proton dan elektron dalam atom Anda tidak lagi seimbang. Sekarang coba ambil pegangan pintu besi. Percikan api akan muncul antara Anda dan dia dan Anda akan merasakan sengatan listrik. Apa yang terjadi adalah tubuh Anda, yang tidak memiliki cukup elektron untuk mencapai keseimbangan listrik, berusaha memulihkan keseimbangan melalui gaya tarik-menarik elektromagnetik. Dan itu dipulihkan. Di antara tangan dan gagang pintu terdapat aliran elektron yang diarahkan ke tangan. Jika ruangan gelap, Anda akan melihat percikan api. Cahaya terlihat karena elektron, ketika melompat, memancarkan kuanta cahaya. Jika ruangan sepi, Anda akan mendengar sedikit suara berderak.

Listrik mengelilingi kita di mana-mana dan terkandung di seluruh tubuh. Awan dalam pengertian ini tidak terkecuali. Di latar belakang langit biru mereka terlihat sangat tidak berbahaya. Tapi sama seperti Anda di dalam ruangan, mereka bisa membawa muatan listrik. Jika ya, berhati-hatilah! Ketika awan memulihkan keseimbangan listrik di dalamnya, pertunjukan kembang api secara keseluruhan akan terjadi.

Materi terkait:

Mengapa warna petir berbeda-beda?

Bagaimana petir muncul?

Inilah yang terjadi: arus udara yang kuat terus-menerus bersirkulasi dalam awan petir yang gelap dan besar, mendorong berbagai partikel bersama-sama - butiran garam laut, debu, dan sebagainya. Sama seperti telapak kaki Anda, ketika digosokkan ke karpet, terbebas dari elektron, partikel-partikel di awan, ketika bertabrakan, terbebas dari elektron, yang melompat ke partikel lain. Ini adalah bagaimana redistribusi biaya terjadi. Beberapa partikel yang kehilangan elektronnya mempunyai muatan positif, sementara partikel lain yang menerima elektron tambahan kini mempunyai muatan negatif.

Untuk alasan yang tidak sepenuhnya jelas, partikel yang lebih berat menjadi bermuatan negatif, sedangkan partikel yang lebih ringan menjadi bermuatan positif. Dengan demikian, bagian bawah awan yang lebih berat menjadi bermuatan negatif. Bagian bawah awan yang bermuatan negatif mendorong elektron ke arah bumi, sehingga muatan sejenis akan saling tolak menolak. Dengan demikian, bagian bermuatan positif terbentuk di bawah awan permukaan bumi. Kemudian, menurut prinsip yang persis sama dengan percikan api yang melompat antara Anda dan kenop pintu, percikan yang sama akan melompat antara awan dan tanah, hanya saja sangat besar dan kuat - ini adalah kilat. Elektron terbang secara zigzag raksasa menuju tanah, menemukan protonnya di sana. Alih-alih suara berderak yang nyaris tak terdengar, geser guruh

"fenomena fisik"

Pelepasan percikan listrik raksasa di atmosfer, biasanya diwujudkan dengan kilatan cahaya terang dan disertai guntur. Sifat kelistrikan petir terungkap dalam penelitian fisikawan Amerika B. Franklin, yang atas idenya dilakukan eksperimen untuk mengekstraksi listrik dari awan petir.

Paling sering, petir terjadi di awan kumulonimbus, kemudian disebut badai petir; Terkadang petir terbentuk di awan nimbostratus, begitu pula saat letusan gunung berapi, tornado dan badai debu.

Proses pengembangan petir tanah terdiri dari beberapa tahap. Pada tahap pertama, di zona di mana medan listrik mencapai nilai kritis, dampak ionisasi dimulai, awalnya diciptakan oleh elektron bebas, selalu hadir dalam jumlah kecil di udara, yang berada di bawah pengaruh Medan listrik memperoleh kecepatan signifikan menuju Bumi dan, bertabrakan dengan atom udara, mengionisasinya. Itu. terjadi longsoran elektron, berubah menjadi filamen pelepasan listrik- pita, yang merupakan saluran berkonduksi baik, yang jika digabungkan, menghasilkan saluran terionisasi termal terang dengan konduktivitas tinggi - pemimpin bertahap.

Pergerakan pemimpin menuju permukaan bumi terjadi dalam langkah beberapa puluh meter dengan kecepatan ~ 5 * 10000000 m/detik, setelah itu pergerakannya berhenti selama beberapa puluh mikrodetik, dan cahayanya sangat melemah; kemudian, pada tahap berikutnya, pemimpin kembali maju beberapa puluh meter.Cahaya terang menutupi seluruh langkah yang dilalui; kemudian berhenti dan melemahnya cahaya itu terjadi lagi. Proses ini berulang ketika pemimpin berpindah ke permukaan bumi kecepatan rata-rata 2*100000 m3/detik. Saat pemimpin bergerak menuju tanah, intensitas medan di ujungnya meningkat dan di bawah aksinya, aliran respons dikeluarkan dari objek yang menonjol di permukaan bumi, dan terhubung ke pemimpin.

Bentuk petir

Petir linier

Pelepasan petir linier terjadi di antara awan, di dalam awan, atau antara awan dan tanah, dan biasanya memiliki panjang sekitar 2-3 km, namun ada juga petir yang panjangnya mencapai 20-30 km.

Bentuknya seperti garis putus-putus, seringkali dengan banyak cabang. Warna petirnya putih, kuning, biru atau kemerahan

Paling sering, diameter benang petir tersebut mencapai beberapa puluh sentimeter. Tipe ini adalah yang paling umum; kami paling sering melihatnya. Petir linier muncul ketika tegangan medan listrik atmosfer mencapai 50 kV/m; beda potensial sepanjang jalurnya dapat mencapai ratusan juta volt. Kekuatan petir jenis ini saat ini sekitar 10 ribu ampere. Awan petir yang menghasilkan petir linier setiap 20 detik memiliki energi listrik sebesar 20 juta kW. Potensi Energi listrik Energi yang tersimpan di awan tersebut setara dengan energi bom megaton.

Ini adalah bentuk petir yang paling umum.

Ritsleting datar

Petir datar muncul sebagai kilatan cahaya yang tersebar di permukaan awan. Badai petir yang hanya disertai petir datar tergolong lemah dan biasanya hanya diamati saja di awal musim semi atau akhir musim gugur.

Resleting pita

Petir pita adalah beberapa pelepasan zigzag yang identik dari awan ke bumi, bergeser secara paralel satu sama lain dengan atau tanpa interval kecil.

Petir manik-manik

Suatu bentuk pelepasan listrik yang jarang terjadi selama badai petir, dalam bentuk rangkaian titik-titik bercahaya.Masa pakai petir manik-manik adalah 1–2 detik. Patut dicatat bahwa lintasan petir manik sering kali memiliki karakter seperti gelombang. Berbeda dengan petir linier, jejak petir manik tidak bercabang - begitulah ciri khas jenis ini.

Petir Roket

Petir berbentuk roket adalah pelepasan muatan listrik secara perlahan yang berlangsung selama 1–1,5 detik. Petir roket sangat jarang terlihat.

Bola petir

Bola petir adalah muatan listrik bercahaya terang yang bervariasi dalam warna dan ukuran. Di dekat tanah, paling sering terlihat seperti bola dengan diameter sekitar 10 cm, lebih jarang berbentuk ellipsoid, jatuhkan, cakram, cincin, atau bahkan rantai bola yang terhubung. Durasi keberadaan petir bola adalah dari beberapa detik hingga beberapa menit, warna pancarannya putih, kuning, biru muda, merah atau oranye. Biasanya petir jenis ini bergerak perlahan, hampir tanpa suara, hanya disertai sedikit suara berderak, bersiul, mendengung, atau mendesis. Bola petir dapat memasuki ruang tertutup melalui celah, pipa, dan jendela.

Suatu bentuk petir yang langka; menurut statistik, terdapat 2-3 bola petir per seribu petir biasa.

Sifat bola petir belum sepenuhnya dipahami. Ada banyak hipotesis tentang asal mula bola petir, dari yang ilmiah hingga yang fantastis.

Ritsleting tirai

Petir tirai tampak seperti garis cahaya vertikal lebar, disertai dengungan pelan dan pelan.

Ritsleting volumetrik

Petir volumetrik - kilatan putih atau kemerahan di awan rendah tembus cahaya, dengan suara yang kuat cod "dari mana-mana". Lebih sering diamati sebelum fase utama badai petir.

Lepaskan petir

Strip petir - sangat mengingatkan Lampu Kutub, "diletakkan miring" - garis-garis cahaya horizontal (3-4 garis) dikelompokkan satu di atas yang lain.

Elf, jet, dan sprite

Elf (Emisi Cahaya dan Gangguan Frekuensi Sangat Rendah dari Sumber Pulsa Elektromagnetik) adalah kerucut kilat yang besar namun bercahaya redup dengan diameter sekitar 400 km, yang muncul langsung dari puncak awan petir.

Jet adalah tabung kerucut biru.

Sprite adalah sejenis petir yang menyambar ke atas dari awan. Fenomena ini pertama kali tercatat pada tahun 1989 secara tidak sengaja. Sekarang tentang sifat fisik Sangat sedikit sprite yang diketahui.

Jet dan Elf terbentuk dari puncak awan hingga tepi bawah ionosfer (90 kilometer di atas permukaan bumi). Durasi aurora ini hanya sepersekian detik. Untuk memotret fenomena berumur pendek seperti itu, diperlukan instrumen pencitraan berkecepatan tinggi. Baru pada tahun 1994, saat terbang dengan pesawat di tengah badai petir besar, para ilmuwan berhasil memfilmkan tontonan menakjubkan ini.

Fenomena lainnya

Berkedip

Kilatan adalah kilatan cahaya senyap berwarna putih atau biru yang diamati pada malam hari dalam cuaca sebagian berawan atau cerah. Kilatan biasanya terjadi pada paruh kedua musim panas.

Petir

Kilatan petir merupakan pantulan dari badai petir yang tinggi di kejauhan, pada malam hari terlihat pada jarak hingga 150 - 200 km. Saat terjadi petir, suara guntur tidak terdengar, langit sebagian berawan.

Petir vulkanik

Ada dua jenis petir vulkanik. Satu terjadi di kawah gunung berapi, dan yang lainnya, seperti yang terlihat dalam foto Gunung Berapi Puyehue di Chili, mengeluarkan asap gunung berapi. Partikel air dan abu beku dalam asap bergesekan satu sama lain, menyebabkan pelepasan listrik statis dan petir vulkanik.

Petir Catatumbo

Petir Catatumbo adalah fenomena menakjubkan yang hanya diamati di satu tempat di planet kita - di pertemuan Sungai Catatumbo ke Danau Maracaibo ( Amerika Selatan). Hal yang paling menakjubkan tentang jenis petir ini adalah pelepasannya berlangsung sekitar 10 jam dan muncul pada malam hari 140–160 kali dalam setahun. Petir Catatumbo terlihat jelas pada jarak yang cukup jauh - 400 kilometer. Petir semacam ini sering digunakan sebagai kompas, itulah sebabnya orang bahkan menjuluki tempat pengamatannya - “Mercusuar Maracaibo”.

Banyak yang mengatakan bahwa petir Catatumbo adalah penghasil ozon tunggal terbesar di Bumi, karena... angin yang datang dari Andes menyebabkan badai petir. Metana, yang kaya akan atmosfer lahan basah ini, naik ke awan, memicu sambaran petir.

Kota lembaga pendidikan

Gimnasium "Laboratorium Salakhov"

Karya kreatif dalam fisika

pada topik: Fenomena kelistrikan di alam: petir

Cerita

Sifat kelistrikan petir terungkap dalam penelitian fisikawan Amerika B. Franklin, yang atas idenya dilakukan eksperimen untuk mengekstraksi listrik dari awan petir. Pengalaman Franklin dalam menjelaskan sifat kelistrikan petir sudah dikenal luas. Pada tahun 1750, ia menerbitkan sebuah karya yang menggambarkan eksperimen menggunakan layang-layang yang diluncurkan ke dalam badai petir. Pengalaman Franklin dijelaskan dalam karya Joseph Priestley.

Sifat fisik petir

Panjang rata-rata petir adalah 2,5 km, beberapa pelepasannya mencapai 20 km di atmosfer.

Formasi Petir

Paling sering, petir terjadi di awan kumulonimbus, kemudian disebut badai petir; Petir terkadang terbentuk di awan nimbostratus, serta selama letusan gunung berapi, tornado, dan badai debu.

Biasanya diamati ritsleting linier, yang termasuk dalam pelepasan tanpa elektroda, karena dimulai (dan diakhiri) dalam akumulasi partikel bermuatan. Hal ini menentukan beberapa sifatnya yang masih belum dapat dijelaskan yang membedakan petir dari pelepasan muatan antar elektroda. Jadi, petir tidak terjadi dalam jarak kurang dari beberapa ratus meter; mereka muncul di medan listrik yang jauh lebih lemah daripada medan selama pelepasan antarelektroda; Pengumpulan muatan yang dibawa oleh petir terjadi dalam seperseribu detik dari milyaran partikel kecil, terisolasi satu sama lain, dan terletak dalam volume beberapa km³. Proses perkembangan petir yang paling banyak dipelajari adalah di awan petir, sedangkan petir dapat melintas di awan itu sendiri - petir intracloud, atau dapat menyambar bumi - petir tanah. Agar petir dapat terjadi, dalam volume awan yang relatif kecil (tetapi tidak kurang dari volume kritis tertentu), medan listrik dengan kekuatan yang cukup untuk memulai pelepasan listrik (~ 1 MV/m) harus terbentuk, dan di sebagian besar awan terdapat medan dengan kekuatan rata-rata yang cukup untuk mempertahankan pelepasan awal (~ 0,1-0,2 MV/m). Dalam petir, energi listrik awan diubah menjadi panas dan cahaya.

Petir tanah

Proses pengembangan petir tanah terdiri dari beberapa tahap. Pada tahap pertama, di zona di mana medan listrik mencapai nilai kritis, ionisasi tumbukan dimulai, yang awalnya diciptakan oleh elektron bebas, yang selalu ada dalam jumlah kecil di udara, yang, di bawah pengaruh medan listrik, memperoleh kecepatan yang signifikan menuju tanah dan, bertabrakan dengan molekul-molekul yang membentuk udara, mengionisasinya. Untuk lebih ide-ide modern, pelepasan muatan listrik diawali oleh sinar kosmik berenergi tinggi, yang memicu proses yang disebut runaway breakdown. Dengan demikian, longsoran elektron muncul, berubah menjadi benang pelepasan listrik - pita, yang merupakan saluran berkonduksi baik, yang jika digabungkan, menghasilkan saluran terionisasi termal terang dengan konduktivitas tinggi - pemimpin petir berundak.

Pergerakan pemimpin menuju permukaan bumi terjadi dalam beberapa puluh meter dengan kecepatan ~ 50.000 kilometer per detik, setelah itu pergerakannya berhenti selama beberapa puluh mikrodetik, dan cahayanya sangat melemah; kemudian, pada tahap berikutnya, pemimpin kembali maju beberapa puluh meter. Cahaya terang menutupi semua langkah yang dilalui; kemudian berhenti dan melemahnya cahaya itu terjadi lagi. Proses ini berulang saat pemimpin bergerak ke permukaan bumi dengan kecepatan rata-rata 200.000 meter per detik.

Saat pemimpin bergerak menuju tanah, intensitas medan di ujungnya meningkat dan di bawah aksinya, aliran respons dikeluarkan dari objek yang menonjol di permukaan bumi, dan terhubung ke pemimpin. Fitur petir ini digunakan untuk membuat penangkal petir.

Pada tahap akhir, pelepasan petir terbalik (dari bawah ke atas), atau utama, mengikuti saluran yang terionisasi oleh pemimpin, ditandai dengan arus dari puluhan hingga ratusan ribu ampere, kecerahannya jauh melebihi kecerahan pemimpin, dan kecepatan kemajuan yang tinggi, awalnya mencapai ~100.000 kilometer per detik, dan pada akhirnya menurun menjadi ~10.000 kilometer per detik. Suhu saluran selama pelepasan utama dapat melebihi 25.000 °C. Panjang saluran petir bisa dari 1 hingga 10 km, diameternya bisa beberapa sentimeter. Setelah pulsa arus lewat, ionisasi saluran dan pancarannya melemah. Pada tahap terakhir, arus petir bisa bertahan seperseratus bahkan sepersepuluh detik, mencapai ratusan bahkan ribuan ampere. Petir seperti ini disebut petir berkepanjangan dan paling sering menimbulkan kebakaran.

Debit utama seringkali hanya mengeluarkan sebagian dari awan. Biaya terletak di dataran tinggi, dapat memunculkan pemimpin baru (berbentuk panah) yang bergerak terus menerus dengan kecepatan ribuan kilometer per detik. Kecerahan pancarannya mendekati kecerahan pemimpin yang melangkah. Ketika pemimpin berbentuk panah mencapai permukaan bumi, pemimpin kedua menyusul pukulan utama, mirip dengan yang pertama. Biasanya, petir mencakup beberapa pelepasan yang berulang, tetapi jumlahnya bisa mencapai beberapa lusin. Durasi beberapa petir bisa melebihi 1 detik. Perpindahan saluran beberapa petir oleh angin menciptakan apa yang disebut pita petir - pita bercahaya.

Petir intracloud

Petir intracloud biasanya hanya mencakup tahapan pemimpin; panjangnya berkisar antara 1 hingga 150 km. Porsi petir intracloud meningkat seiring dengan perpindahan ke arah khatulistiwa, bervariasi dari 0,5 V garis lintang sedang hingga 0,9 di jalur khatulistiwa. Lintasan petir disertai dengan perubahan medan listrik dan magnet serta emisi radio, yang disebut atmosfer. Kemungkinan suatu benda di tanah tersambar petir meningkat seiring dengan bertambahnya ketinggiannya dan dengan meningkatnya konduktivitas listrik tanah di permukaan atau pada kedalaman tertentu (aksi penangkal petir didasarkan pada faktor-faktor ini). Jika terdapat medan listrik di awan yang cukup untuk mempertahankan pelepasan muatan listrik, namun tidak cukup untuk menyebabkan terjadinya, kabel logam panjang atau pesawat terbang dapat bertindak sebagai pemicu petir - terutama jika muatan listriknya sangat tinggi. Dengan cara ini, petir terkadang “terprovokasi” di awan nimbostratus dan awan kumulus yang kuat.

“Setiap detik, sekitar 50 petir menyambar permukaan bumi, dan rata-rata, setiap kilometer persegi disambar petir enam kali dalam setahun.”

Sambaran petir paling kuat menyebabkan lahirnya fulgurit.

Manusia dan kilat

Petir merupakan ancaman serius bagi kehidupan manusia. Seseorang atau hewan yang tersambar petir sering terjadi di ruang terbuka karena... Arus listrik mengikuti jalur terpendek “awan petir-tanah”. Seringkali petir menyambar pohon dan instalasi trafo di rel kereta api sehingga menyebabkan kebakaran. Tidak mungkin tersambar petir linier biasa di dalam gedung, tetapi ada pendapat bahwa apa yang disebut petir bola dapat menembus celah dan membuka jendela. Pelepasan petir yang normal berbahaya bagi antena televisi dan radio yang terletak di atap gedung bertingkat, serta peralatan jaringan.

Perubahan patologis yang sama diamati pada tubuh korban seperti halnya sengatan listrik. Korban kehilangan kesadaran, terjatuh, kejang-kejang, dan pernapasan serta detak jantung sering terhenti. Adalah umum untuk menemukan “tanda arus” pada tubuh, tempat masuk dan keluarnya listrik. Pada kasus kematian, penyebab terhentinya fungsi vital dasar adalah terhentinya pernafasan dan detak jantung secara tiba-tiba, akibat efek langsung petir pada pusat pernafasan dan vasomotor medula oblongata. Yang disebut tanda petir, garis-garis merah muda atau merah muda seperti pohon sering tertinggal di kulit, menghilang ketika ditekan dengan jari (bertahan selama 1 - 2 hari setelah kematian). Itu adalah hasil perluasan kapiler di area kontak petir dengan tubuh.

Saat tersambar petir, yang pertama kesehatan harus mendesak. Dalam kasus yang parah (berhentinya pernapasan dan detak jantung), resusitasi diperlukan, harus diberikan tanpa menunggu pekerja medis, saksi kemalangan. Resusitasi hanya efektif pada menit-menit pertama setelah sambaran petir, dimulai setelah 10 - 15 menit, biasanya tidak lagi efektif. Rawat inap darurat diperlukan dalam semua kasus.

Korban petir

1. Dalam mitologi dan sastra:

1. Asclepius, Aesculapius - putra Apollo - dewa dokter dan seni kedokteran, tidak hanya menyembuhkan, tetapi juga menghidupkan kembali orang mati. Untuk memulihkan tatanan dunia yang rusak, Zeus menyerangnya dengan petirnya.

2. Phaeton - putra dewa matahari Helios - pernah mengendarai kereta surya ayahnya, tetapi tidak dapat menahan kuda yang bernapas api dan hampir menghancurkan Bumi dalam kobaran api yang mengerikan. Zeus yang marah menusuk Phaeton dengan kilat.

2. Tokoh sejarah:

1. Akademisi Rusia G.V. Richman - meninggal pada tahun 1753 karena sambaran petir.

2. Wakil Rakyat Ukraina, mantan gubernur wilayah Rivne V. Chervoniy meninggal karena sambaran petir pada tanggal 4 Juli 2009.

· Roy Sullivan selamat setelah disambar petir sebanyak tujuh kali.

· Mayor Amerika Summerford meninggal setelah lama sakit (akibat tersambar petir ketiga). Petir keempat menghancurkan monumennya di kuburan.

· Di kalangan suku Indian Andean, sambaran petir dianggap perlu untuk dicapai tingkat yang lebih tinggi inisiasi perdukunan.

Pohon dan kilat

Batang pohon poplar yang tersambar petir

Pohon-pohon tinggi sering menjadi sasaran petir. Anda dapat dengan mudah menemukan banyak bekas sambaran petir di pohon peninggalan yang berumur panjang. Satu pohon yang berdiri diperkirakan lebih mungkin tersambar petir, meskipun di beberapa kawasan hutan, bekas petir dapat terlihat di hampir setiap pohon. Pohon-pohon kering terbakar jika disambar petir. Paling sering, sambaran petir diarahkan pada pohon ek, paling tidak - pada pohon beech, yang tampaknya bergantung pada perbedaan jumlah minyak lemak di dalamnya, yang sangat tahan terhadap listrik.

Petir melewati batang pohon sepanjang jalur terkecil hambatan listrik, dengan penekanan jumlah besar panas, mengubah air menjadi uap, yang membelah batang pohon atau, lebih sering, merobek bagian kulit kayunya, menunjukkan jalur petir. Pada musim-musim berikutnya, pepohonan biasanya memperbaiki jaringan yang rusak dan menutup seluruh luka, hanya menyisakan bekas luka vertikal. Jika kerusakannya terlalu parah, angin dan hama pada akhirnya akan mematikan pohon tersebut. Pohon adalah konduktor petir alami dan diketahui memberikan perlindungan dari sambaran petir ke bangunan di sekitarnya. Jika ditanam di dekat gedung, pohon-pohon tinggi akan menangkap petir, dan biomassa sistem akar yang tinggi akan membantu meredam sambaran petir.

Pohon yang tersambar petir digunakan untuk membuat alat-alat musik, menghubungkannya dengan properti unik.

Awan melebarkan sayapnya dan menghalangi sinar matahari dari kita...

Mengapa kita terkadang mendengar guntur dan melihat kilat saat hujan? Dari mana datangnya wabah ini? Sekarang kami akan memberi tahu Anda tentang ini secara detail.

Apa itu petir?

Apa itu petir? Ini luar biasa dan sangat fenomena misterius alam. Ini hampir selalu terjadi saat terjadi badai petir. Ada yang takjub, ada pula yang ketakutan. Penyair menulis tentang petir, para ilmuwan mempelajari fenomena ini. Namun masih banyak yang belum terpecahkan.

Satu hal yang pasti – itu adalah percikan raksasa. Ini seperti satu miliar bola lampu yang meledak! Panjangnya sangat besar - beberapa ratus kilometer! Dan dia sangat jauh dari kita. Itu sebabnya kita melihatnya terlebih dahulu, baru kemudian mendengarnya. Guntur adalah “suara” kilat. Bagaimanapun, cahaya mencapai kita lebih cepat daripada suara.

Dan petir juga terjadi di planet lain. Misalnya saja di Mars atau Venus. Petir normal hanya berlangsung sepersekian detik. Terdiri dari beberapa kategori. Petir terkadang muncul secara tidak terduga.

Bagaimana petir terbentuk?

Petir biasanya muncul dalam awan petir, jauh di atas tanah. Awan petir muncul ketika udara mulai menjadi sangat panas. Itu sebabnya setelahnya sangat panas Ada badai petir yang luar biasa. Miliaran partikel bermuatan terbang ke tempat asalnya. Dan ketika jumlahnya sangat banyak, mereka terbakar. Dari situlah datangnya petir – dari awan petir. Dia bisa menyentuh tanah. Bumi menariknya. Tapi itu juga bisa meledak di awan itu sendiri. Itu semua tergantung jenis petirnya.

Jenis petir apa yang ada?

Ada berbagai jenis petir. Dan Anda perlu tahu tentang hal ini. Ini bukan sekedar “pita” di langit. Semua “pita” ini berbeda satu sama lain.

Petir selalu merupakan sambaran, selalu merupakan pelepasan di antara sesuatu. Ada lebih dari sepuluh! Untuk saat ini, sebut saja yang paling dasar saja, dengan melampirkan gambar petir di dalamnya:

• Di antara awan petir dan bumi. Ini adalah “pita” yang sama yang biasa kita gunakan.

Di antara pohon tinggi dan awan. “Pita” yang sama, tetapi pukulannya diarahkan ke arah lain.

Ritsleting pita - ketika tidak ada satu "pita", tetapi beberapa secara paralel.

• Antara cloud dan cloud, atau sekadar “dimainkan” dalam satu cloud. Jenis petir ini sering terlihat saat terjadi badai petir. Anda hanya perlu berhati-hati.

• Ada juga petir horizontal yang tidak menyentuh tanah sama sekali. Mereka diberkahi dengan kekuatan yang sangat besar dan dianggap paling berbahaya

• Dan semua orang pernah mendengar tentang bola petir! Hanya sedikit yang pernah melihatnya. Bahkan lebih sedikit lagi orang yang ingin melihatnya. Dan ada juga masyarakat yang tidak mempercayai keberadaannya. Tapi bola petir itu ada! Sulit untuk memotret petir seperti itu. Meledak dengan cepat, walaupun bisa “berjalan”, tapi lebih baik orang di sebelahnya tidak bergerak - itu berbahaya. Jadi tidak ada waktu untuk membawa kamera di sini.

• Pemandangan kilat dengan sangat nama yang indah- "Api St. Elmo." Tapi itu bukan kilat. Ini adalah cahaya yang muncul di akhir badai petir pada bangunan runcing, lentera, dan tiang kapal. Juga percikan, tapi tidak memudar dan tidak berbahaya. Api St. Elmo sangat indah.

• Petir vulkanik terjadi ketika gunung berapi meletus. Gunung berapi itu sendiri sudah mempunyai muatan. Kemungkinan inilah yang menyebabkan terjadinya petir.

• Sprite Lightning adalah sesuatu yang tidak dapat Anda lihat dari Bumi. Mereka muncul di atas awan dan hanya sedikit orang yang mempelajarinya. Kilatan petir ini terlihat seperti ubur-ubur.

• Petir bertitik hampir tidak pernah dipelajari. Hal ini sangat jarang terlihat. Secara visual, ini benar-benar terlihat seperti garis putus-putus - seperti pita petir yang meleleh.

Ini adalah berbagai jenis petir. Bagi mereka, hanya ada satu hukum - pelepasan listrik.

Kesimpulan.

Bahkan di zaman kuno, petir dianggap sebagai tanda sekaligus murka para Dewa. Dia adalah sebuah misteri sebelumnya dan tetap menjadi misteri sekarang. Tidak peduli bagaimana mereka memecahnya menjadi atom dan molekul terkecil! Dan itu selalu sangat indah!