VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Атмосферное электричество, или возможно ли управлять молнией
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В прошлом учебном году я сделала исследовательскую работу «Электричество вокруг нас». Узнала историю открытия электричества, научилась собирать электрическую цепь, выяснила, что вода и мокрое дерево хорошо пропускают ток. В это году я решила продолжить работу в данном направлении и выбрала тему «Атмосферное электричество».
Гипотеза: молнией можно управлять.
Цель работы: выявить способ управления атмосферным электричеством.
Для достижения цели мы поставили задачи:
1) выяснить, что такое атмосферное электричество;
2) узнать, кто из ученых занимался изучением данного вопроса;
3) выдвинуть идею, связанную с атмосферным электричеством.
Методы исследования: изучение литературы, сравнительный анализ полученной информации, эвристический метод.
Объект исследования: атмосферное электричество.
Предмет исследования: управление молнией.
Основная часть
1. Понятие «атмосферное электричество»
Атмосферное электричество – совокупность электрических явлений в атмосфере. Также называется раздел физики атмосферы, изучающий электричество.
Ученые выясняют, как возникает электрическое поле в атмосфере, как взаимодействуют заряды облаков, образование грозовых зарядов.
2. История изучения атмосферного электричества
Впервые объяснил природу электричества американский ученый Бенджамин Франклин. Он открыл положительные и отрицательные заряды электронов.
Русский ученый Михаил Ломоносов выдвинул первую гипотезу для объяснения электризации грозовых облаков.
Космические излучения образуют в верхних слоях атмосферы отрицательные заряды. Положительные заряды поднимаются вверх вместе с теплым воздухом и паром. Они притягивают капли воды с отрицательным зарядом. Остывший воздух спускается вниз, унося с собой отрицательные заряды. Так происходит движение положительных и отрицательных зарядов. В облаке формируются участки с противоположными зарядами.
В XX веке было сделано много новых открытий и попыток объяснить электрические явления в атмосфере. Благодаря появлению космонавтики появился раздел физики высоких слоев атмосферы.
3. Взаимодействие зарядов
Заряды могут притягиваться друг к другу и отталкиваться друг от друга. Притягиваются противоположные (положительные и отрицательные) заряды, отталкиваются одинаковые заряды (2 положительных или 2 отрицательных).
Притягивание противоположно заряженных ионов воды ведет к появлению электризации в атмосфере.
4. Как возникает молния
Молния – это мощный электрический разряд. Он возникает при сильной электризации туч или земли. Разряды молнии могут происходить между соседними облаками или между облаком и землей.
Грозовое облако – это огромное количество пара, часть которого находится в виде мельчайших капелек или льдинок. При этом крупные льдинки заряжаются отрицательно, а мелкие – положительно.
Под влиянием силы тяжести крупные частицы спускаются ниже, поэтому верх грозовой тучи заряжен положительно, а низ – отрицательно. Большие противоположно заряженные области подходят близко друг к другу и создают светящийся плазменный канал, по которому за ними устремляются остальные заряженные частицы. Так происходит молниевый разряд.
Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках. Молния бывает также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.
5. Моя идея
Молния рождается во влажной среде. Молекула воды имеет нейтральный заряд: H2O- водород имеет положительный заряд, кислород – отрицательный.
Предположим, что человек научится придавать молекулам воды определенный заряд. Тогда можно предотвратить грозу.
Существуют молниеграфические карты, показывающие частоту ударов молний в разных частях планеты. В областях с повышенной молниевой активностью можно снимать напряженность, заменяя противоположные заряды на одноименные.
Заключение
Изучая тему «Атмосферное электричество» я узнала много нового. Поняла, что молния рождается в условиях ионизации (заряженных частиц). Вода имеет электрическую проводимость, но сама нейтральная по заряду. Если научить заряженную воду переноситься на высоту облаков, можно было бы управлять молниями.
Список литературы
Что такое молния? [электронный ресурс]. URL: http://allforchildren.ru/why/whatis59.php (Дата обращения: 15.02.2019).