Проєкт "Що таке кульова блискавка і чим вона небезпечна"

У процесі роботи над навчальним дослідницьким проєктом з фізики на тему "Що таке кульова блискавка і чим вона небезпечна" учнем 10 класу була мета з'ясувати, що таке кульова блискавка і чи небезпечна вона для людини. Для її досягнення учнем було вивчено довідкову літературу на тему дослідження.

Докладніше про роботу:

В учнівському індивідуальному проєкті з фізики про те, що таке кульова блискавка і чим вона небезпечна, учень 10 класу дав визначення поняття "кульова блискавка", описав її характерні характеристики. Також школярем було розглянуто різновиди кульових блискавок та наведено їх докладний опис. У роботі викладено природу кульової блискавки та розглянуто коротку історію її вивчення.

У своїй дослідницькій роботі з фізики на тему "Що таке кульова блискавка і чим вона небезпечна" учень 10 класу надав науково обґрунтовані дані про те, яку небезпеку несе кульова блискавка, а також підготував пам'ятку щодо правил поведінки у разі зустрічі з цим природним явищем. У проєкті можна прочитати цікаві факти про кульову блискавку, які визначили вчені протягом усього її дослідження.

Зміст

Вступ

1. Що таке кульова блискавка?
2. Як з'являється кульова блискавка?
3. Різновиди кульових блискавок.
4. Чим небезпечна кульова блискавка?
5. Цікаві факти.
6. Як поводитися під час зустрічі?

Висновок
Список використаних джерел
Додаток

Вивчаючи фізику протягом трьох років, я переконався, що багато фізичних явищ можна знайти в природі. Наприклад, електричний розряд у повітрі – це блискавка. Блискавка виникає в сильно наелектризованої дощової хмари, між хмарою та землею або між сусідніми хмарами. Причиною електризації виступає сила тяжіння, яка виникає внаслідок тертя сконденсованих крапель або крижинок, з яких і утворюється хмара.

Ці частинки знаходяться в безперервному русі, який викликаний потоками теплого повітря, що піднімаються вгору від нагрітої поверхні землі. Крижинки і крапельки води стикаються одна з одною, внаслідок чого і відбувається електризація хмари. При цьому дрібніші частинки, що захоплюються повітрям вгору, мають позитивний заряд, а більші і важкі, що знаходяться в нижній частині хмари – негативний.

Зазвичай вона виникає під час грози, проявляється яскравим спалахом світла та супроводжує її грім. Але знань щодо кульової блискавки у мене поки немає, тому щоб їх отримати я взявся за написання проекту на тему «Що таке блискавка кульова і чим вона небезпечна».

Гіпотеза: Я припускаю, що кульова блискавка - це потік зарядів і вона для людини небезпечна.

Мета цього дослідження: з'ясувати, що таке кульова блискавка і чи небезпечна вона для людини.

Актуальність проєкту: У книзі Смирнова Б.М. «Проблема кульової блискавки» питанням «Звідки береться кульова блискавка і що таке?» дається цікава відповідь: «Питання це задають собі вчені багато десятків років поспіль, і поки що чіткої відповіді немає. Стійка плазмова куля, що виникає в результаті потужного розряду високої частоти. Інша гіпотеза - мікрометеорити з антиречовини. Загалом існує понад 400 недоведених гіпотез».

На одному із сайтів в інтернеті я прочитав опис кульової блискавки: «Об'єкт непередбачуваний, з'являється раптово, здатний вибухнути, пройти крізь перешкоди будь-якої товщини та структури. Щоб не було негативних наслідків потрібно поводитися спокійно, не можна торкатися до кулі, що світиться, відганяти її, жбурляти в неї предмети». Опис інтригує, і мені захотілося докладніше вивчити це явище. Для цього я вирішив виконати проєктну роботу з фізики під назвою «Що таке кульова блискавка і чим вона небезпечна».

Об'єкт дослідження: блискавка.

Предмет дослідження: кульова блискавка.

Завдання проєкту:

• познайомити із природою кульової блискавки;
• розглянути коротку історію вивчення;
• з'ясувати можливість захисту людини від блискавки.

Методи, які використовуються при написанні проекту:

• Теоретичні – вивчення наукових статей, літератури на тему.
• Практичні – спостереження, аналіз, узагальнення.

Практичне значення проєкту у тому, що може бути використаний для розвитку і зміцнення мотивації вивчення природничих дисциплін, тобто. фізики та географії, а також ОБЖ.

В енциклопедії Вікіпедія (загальнодоступна багатомовна універсальна інтернет-енциклопедія) [3] читаємо: «Кульова блискавка - рідкісне природне явище, що виглядає як дещо, що світиться і плаває в повітрі. Єдиної фізичної теорії виникнення та перебігу цього явища до теперішнього часу не представлено...». А які ж є гіпотези виникнення цього загадкового явища?

Згідно з однією з версій, електромагнітна хвиля, що утворюється між землею та хмарами, у певний момент досягає критичної амплітуди та утворює кулястий розряд газу. Інша версія полягає в тому, що кульова блискавка складається з плазми високої щільності і містить власне мікрохвильове поле випромінювання. Деякі вчені вважають, що явище вогняної кулі – це результат фокусування космічних променів хмар. [7] Є теорія, яка стверджує, що куля - маленька копія грозової хмари.

Ось як це, можливо, і відбувається. У повітрі постійно знаходяться дрібні порошинки. Блискавка може повідомити електричний заряд порошинкам у певній ділянці повітря. Одні порошинки заряджаються позитивно, інші негативно. У подальшому світловому вигляді тривалістю до багатьох секунд мільйони дрібних блискавок з'єднують різноіменно заряджені порошинки, створюючи в повітрі образ блискучої вогняної кулі – кульову блискавку.

Більшість випадків цього явища зафіксовано перед грозою і під час грози, тому найактуальнішою вважається гіпотеза виникнення енергетично сприятливого середовища для появи різних плазмових утворень, одним з яких і є блискавка. Хоча цей дивовижний природний об'єкт досі маловивчений, але за словами очевидців - це кулястий електричний потік.

З'являються кульові блискавки раптово, найчастіше у грозову погоду, але траплялися випадки спостереження й у тихі безхмарні дні. Куля, що світиться, здатна випливти з хмари, крони дерева, стіни будівлі, будь-якого великого предмета, що знаходиться в приміщенні. Вона вільно проходить крізь будь-які перешкоди, стискається, щоб проникнути через невеликі отвори, потім розширюється. [5]

Їх "поведінка" непередбачувана, траєкторія і швидкість польоту не піддається жодному поясненню. Вони, ніби наділені розумом, можуть огинати перешкоди, що стоять перед ними — дерева, будівлі і споруди, а можуть і «врізатися» в них. Після цього зіткнення можуть виникати пожежі. Часто кульові блискавки залітають в оселі людей.

Через відкриті вікна та двері, димарі, труби. Але іноді навіть крізь зачинене вікно! Є чимало свідчень, як ШМ розплавляла віконне скло, залишаючи після себе ідеально рівний круглий отвір. За словами очевидців, вогняні кулі з'являлись із розетки! "Живуть" вони від однієї до 12 хвилин. Вони можуть просто миттєво зникати, не залишаючи після себе жодних слідів, але можуть вибухнути.

Останнє особливо небезпечне. Наслідком цих вибухів можуть бути смертельні опіки. Також відмічено, що після вибуху у повітрі залишається досить стійкий, дуже неприємний запах сірки. Кульові блискавки бувають різних кольорів – від білого до чорного, від жовтого до блакитного. При пересуванні вони часто гудуть, як гудуть лінії електропередач високої напруги.

Кульова блискавка оточена власним електромагнітним полем. Пролітаючи повз електричну лампочку, вона може індуктивно нагріти і перепалити її спіраль. Потрапивши у проводку освітлювальної, радіотрансляційної чи телефонної мережі, вона замикає всю свою трасу на цю мережу. Тому під час грози мережі бажано тримати заземленими, скажімо через розрядні проміжки.

Очевидці надавали явищу безліч різних видів - прозора, напівпрозора, багатобарвна, рівномірно освітлена, полум'я, що випромінює, нитки або іскри; а її форми варіюються не менше - сфери, овали, краплі, стрижні чи диски. Виділяють два типи кульових блискавок. Перший - це блискавка червоного кольору, що спускається з хмари. Коли такий небесний гостинець торкнеться якогось предмета на землі, наприклад, дерева, він вибухає.

Кульова блискавка розміром може бути з футбольний м'яч, вона вміє загрозливо шипіти і дзижчати. Інший тип кульової блискавки довго подорожує вздовж земної поверхні та світиться яскравим білим світлом. Куля притягується до хороших провідників електрики і може торкнутися будь-чого — землі, лінії електропередачі чи людини.

Одне з найперших свідчень розповідає про “Велику Грозу”, що відбулася в церкві Іудейкам-ін-те-Мер у місті Девон, Англія, 21 жовтня 1638 року. Під час сильного шторму в приміщення церкви влетіла величезна куля, що світиться, майже повністю знищивши її. Кам'яні елементи та величезні дерев'яні балки були відкинуті на багато метрів у різні боки. Очевидці заявляли, що блискавка трощила все на своєму шляху — лави та шибки — вона наповнила всю церкву сірчистим запахом і темним густим димом.

Відомий випадок, коли ця непрохана гостя стала причиною руйнування одразу 20 будинків, причому впоралася вона із цим за пару хвилин. Це було у 2010 році у Кузбасі, село Ваганове. Кульова блискавка була одна, траєкторія її руху була більш ніж дивною – у вигляді латинської літери Z. Вона залітала до будинків і один за одним руйнувала їх. Тоді дивом ніхто не постраждав. А інший випадок скінчився смертю молодого хлопця.

Це було зовсім недавно у центрі Львова. Кульова блискавка потрапила до будинку старовинної споруди та пошкодила ізоляцію на газовій трубі, внаслідок чого стався вибух. Є такий вислів, що поводитися з кульовою блискавкою потрібно, як з шаленою собакою: у жодному разі не тікати від неї, навіть рухів різких не здійснювати. Що ж до житла, то його найкраще убезпечити заздалегідь, для чого змонтувати блискавкозахист.

Кульові блискавки поводяться непередбачено, як жива істота. Дехто припускає навіть, що в них є розум.
Швидкість переміщення кульової блискавки у просторі може досягати 10 метрів за секунду.
Іноді вони просто зникають, а іноді й вибухають, руйнуючи все довкола.
Доторкнувшись до скла, кульова блискавка може його розплавити.
З усіх природних явищ Землі кульові блискавки досі залишаються найменш вивченими.

Свідки не раз спостерігали, як вони цілеспрямовано проникали у будинки через відчинені вікна та двері. Саме тому в грозу вкрай бажано замикати їх. Причина такої їхньої поведінки невідома.
Вчені підрахували, що щільність енергії у кульових блискавок, з урахуванням їхнього обсягу, досягає якихось абсолютно нереальних значень.
Найчастіше вони з'являються в грозову погоду разом зі звичайними блискавками, але їх спостерігали і в інших умовах, наприклад, серед ясного дня.

У 1963 році в США звичайна блискавка вдарила в літак, після чого всередину салону невідомо просочилася кульова блискавка. Однак, вона так само швидко зникла, як і з'явилася, не завдавши шкоди.
У Росії на кордоні Саратовської та Волгоградської областей розташована аномальна зона, в якій кульові блискавки спостерігаються частіше, ніж будь-де ще на планеті — Медведицька гряда.
Їх розміри варіюються час від часу, але, згідно з інформацією від свідків і очевидців, зазвичай вони коливаються від 10 до 20 см в діаметрі.
Імовірно, термін життя кульової блискавки може становити від декількох секунд до декількох годин.

Незважаючи на свою назву, вони можуть мати не тільки кулясту форму.
За приблизними оцінками температура кульових блискавок обчислюється тисячами градусів.
Вченим досі не вдалося відтворити кульову блискавку у лабораторних умовах.
Знаменитий вчений Георг Рохман, друг і соратник Ломоносова, загинув під час одного з експериментів.

Вивчивши збережені документи, сучасні дослідники дійшли висновку, що його вбила кульова блискавка, що раптово з'явилася і вибухнула. Ряд очевидців стверджує, що кульові блискавки можуть проникати крізь стіни, ніби їх там немає. Перша задокументована згадка цього дивовижного природного явища датована 1638 роком.

При ударі кульової блискавки в людину можуть з'явитися несумісні з життям травми та опіки, тому при появі вогняної гості потрібно поводитися дуже обережно.

Нижче наводиться перелік правил поведінки під час зустрічі з природним об'єктом:

Роздумуючи, як урятуватися від несподіваної гості, не треба розраховувати на втечу. Не можна метушитися, здійснювати різкі рухи. Блискавка сприймає повітряні коливання і прямує слідом за людиною, що тікає.

Потрібно спокійно і неквапливо зійти з руху об'єкта, зупинитися на достатній відстані. Стояти слід обличчям, а не спиною до кулі.

Якщо блискавка проникла у квартиру, то необхідно насамперед відкрити вікно. Висока ймовірність, що куля вилетить через вікно з повітряним потоком, що виходить.

Категорично не можна кидати у сферу предмети, намагатися її відігнати від себе руками чи ціпком. Об'єкт вибухне, покалічить чи вб'є нападника.

По завершенні дослідницької роботи над проєктом з фізики "Що таке кульова блискавка і чим вона небезпечна" я зрозумів, що з двох моїх гіпотез підтвердилася одна, об'єкт мого дослідження небезпечний для людини.

Блискавка може бути абсолютно непередбачуваною і поводитися всупереч усім правилам. Тому з дитинства кожна людина має здобути знання про це явище природи та знати, як захиститися від неї. На основі отриманих знань за індивідуальним дослідницьким проектом "Що таке кульова блискавка і чим вона небезпечна" я склав ПАМ'ЯТКУ «Правила безпеки при зустрічі з кульовою блискавкою» (Додаток 1)

Я думаю, що, прочитавши її ви знатимете, що робити, коли йде дощ, сяє блискавка, гримить грім і не панікуватимете.

1. Смірнов Б.М. «Проблема кульової блискавки» Видавництво: М.: Наука Рік видання: 1988 Сторінки: 208 ISBN 5-02-013827-4
2. Інтернет.

Пам'ятка. «Правила безпеки під час кульової блискавки»

Якщо ви вдома

• Закрийте всі вікна та двері, відключіть від мережі електроприлади, не торкайтеся проводових телефонів, кабелів телевізійних антен.
• Бажано не підходити до ванн та раковин, оскільки металеві труби також можуть проводити електрику.
• Якщо раптом у кімнату залетіла кульова блискавка, постарайтеся швидко залишити приміщення та закрити двері, з іншого боку.
• Якщо вийти не вдалося, хоча б просто замріть.

На вулиці

• Опинившись на вулиці, краще сховатися в будинку або машині (тільки попередньо опустіть радіоантену авто).
• Якщо поблизу укриття немає, вийдіть на відкриту місцевість і зігнувшись, притисніться до землю. Просто лягати на землю не можна!
• Не стійте в натовпі, дотримуйтесь дистанції не менше 10 метрів.
• Позбавтеся металевих предметів: сережки, ланцюжки тощо. Речі краще зняти.
• Помічено, що блискавка часто вдаряє у металеві предмети.

У лісі та на відкритому просторі

1. У лісі від грози краще сховатися під низькими кущами, але ніяк не під деревами (тим більше під окремими).
2. Не ховайтеся під дубами та тополями. У них блискавка потрапляє частіше, ніж у інші дерева. А ось у клен та березу блискавка потрапляє порівняно рідко.
3. Якщо ви знаходитесь на відкритому місці, височині і раптом чуєте дивний шум, що походить від предметів, відчуваєте, як електризується повітря - це значить ось-ось ударить блискавка, нахилиться вперед, поклавши руки на коліна (але не на землю!!). Ноги повинні бути разом, п'яти притиснуті одна до одної (якщо ноги не стикаються, то розряд пройде через тіло).
4. Якщо гроза застала вас у човні і до берега припливти ви вже не встигаєте, пригніть до дна човна, з'єднайте ноги і накрийте голову та вуха.