Номер 3, страница 93 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава II. Электростатика. Параграф 15. Электрические явления в природе и технике - номер 3, страница 93.

Условие.

3. Как объясняется возникновение молнии?

Решение.

3. Как объясняется возникновение молнии?

Возникновение молнии — это природное явление, представляющее собой гигантский электрический искровой разряд в атмосфере. Его можно объяснить следующей последовательностью физических процессов.

Во-первых, происходит электризация грозовых облаков. Внутри мощных кучево-дождевых облаков существуют сильные восходящие и нисходящие потоки воздуха, которые перемешивают капли воды и кристаллики льда. При их столкновении и трении происходит разделение зарядов: более легкие положительно заряженные кристаллики льда уносятся вверх, а более тяжелые отрицательно заряженные капли и градины скапливаются в нижней части облака. Таким образом, облако превращается в огромный электрический диполь с положительным зарядом вверху и отрицательным внизу.

Во-вторых, из-за этого разделения зарядов возникает мощное электрическое поле. Между верхней и нижней частями облака, а также между основанием облака и поверхностью Земли создается огромная разность потенциалов, достигающая сотен миллионов вольт. Под отрицательно заряженным облаком на поверхности земли методом электростатической индукции накапливается положительный заряд.

В-третьих, когда напряженность электрического поля достигает критического значения (для воздуха это примерно $3 \times 10^6$ В/м), происходит электрический пробой воздуха. Воздух, обычно являющийся изолятором, ионизируется и становится проводником.

Наконец, происходит сам разряд молнии. Процесс обычно начинается с формирования от облака к земле канала ионизированного воздуха — так называемого ступенчатого лидера. По мере его приближения к земле, с поверхности (особенно с высоких объектов) ему навстречу устремляется встречный разряд (стример). Когда они соединяются, образуется проводящий канал. По этому каналу устремляется основной, или возвратный, разряд, переносящий огромный ток (десятки тысяч ампер). Именно этот возвратный разряд мы воспринимаем как яркую вспышку молнии. Мгновенный нагрев воздуха в канале до температур порядка 30 000 °C вызывает его взрывное расширение, что порождает ударную волну, которую мы слышим как гром.

Ответ: Возникновение молнии объясняется электризацией облаков из-за разделения зарядов в них, что создает сильное электрическое поле. Когда это поле становится достаточно мощным, чтобы преодолеть изолирующие свойства воздуха, происходит гигантский электрический разряд для нейтрализации разности потенциалов между облаком и землей или между разными частями облака.