Блискавка як фізичне явище

Блискавка — електричний розряд між хмарами або між хмарою і землею.

В процесі утворення опадів у хмарі відбувається електризація крапель або льодяних частинок. Внаслідок сильних висхідних потоків повітря в хмарі утворюються відокремлені області, заряджені різнойменними зарядами. Коли напруженість електричного поля у хмарі або між нижньою зарядженою областю і землею досягає пробійного значення, виникає блискавка. Блискавки поділяються на лінійні, пласкі, кулясті й чоткові. Лінійні блискавки спостерігають часто, а кулясті та чоткові — дуже рідко.

Блискавки утворюють в атмосфері електромагнітні коливання, так звані атмосферики, які перешкоджають радіозв'язку, особливо на довгих і середніх хвилях.

Історичні дані

Спроби захищатися від блискавки відомі ще задовго до початку нашої ери. Це довели археологічні розкопки в Єгипті, де на стінах зруйнованих храмів написи свідчили, що встановлені навколо храму щогли служили «для захисту від небесного вогню»^[1].

Давньоримський письменник і вчений Пліній Старший повідомляє в своїй відомій енциклопедичній праці, що жреці під часобрядів переводили блискавку в землю використовуючи для цього високі металеві жердини^[1].

Наукове пояснення блискавковідводів, які в побуті неправильно називають громовідводами, з'явилось лише в середині XVIII ст. в працях Ломоносова, Франкліна та інших учених^[1].

Фізичні явища в природі

Весе́лка (також ра́йдуга, веселуха або цмок) — оптичне явище в атмосфері, що являє собою одну, дві чи декілька різнокольорових дуг, що спостерігаються на тлі хмари, якщо вона розташована проти Сонця. Червоний колір ми бачимо з зовнішнього боку веселки, а фіолетовий — із внутрішнього.

Причина

Схема заломлення світла у водяній краплі (для первинної веселки)

Схема утворення вторинної та первинної веселки

Веселка пов'язана з заломленням і відбиттям (деякою мірою і з дифракцією) сонячного світла у водяних краплях, зважених у повітрі. Ці крапельки по-різному відхиляють світлорізних кольорів, у результаті чого біле світло розкладається на спектр. Спостерігач, що стоїть спиною до джерела світла, бачить різнобарвне світіння, що виходить із простору по концентричному колу (дузі).

Найяскравіша дуга (первинна веселка) утворена променями, що зазнали одного відбивання всередині крапель. Радіус цієї дуги складає 42°. Промені, що двічі відбилися від стінок краплі зсередини, утворюють вторинну веселку, радіус якої більший приблизно на 10°. Порядок кольорів у ній зворотний.

Центр кола, дугу якого описує веселка, завжди лежить у напрямку, протилежному до напрямку на Сонце (Місяць), тобто одночасно бачити Сонце й веселку без використання дзеркал неможливо. Для спостерігача на землі вона звичайно виглядає як частина дуги кола; чим він вище, тим веселка повніша — з гори або літака можна побачити й суцільнеколо.

Якщо водяні крапельки, що висять у повітрі, дуже дрібні (туман), веселка виглядяє дещо по-іншому; це пояснюється хвильовими властивостями світла. Така веселка (відома якбіла райдуга) ширша і значно слабше забарвлена.

У яскраву місячну ніч можна побачити веселку від Місяця. Людський зір влаштований так, що при слабкому освітленні працюють лише найчутливіші рецептори ока — палички, які не сприймають кольорів, тому місячна веселка виглядає білястою; чим яскравіше світло, тим «барвистіша» веселка (у її сприйняття включаються колірні рецептори — колбочки).