Номер 1, страница 180, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Электрический заряд. Электрическое поле. Параграф 45. Электрические явления в природе и технике. Вопросы и задания - номер 1, страница 180.

Условие.

1. Как образуется молния?

Решение.

1. Как образуется молния?

Молния — это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, который возникает в результате накопления и разделения электрических зарядов в грозовых облаках. Процесс её образования можно разделить на несколько ключевых этапов.

Разделение зарядов в облаке

Грозовые облака (кучево-дождевые) характеризуются мощными восходящими и нисходящими потоками воздуха. Внутри такого облака находятся капли воды и кристаллы льда. Эти частицы постоянно сталкиваются друг с другом. В результате трения (трибоэлектрического эффекта) более легкие и мелкие частицы, такие как кристаллы льда, отдают электроны и приобретают положительный заряд. Восходящие потоки воздуха уносят их в верхнюю часть облака. Более тяжелые частицы, такие как градины (ледяная крупа) и крупные капли воды, захватывают электроны, становятся отрицательно заряженными и под действием силы тяжести опускаются в нижнюю и среднюю части облака. Таким образом, верхняя часть грозового облака заряжается положительно, а нижняя — отрицательно.

Создание электрического поля

Разделение зарядов приводит к возникновению огромной разности потенциалов и, как следствие, мощного электрического поля как между разными частями облака, так и между нижней частью облака и поверхностью Земли. Под действием отрицательного заряда основания облака на поверхности земли индуцируется положительный заряд.

Электрический пробой воздуха

Воздух в обычных условиях является диэлектриком (изолятором) и не проводит электрический ток. Однако, когда напряженность электрического поля достигает критического значения (около 3 миллионов вольт на метр), происходит электрический пробой воздуха. Воздух ионизируется и превращается в плазму, которая способна проводить ток.

Формирование канала разряда

Процесс разряда обычно начинается с формирования из облака слабо светящегося канала ионизированного воздуха, который движется к земле ступенями. Этот канал называется ступенчатым лидером. Он несет отрицательный заряд. По мере его приближения к земле, с поверхности (особенно с высоких объектов) навстречу ему устремляется ответный поток положительных зарядов — стример.

Главный разряд (обратный удар)

Когда лидер и стример встречаются, образуется непрерывный канал плазмы между облаком и землей. По этому каналу происходит основной разряд — обратный удар. Огромный электрический ток за доли секунды устремляется по этому каналу, нейтрализуя заряды. Этот процесс сопровождается выделением колоссального количества энергии в виде света и тепла. Температура в канале молнии может достигать 30 000 °C, что в несколько раз превышает температуру поверхности Солнца. Именно этот ярчайший и мощный разряд мы и воспринимаем как молнию.

Гром

Резкое и сверхбыстрое нагревание воздуха в канале молнии вызывает его взрывное расширение. Это расширение создает ударную волну, которую мы слышим как раскат грома.

Таким образом, молния возникает из-за разделения зарядов в грозовых облаках, что создает сильное электрическое поле, приводящее к пробою воздуха и формированию канала для мощного электрического разряда.

Ответ: Молния образуется в результате накопления и разделения электрических зарядов в грозовых облаках из-за столкновения частиц льда и воды. Это создает мощное электрическое поле между облаком и землей (или между частями облака). Когда напряженность поля превышает электрическую прочность воздуха, происходит его пробой и возникает гигантский искровой разряд, который мы видим как вспышку света и слышим как гром.