Zjawisko fizyczne-piorun

Piorun- w meterologii bardzo silne wyładowanie elektryczne w atmosferze, powstaje naturalnie, zwykle towarzyszy burzom. Piorunowi często towarzyszy groźny dźwięk oraz zjawisko zwane błyskawicą. Przybierają one najrozmaitsze kształty. Podczas uderzenia pioruna, wyzwala się potężna energia, która zostaje rozproszona w postaci ciepła w powietrzu. Energia cieplna rozprasza się, a niewielka jej część przekształca się w błysk i grzmot. Jak powstaje piorun? Pioruny w przyrodzie powstają w wyniku nagromadzenia się ładunków elektrycznych w chmurach. W pierwszej fazie następuje gromadzenie się ładunków w dolnej części chmury, na skutek zderzeń kryształków lodu znajdujących się wewnątrz chmury. W chmurze burzowej występują duże krople deszczu, bryłki gradu i lodu. Przemieszczają się, zderzają się, a rozpadając się na mniejsze wytwarzają ładunki elektryczne. Cząstki spadające zyskują ładunek ujemny, zaś unoszące się - ładunek dodatni. W związku z tym ładunki ujemne gromadzą się w dolnej części chmury, z kolei dodatnie - w górnej. Zgodnie z zasadami fizyki, w polu elektrycznym ujemne elektrony zaczynają się przesuwać w kierunku ładunków dodatnich, zaś dodatnio naładowane jądra wolą np. elektrodę, ziemię lub część chmury naładowaną ujemnie. Jeżeli ładunki natrafią na przeszkodę, gromadzą się, aż w końcu uzyskują tak dużą energię, aby pokonać przeszkodę. Elektrony poruszają się w kierunku ziemi, tworząc przy tym tzw. wyładowania pilotujące. Jeżeli jest odpowiednie natężenie pola elektrycznego, to nastąpi rozwój wyładowania głównego. Po przebyciu kilkudziesięciu metrów, wyładowanie zatrzymuje się na ułamki sekund, pokonuje następne kilkadziesiąt metrów i ponownie się zatrzymuje. Następnie, po wyładowaniu pilotującym, do chmury przedostaje się wyładowanie wstępne. Postępują kolejne wyładowania, aż ładunki w chmurze ulegną zobojętnieniu. Wyładowanie znika, kiedy dotrze na odległość powierzchnie ziemi. Wtedy z powierzchni wydostaje się iskra, która dosięga iskrę wstępną. Kiedy się połączą, następuje przepływ prądu elektrycznego. Powietrze rozdziera błysk pioruna. Pierwszy raz wzmianki o wyładowaniu z chmury burzowej do góry, pojawiły się w roku 1886, ale potwierdzenie znalazły stosunkowo niedawno. Wyładowanie do jonosfery pojawia się tylko w chmurach wznoszących się wysoko do góry. Ma ono zwykle kolor czerwono pomarańczowy i trwa dłużej niż zwykły piorun. Zwykle jest widoczne przez 17 ms. Jego źródłem jest bardzo silny piorun w kierunku ziemi, który pozbawia chmurę ładunku dodatniego. Wyładowanie w kierunku jonosfery może mieć wysokość do 50 km i pojawia się około 100 ms później. Często wyładowanie jest podwójne, a wokół niego na skutek rozgrzania plazmy powstaje poświata. Jak daleko burza? Można określić, w jakiej odległości trwa burza z piorunami, mierząc czas miedzy rozbłyskiem, a pierwszym grzmotem. Każde pięć sekund to dystans około 2 km. Tajemnicę błyskawic rozwikłał amerykański uczony i polityk Benjamin Franklin ( 1706 - 1790 ), który udowodnił, iż jest to wyładowanie elektryczne. W lipcu 1752 roku wypuścił w kierunku chmury burzowej sporządzony z jedwabnych chusteczek latawiec. Do końca jego linki przymocował metalowy klucz, a gdy przybliżał do niego rękę, między nią a kluczem przeskakiwała iskra elektryczna. W roku 1909 szwedzki uczony Engelstad stracił życie próbując powtórzyć eksperyment Franklina. Kiedy z przerażającym hukiem błyskawica dosięga ziemi, stapia wszystko, co tylko znajduje się obok. Temperatura w miejscu uderzenia sięga 30.000 stopni Celsjusza. W każdym momencie nad światem szaleje 1800 burz, między którymi istnieją związki powodujące, że jeśli jedna burza cichnie to druga rodzi się w odległości 1500 km. Co minutę razi Ziemię 6000 gromów, a każdego dnia co 1sek. w ziemię uderza do 100 piorunów.