Номер 3, страница 121 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Электрические явления. Параграф 29. Электрические явления в природе и технике. Вопросы - номер 3, страница 121.

Условие.

3. Опишите, как возникает молния.

Решение.

2. Как он иначе называется? Кто и когда его изобрёл?

Устройство, о котором, предположительно, идёт речь, — это громоотвод. Его также называют молниеотводом.
Изобретателем громоотвода считается американский учёный, политик и дипломат Бенджамин Франклин. Он предложил концепцию и провёл свои знаменитые эксперименты с воздушным змеем в 1752 году, доказав электрическую природу молнии. В том же году он установил первый громоотвод на своём доме в Филадельфии.
Независимо от Франклина, в России исследованиями атмосферного электричества занимались М.В. Ломоносов и Г.В. Рихман. В 1753 году они построили «громовую машину» для изучения явления, однако во время одного из экспериментов Рихман трагически погиб от удара шаровой молнии.

Ответ: Громоотвод также называют молниеотводом. Его изобрёл Бенджамин Франклин в 1752 году.

3. Опишите, как возникает молния.

Молния — это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере. Она возникает из-за разделения электрических зарядов внутри грозовых облаков (кучево-дождевых). Процесс можно описать в несколько этапов:
1. Формирование зарядов: Внутри облака существуют сильные восходящие и нисходящие потоки воздуха, которые перемещают капли воды и кристаллы льда. При столкновении этих частиц происходит их электризация: более крупные и тяжёлые частицы (градины) приобретают отрицательный заряд и опускаются в нижнюю часть облака, а более лёгкие кристаллы льда получают положительный заряд и поднимаются в верхнюю часть облака.
2. Создание разности потенциалов: В результате такого разделения верхняя часть облака становится положительно заряженной, а нижняя — отрицательно. Под отрицательным основанием облака на поверхности земли индуцируется положительный заряд. Это создаёт огромную разность электрических потенциалов (напряжение) между частями облака или между облаком и землёй, которая может достигать сотен миллионов вольт.
3. Электрический пробой воздуха: Когда напряжённость электрического поля становится достаточно большой (около $3 \cdot 10^6$ В/м), она преодолевает изолирующие свойства воздуха. Происходит электрический пробой: образуется узкий канал ионизированного воздуха (плазмы), называемый лидером, который начинает расти от облака к земле или в сторону.
4. Основной разряд: Как только лидер соединяет области с разным потенциалом (например, облако и землю), по этому каналу устремляется мощный обратный разряд. Этот поток заряженных частиц и есть видимая вспышка молнии. Он мгновенно разогревает воздух в канале до температуры около 30 000 °C (что в несколько раз выше температуры поверхности Солнца). Резкое, взрывное расширение раскалённого воздуха создаёт ударную волну, которую мы слышим как раскаты грома.

Ответ: Молния возникает в результате разделения электрических зарядов в грозовых облаках из-за столкновения частиц льда и воды, что создаёт огромную разность потенциалов; когда эта разность превышает электрическую прочность воздуха, происходит мощный искровой разряд.

4. Как следует вести себя, оказавшись во время грозы.

Во время грозы необходимо соблюдать следующие правила безопасности для защиты жизни и здоровья:
Если вы находитесь в помещении:
- Плотно закройте все окна, двери и дымоходы, чтобы избежать сквозняков, которые могут "притянуть" шаровую молнию.
- Держитесь на расстоянии от окон, электроприборов, труб, батарей и другой металлической сантехники.
- Отключите от электрической сети бытовые приборы (телевизор, компьютер и т.п.), так как скачок напряжения при ударе молнии в линию электропередач может их повредить.
- Не пользуйтесь проводным телефоном и не принимайте душ или ванну, так как молния может пройти через коммуникации.
Если гроза застала вас на улице:
- Как можно скорее найдите укрытие. Наиболее безопасные места — капитальное здание или автомобиль с полностью металлической крышей. Внутри автомобиля следует закрыть окна и не прикасаться к металлическим частям кузова.
- Избегайте открытой местности (полей), а также вершин холмов и других возвышенностей.
- Не прячьтесь под высокими, отдельно стоящими деревьями (особенно дубами, тополями), столбами или мачтами, так как молния чаще всего ударяет в самые высокие объекты. В лесу следует искать укрытие среди невысоких деревьев.
- Немедленно отойдите от водоёмов (рек, озёр, прудов), так как вода является отличным проводником электричества. Прекратите купание, рыбную ловлю.
- Избегайте контакта с металлическими предметами: заборами, линиями электропередач, велосипедами.
- Если укрытия поблизости нет, необходимо найти любую низину (овраг, яму), сесть на корточки, обхватив колени руками и пригнув голову. Ноги должны быть вместе, чтобы уменьшить шаговое напряжение. Нельзя ложиться на землю.

Ответ: Во время грозы следует найти укрытие в здании или автомобиле, держаться подальше от окон, электроприборов и воды. На открытой местности нужно избегать возвышенностей, одиноких деревьев и металлических объектов, а при отсутствии укрытия — присесть в низине.