Анатолий Томилин - Хочу всё знать [1970]

Великие учёные М. В. Ломоносов и В. Франклин в середине XVIII века сделали открытие: молния представляет собой электрическую искру, проскакивающую между облаками и землёй или непосредственно в атмосфере. Когда опыты с электричеством стали производиться в лабораториях, учёные выяснили, что для появления искры-молнии нужно, чтобы между облаками и землёй находилось поле с напряжением около 30 тысяч вольт на каждый метр расстояния между ними.

И вот, как только наступает такой критический момент, начинает интенсивно развиваться ионизационный процесс. Ионы и электроны, с огромными скоростями ударяясь о молекулы и атомы, ионизируют их. Образующиеся при этом электроны и атомы в свою очередь ионизируют другие молекулы и атомы. Этот процесс разрастается, словно лавина. Но всё это происходит в узком канале, где воздух сильно нагревается. Канал нагретого воздуха служит путём, по которому из облака начинает стекать электрический заряд — предшественник молнии, называемый её лидером.

Лидер молнии развивается скачкообразно. За каждый скачок, длящийся в течение нескольких тысячных долей секунды, он успевает продвинуться к земле на 50 — 100 метров.

Как только канал приблизится к земле, по нему навстречу друг другу помчатся разноимённые заряды, отрицательные из облака, положительные — с земной поверхности. Скорость таких потоков поистине огромна — несколько десятков тысяч километров в секунду.

Так в канале возникает электрический ток огромной силы и мощности.

Это и есть молния, которую мы видим на небе. Когда заряды нейтрализуются, ток ослабевает. Но уже новый лидер прокладывает дорогу своей госпоже — молнии. Процесс повторяется многократно.

Поэтому молния и имеет вид длинной разветвлённой искры, напоминающей по своим очертаниям речную систему, какой её обычно изображают на картах. Длина молнии может быть самой различной — от 2 до 20, а в отдельных случаях до 50 километров.

В проводящем канале воздух нагревается до 25 тысяч градусов. Он очень быстро расширяется, а когда образовавшийся при этом вакуум заполняется воздухом, поступающим извне, возникает грохот — гром, который мы слышим.

Когда мы видим сильно разветвлённую молнию, это означает, что в прокладке для неё путей участвовал не один, а несколько лидеров. В течение одной грозы происходит до 50 — 60 мощных электрических разрядов.

Молния обладает огромной силой тока, достигающей 25 — 60 тысяч ампер, а иногда даже до 200 тысяч ампер, причём напряжение тока равно многим миллионам вольт.

Мощность особенно сильных молний может превысить мощность всех электростанций мира. Однако энергия молнии невелика, потому что разряд длится в течение ничтожно короткого времени. Поэтому использовать молнии для хозяйственных нужд человека практически невозможно. Если оценить стоимость энергии молний в денежном выражении, то она составит всего лишь несколько рублей.

Молния — грозное явление природы, обладающее большой разрушительной силой. Немало бедствий причинила она человеку.

6000 пожаров за год. 70 миллионов убытка в среднем за то же время — таков результат «активной» деятельности молнии в США.

У нас до революции по статистическим данным от молнии ежегодно горело более 3000 крестьянских дворов.

Катастрофы от молнии иногда принимают широкие масштабы. Так, например, было в Японии в 1940 году. Газета «Правда» сообщала: «20 июня, в 10 часов вечера, в Токио разразился ураган и ливень, сопровождавшиеся сильной грозой. От ударов молнии в центре города возник большой пожар… Пламя от пожара озаряло весь город… Одновременно от ударов молнии возникли пожары в десяти других местах города».

Известно немало случаев гибели людей от удара молнией. В Европе ежегодно молния поражает в среднем 40, а в США — 230 человек.

С давних пор люди заметили, что молния чаще всего ударяет в наиболее высокие предметы, находящиеся на местности: колокольни, башни, опоры, деревья.

Ударив в дерево, молния дробит его в щепы. От сверхвысокой температуры сок в нём вскипает, пар рвёт древесину и разбрасывает щепы на десятки метров вокруг.

Можно ли предотвращать гибельные удары молнии и сделать её огонь безвредным?

Оказывается, да. Вековой опыт научил людей эффективным мерам борьбы с молнией. Ещё тысячи лет тому назад священные храмы ограждали высокими мачтами, которые служили защитой от прямых ударов огненных стрел. Мачты расщеплялись и рушились, а храмы стояли невредимыми. Жрецы же внушали людям: дома молитвы находятся под защитой богов. В Японии во время грозы люди старались спрятаться в пещерах, а на крышах своих жилищ устраивали водоёмы, наивно полагая, что они послужат для тушения «небесных огненных стрел».

Во Франции применялся оригинальный способ борьбы с грозой. Там считали, что её можно «отпугнуть»… колокольным звоном. Поэтому, когда приближалась гроза, в церквах начинали трезвонить. Однако за 33 года в XVIII веке нападению молнии подверглись 386 колоколен и был убит 121 звонарь.

В некоторых итальянских замках в XVIII веке в качестве «прибора» для оповещения о приближающейся грозе применялось… обыкновенное металлическое копьё. Время от времени один из воинов, охранявших замок, приближал алебарду к наконечнику копья. Если между ними проскальзывали заметные для глаза искры, воин бежал к колоколу и звоном предупреждал обитателей замка о том, что надвигается гроза.

Молнии свирепствуют не только на суше, но и на море. Подсчитано, что пока суда не были оснащены молниеотводами, за время с 1793 по 1832 год от ударов молний пострадало около 250 судов, причём свыше 200 человек было убито и тяжело ранено.

Иногда молнии выкидывают удивительные шутки с людьми. То догола разденут человека, не причинив ему ни малейшей царапины, то оглушат и, словно бритвой, срежут все волосы, то, будто искусный татуировщик, отпечатают на теле человека какой-нибудь загадочный рисунок.

Гениальный русский учёный М. В. Ломоносов первый предложил надёжный способ защиты от молний путём установки молниеотводов.

Первый молниеотвод в России был установлен во второй половине XVIII века на шпиле Петропавловского собора, правда, лишь после того, как в него дважды ударила молния. Вскоре защитные устройства стали ставить на многих высоких сооружениях.

Молниеотводы (их часто неправильно называют громоотводами) — простейшее приспособление. Они представляют собой металлические провода, выступающие над верхней частью защищаемого объекта, и заземлённые (закопанные в землю) своей нижней частью. По молниеотводу электрический заряд спокойно снижается и уходит в землю, где и рассеивается.