Грім та блискавка

Наближається злива грозою! Що викликає ці яскраві спалахи світла і гучний грохіт після них? Аби знайти відповідь, спочатку треба зрозуміти деякі факти про ці крихітні структурні елементи, що складають речовини — атоми — та їхній заряд. Атоми містять протони, електрони та нейтрони. Протони мають позитивний заряд. Електрони мають негативний заряд. А нейтрони не мають заряду. Більшість часу, в атомах знаходиться однакова кількість протонів і електронів, тому їх заряд нейтральний. Але іноді електрони перестрибують з одного атома до іншого. Атом, який втрачає електрони, стає позитивно зарядженим. Атом, який отримує додаткові електрони, стає негативно зарядженим. Яким чином це стосується грому та блискавки? Ми майже знайшли відповідь! Розглянемо, як поводять себе заряджені атоми... Ти колись ходив по ворсистому килиму, потім торкнувся дверної ручки і отримав невеликий удар струмом? Це тому, що ти підхопив негативний заряд з килима. Негативні заряди відштовхують інші негативні заряди, і притягують протилежні, позитивні. Протилежні заряди притягуються; однакові заряди відштовхуються. Тож коли ти торкнувся дверної ручки, негативний заряд тіла був притягнутий до позитивного заряду в металі. Удар струмом, який ти відчув, — це надшвидкий потік електронів від тебе до дверної ручки. Можна сказати, що електрони рухалися зі швидкістю блискавки! Це вірно, блискавка схожа на удар електричним струмом, але в набагато ширшому масштабі. Хмари, які ми бачимо під час грози, містять краплі води, кристали льоду та град. Коли ці частинки рухаються в грозовій хмарі, між ними перемішуються електрони. Багато кристалів льоду отримують позитивний заряд, а значна частина граду заряджається негативно. Кристали льоду легкі, вони переносяться вгору потоком повітря, але град важчий, і рухається до нижньої частини хмари. Таким чином, верхня частина хмари стає позитивно зарядженою, а нижня частина - негативно зарядженою. Негативно заряджені частинки в хмарі відштовхують негативно заряджені частинки на поверхні землі під нею. Це змушує негативно заряджені частинки на поверхні входити глибше в землю. Земля на поверхні отримує позитивний заряд. Тепер негативно заряджені частинки в хмарі притягуються до позитивно зарядженої поверхні. Електрони з хмари несуться на землю… як блискавка! Що стосується грому після блискавки — звідки цей звук? Коли блискавка вдаряє з неба по землі, вона нагріває повітря, через яке проходить. Таке раптове підвищення температури змушує повітря швидко розширюватися. Наші вуха чують цю ударну хвилю як гучний тріск чи хруст — грім! Світло поширюється повітрям набагато швидше, ніж звук. Тому ви часто спочатку бачите спалах блискавки, а потім через кілька секунд чуєте грім. Отже, тепер ви знаєте: блискавка виникає, коли накопичується електричний заряд всередині хмари і вдаряє протилежним зарядом на землю. А грім виникає, коли жар від блискавки змушує повітря навколо нього раптово розширюватися. Якщо ти бачиш блискавку, і чуєш грім майже відразу, ти знаєш, що блискавка дуже близько. Час знайти укриття!