تبليغات
تبلیغات در دانشجو کلوب محک :: موسسه خيريه حمايت از کودکان مبتلا به سرطان ::
جستجوگر انجمن.براي جستجوي مطالب دانشجو کلوپ مي توانيد استفاده کنيد 
برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید
 
امتیاز موضوع:
  • 0 رأی - میانگین امتیازات: 0
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

رعد و برق

نویسنده پیام
  • ♔ αϻἰг κнаη ♔
    آفلاین
  • مدیرکل  سایت
    *******
  • ارسال‌ها: 16,105
  • تاریخ عضویت: تير ۱۳۹۰
  • اعتبار: 1090
  • تحصیلات:زیر دیپلم
  • علایق:مبارزه
  • محل سکونت:ایران زمین
  • سپاس ها 34951
    سپاس شده 49155 بار در 13535 ارسال
  • امتیاز کاربر: 551,587$
  • حالت من:حالت من
ارسال: #1
رعد و برق
رعد و برق
آذرخش يا رعدوبرق يك تخليه ي الكتريكي شديد و بسيار سريع در هواست و همين تخليه الكتريكي است كه نور و صدا توليد ميكند.پيش از ايجاد رعدوبرق ابرها طي فرايندهايي بشدت باردار ميشوند كه اين بار معمولا مثبت است, روي سطح زمين بار منفي القا ميكند و به اين ترتيب مجموعه ي ابر هوا و زمين به يك خازن بسيار بزرگ تبديل ميشود كه لحظه به لحظه بارشان بيشتر ميشود و بنابراين اختلاف پتانسيل دو قطب ان در حال افزايش است. بالاخره مقدار اين بار الكتريكي انقدر زياد ميشود كه اختلاف پتانسيل بين ابر و زمين به 10 تا 100 ميليون ولت ميرسد.

ميدان الكتريكي حاصل از چنين اختلاف پتانسيلي ميتواند هوا را با اينكه در حالت عادي نارساناست در يك سير خاص يونيزه و انرا به رسانا تبديل ميكند.به محض اينكه چنين سيري از مولكولهاي يونيزه رسانا از ابر تا زمين ايجاد شود بارهاي الكتريكي به طرف هم حركت ميكنند و در عرض يك ده هزارم ثانيه جريان وحشتناكي در حدود 30 هزار امپر از هواي يونيزه ميگذرد.اما هر جرياني ضمن عبور از ماده با مقاومت اتمهاي ان روبرو ميشود و اين مقاومت بخشي از انرژي الكتريكي را به گرما تبديل ميكند. با استفاده از اصول اوليه الكترومغناطيس ميتوانيد تخمين بزنيد اين جريان در ولتاژ 10 ميليون ولت توان گرمايي در حدود 100 ميليارد وات دارد.چنين تواني حتي در مدت زمان ناچيز - يك ده هزارم ثانيه - ميتواند گرمايي در حدود 10 ميليون ژول ايجاد كند اين گرما باعث ميشود دماي هوا در مسير اذرخش به 30 هزار درجه سانتي گراد برسد اگر كمي با قوانين حاكم بر گازها اشنايي داشته باشيد مي بينيد كه اين تغيير ناگهاني دما (از حدود 300 كلوين به 300 هزار كلوين) حجم هوا را 100 برابر ميكند و اين يعني يك انفجار واقعي انبساط سريع و شديد هوا يك موج ضربتي shock waveدر هواي اطراف ايجاد ميكند كه با سرعت صوت و به شكل تندر يا رعد به گوش شما ميرسد.

اين از بخش صوتي ماجرا,اما گرماي ايجاد شده غير از انبساط بلاهاي ديگري هم سر مولكولهاي هوا مياورد.لامپ معمولي را به ياد بياوريد (لامپ نئون مثال بهتريست) يك جريان نه چندان زياد از رشته تنگستن ميگذرد و دماي ان را به بيش از 2000 درجه ميرساند .اين دما انرژي لازم براي بر انگيختگي اتمهاي فلز را فراهم ميكند.اتمها بر انگيخته ميشوند و در بازگشت انرژي اضافي را به صورت فوتونهاي نوري ازاد ميكند و به اين ترتيب رشته تنگستن روشن ميشود.در اذرخش هم چيزي شبيه اين ماجرا اتفاق مي افتد:جريان شديدي از هوا ميگذرد ان را گرم ميكند و به تابش وا ميدارد و تابشي كه يك مسير نوراني بين ابر و زمين ايجاد ميكند.حالا ميتوانيد تصور كنيد اگر هوا نبود رعدوبرق به چه روزي مي افتاد؟
چگونگي تشكيل رعد و برق

بر اثر برخورد ابرهاي داراي بارهاي غير همنام ، واكنش‎هاي الكتريكي شديدي به صورت نور و صداي شديد بنام صاعقه يا رعد و برق توليد مي‎گردد و براساس مطالعات به عمل آمده توسط متخصصين تعداد رعد و برق در هر لحظه در سراسر دنيا بين 1500 تا 2000 بار مي‎باشد .

اين پديده يك تخليه ي الكتريكي شديد و بسيار سريع در هواست و همين تخليه الكتريكي است كه نور و صدا توليد ميكند ؛ در هنگام رعد و برق ، برق در جريانات هوايي ِبالا و پايين ِقوي داخل ابرهايي موسوم به كومولونيمبوس تاريك شكل مي گيرد ؛ در اين شرايط قطرات آب ، تگرگ و كريستال هاي يخ با يكديگر برخورد مي كنند ، دانشمندان عقيده دارند كه اين برخوردها بارهاي الكتريكي را در ابر به وجود مي آورد ؛ بارهاي الكتريكي منفي و مثبت در ابر از يكديگر جدا مي شوند ، بارهاي منفي به بخش پايين تر ابر سقوط مي كنند و بارهاي مثبت در بخش هاي مياني و بالاتر مي مانند ، موقعي كه اختلاف بارها به قدر كافي بزرگ مي شود ، يك جريان الكتريسيته از ابر به پايين و به زمين جريان پيدا مي كند يا از يك بخش ابر به بخش ديگر يا از يك ابر به ابر ديگر جريان مي يابد ، كه اين بار معمولا مثبت و روي سطح زمين بار منفي القا ميكند و به اين ترتيب مجموعة ابر، هوا و زمين به يك خازن بسيار بزرگ تبديل ميشود كه لحظه به لحظه بار آن بيشتر ميشود و بنابراين اختلاف پتانسيل دو قطب آن افزايش پيدا ميكند ، بالاخره مقدار اين بار الكتريكي آنقدر زياد ميشود كه اختلاف پتانسيل بين ابر و زمين به 10 تا 100 ميليون ولت ميرسد و ميدان الكتريكي حاصل از چنين اختلاف پتانسيلي ميتواند هوا را با اينكه در حالت عادي نا رسانا ست در يك سير خاص يونيزه و آنرا به رسانا تبديل ميكند و به محض اينكه چنين سيري از مولكولهاي يونيزه رسانا از ابر تا زمين ايجاد شود بارهاي الكتريكي به طرف هم حركت ميكنند و در عرض 0.0001 ثانيه جريان وحشتناكي در حدود 30 هزار آمپر از هواي يونيزه ميگذرد . اما هر جرياني ضمن عبور از ماده با مقاومت اتمهاي آن روبرو ميشود و اين مقاومت بخشي از انرژي الكتريكي را به گرما تبديل ميكند . با استفاده از اصول اوليه الكترومغناطيس ميتوانيد تخمين بزنيد اين جريان در ولتاژ 10 ميليون ولت ، توان گرمايي در حدود 100 ميليارد وات دارد و ميتواند گرمايي در حدود 10 ميليون ژول ايجاد كند ؛ اين گرما باعث ميشود دماي هوا در مسير آذرخش به 30 هزار درجه سانتي گراد برسد ، كه اين تغيير ناگهاني دما (از حدود 300 كلوين به 300 هزار كلوين) حجم هوا را 100 برابر ميكند و اين يعني يك انفجارِ واقعيِ انبساطِ سريع و شديد هوا ، كه يك موج ضربتي(shock wave) در هواي اطراف ايجاد ميكند و امواجي را با فشار بين 10 تا 30 اتمسفر بوجود مي‎آورد ، كه با سرعت صوت و به شكل تندر يا رعد به گوش ما ميرسد ، اما گرماي ايجاد شده غير از انبساط بلاهاي ديگري هم سر مولكولهاي هوا مياورد ، جريان شديدي كه از هوا ميگذرد ، آن را گرم ميكند و به تابش وا ميدارد و تابشي است كه يك مسير نوراني بين ابر و زمين ايجاد ميكند .

رعد و برق
آذرخش یا رعدوبرق یك تخلیه ی الكتریكی شدید و بسیار سریع در هواست و همین تخلیه الكتریكی است كه نور و صدا تولید میكند.پیش از ایجاد رعدوبرق ابرها طی فرایندهایی بشدت باردار میشوند كه این بار معمولا مثبت است, روی سطح زمین بار منفی القا میكند و به این ترتیب مجموعه ی ابر هوا و زمین به یك خازن بسیار بزرگ تبدیل میشود كه لحظه به لحظه بارشان بیشتر میشود و بنابراین اختلاف پتانسیل دو قطب ان در حال افزایش است. بالاخره مقدار این بار الكتریكی انقدر زیاد میشود كه اختلاف پتانسیل بین ابر و زمین به 10 تا 100 میلیون ولت میرسد. میدان الكتریكی حاصل از چنین اختلاف پتانسیلی میتواند هوا را با اینكه در حالت عادی نارساناست در یك سیر خاص یونیزه و انرا به رسانا تبدیل میكند.به محض اینكه چنین سیری از مولكولهای یونیزه رسانا از ابر تا زمین ایجاد شود بارهای الكتریكی به طرف هم حركت میكنند و در عرض یك ده هزارم ثانیه جریان وحشتناكی در حدود 30 هزار امپر از هوای یونیزه میگذرد.

اما هر جریانی ضمن عبور از ماده با مقاومت اتمهای ان روبرو میشود و این مقاومت بخشی از انرژی الكتریكی را به گرما تبدیل میكند. با استفاده از اصول اولیه الكترومغناطیس میتوانید تخمین بزنید این جریان در ولتاژ 10 میلیون ولت توان گرمایی در حدود 100 میلیارد وات دارد.چنین توانی حتی در مدت زمان ناچیز - یك ده هزارم ثانیه - میتواند گرمایی در حدود 10 میلیون ژول ایجاد كند این گرما باعث میشود دمای هوا در مسیر اذرخش به 30 هزار درجه سانتی گراد برسد اگر كمی با قوانین حاكم بر گازها اشنایی داشته باشید می بینید كه این تغییر ناگهانی دما (از حدود 300 كلوین به 300 هزار كلوین) حجم هوا را 100 برابر میكند و این یعنی یك انفجار واقعی انبساط سریع و شدید هوا یك موج ضربتی shock waveدر هوای اطراف ایجاد میكند كه با سرعت صوت و به شكل تندر یا رعد به گوش شما میرسد.

این از بخش صوتی ماجرا,اما گرمای ایجاد شده غیر از انبساط بلاهای دیگری هم سر مولكولهای هوا میاورد.لامپ معمولی را به یاد بیاورید (لامپ نئون مثال بهتریست) یك جریان نه چندان زیاد از رشته تنگستن میگذرد و دمای ان را به بیش از 2000 درجه میرساند .این دما انرژی لازم برای بر انگیختگی اتمهای فلز را فراهم میكند.اتمها بر انگیخته میشوند و در بازگشت انرژی اضافی را به صورت فوتونهای نوری ازاد میكند و به این ترتیب رشته تنگستن روشن میشود.در اذرخش هم چیزی شبیه این ماجرا اتفاق می افتد:جریان شدیدی از هوا میگذرد ان را گرم میكند و به تابش وا میدارد و تابشی كه یك مسیر نورانی بین ابر و زمین ایجاد میكند.حالا میتوانید تصور كنید اگر هوا نبود رعدوبرق به چه روزی می افتاد؟
آیا پرتوهای کیهانی عامل رعد‌و‌برق اند؟
هنوز هم این‌که `عامل اصلی رعد و برق چیست` از رازهای سر به مهر دانش است.با این که ده‌ها سال است میدان‌های الکتریکی درون توفان‌های تندری اندازه‌گیری می‌شوتد هنوز میدان‌هایی که برای ایجاد آذرخش به حد کافی بزرگ باشند آشکار نشده‌اند. وقوع چهار میلیون آذرخش در روز این بخش گم‌شده‌ی دانش‌مان را به رخ می‌کشد.
فیزیک‌دان روس Alex Gurevich پیشنهاد کرد شارش عظیم ذرات پر انرژی که توسط ستاره‌های در حال انفجار در کهکشان‌مان ایجاد می‌شود با به‌وجود آوردن یک مسیر رسانا باعث آغاز آذرخش می‌شود.
برای این‌که این سازوکار را بهتر درک کنیم به اتاقک‌های جرقه نگاهی می‌اندازیم.در این محفظه‌ها در فضای کوچکی که از گاز پر شده است ولتاژ زیادی اعمال می‌شود. برای تولید جرقه باید شدت میدان به حدی برسد که تعدادی از الکترون‌های آزاد بتوانند از فضا بگذرند. تصور کنید که سنگ‌ها و رسوبات سست در دامنه‌ی کوه آماده سقوط‌‌اند. برای آغاز بهمنی از سنگ‌ها فقط به نخستین سنگ متحرک نیاز داریم. به همین شکل، با عبور اولین ذره‌ی متحرک از میان فضا، یونشی که پشت سرش رخ می‌دهد جرقه‌ای به وجود می‌آورد که مسیرش را کم‌و‌بیش دنبال می‌کند. پس موقعیت جرقه زمان و مکان عبور نخستین ذره‌ی باردار را نشان می‌دهد.
اما آذرخش‌ها و توفان‌های تندری کمی متفاوت‌اند. به نظر نمی‌رسد میدان‌های الکتریکی درون این توفان‌ها برای ایجاد جرقه‌های بزرگ پتانسیل کافی داشته باشند. شاید عبور انبوهی از ذرات باردار که هر لحظه از میان توفان می‌گذرند اغازگر این فرایند باشد. اما رگبارهای اشعه‌ی کیهانی نمی‌توانند برای شروع چرخه، به اندازه‌ی کافی ذره تولید کنند. آقای Gurevich ادعا کرد فرایندی به نام تجزیه‌ یا جدایش لگام‌گسیخته (runaway breakage) تعداد الکترون‌های پرانرژی را افزایش می‌دهد. این نوع تجزیه هنگامی رخ می‌دهد که نیروی مقاوم (اصطکاک) مربوط به حرکت الکترون‌ها درون هوا از نیرویی که میدان اعمال می‌کند کم‌تر باشد.در این شرایط تولید الکترون‌های گریزپای انرژی عظیمی آزاد می‌کند. برخورد این الکترون‌‌ها با مولکول‌های هوا علاوه بر تولید الکترون‌های گریزان تازه، پرتوهای ایکس و گاما به وجود می‌آورد که حاصل آن بهمنی از ذرات پرانرژی است. این سیل الکترونی مانند گلوله‌ای ابر توفانی را می‌درد، و این مسیر هادی همان چیزی است که رعد و برق را می‌آفریند.
مقادیر عظیمی از پرتوهای ایکس و گاما که گاهی از درون توفان‌های تندری به بیرون شلیک می‌شوند فرضیه‌ی جدایش لگام‌گسیخته را تایید می‌کنند. این پرتوهای پر انرژی آن‌قدر درخشان و پرقدرت‌اند که از فضای ورای زمین از فاصله‌ی 600 کیلومتری قابل مشاهده‌اند.
ایا این پدیده تنها عامل وقوع آذرخش است؟ هنوز هیچ‌کس مطمئن نیست! وجود برخی اشکال‌ها این فرضیه را در سایه‌ی تردید قرار داده‌است.برای مثال، آذرخش باید از یک کانال داغ بگذرد. این کانال مانند یک سیم فلزی عبور جریان‌های عظیم الکتریکی را ممکن می‌کند.درک این‌که یک جرقه‌ی بزرگ و تجزیه‌ی لگام‌گسیخته چگونه می‌توانند این کانال داغ را به وجود آورند دشوار است.
برای انگیختن آذرخش‌ها فرضیه‌های دیگری هم پیشنهاد شده‌اند. یکی از این توضیح‌های جایگزین جدایش همرفتی آب و ذرات یخ است، و فرضیه‌های دیگری هم به نوع دیگری از جدایش الکترونی روی آورده‌اند که نیازی به پرتوهای کیهانی ندارد. این روزها دانشمندان سخت سرگرم کارند تا اعتبار این مدل‌ها را بیازمایند.

رعد و برق چگونه تولید می شود؟
هرلحظه ٠ ٠ ٠ ٢ طوفان تندری در سراسر زمین رخ می‌دهد که در هر ثانیه سبب بیش از ٠ ٠ ١ رعد و برق می‌گردد. در هر روز بیش از ٨ میلیون رعد و برق‌، انرژی معادل ٢ میلیون تن TNT آزاد می‌کنند. رعد و برق یک تخلیه الکتریکی چند میلیون ولتی بین یک ابر و ابر دیگر، یا بین ابر و زمین است‌. این تخلیه الکتریکی‌، زمانی که ذرات آب و یخ بسیار ریز موجود در ابرها در اثر اصطکاک تولید الکتریسیته ساکن می کنند به وجود می آیند. به دلایلی که دانشمندان دقیقا نمی دانند، ذرات ریزتر بار مثبت و ذرات درشت‌تر بار منفی به خود می‌گیرند. در حالیکه این ذرات به هم‌دیگر برخورد می‌کنند، صعود هوا ذرات ریزتر را که بار مثبت دارند به بالای ابر رانده و ذرات با بار منفی در پایین ابر باقی مانده و جمع می‌شوند. در مدت زمان نه چندان طولانی‌، ابر اختلاف پتانسیلی در حد میلیون ولت در خود انباشته می‌کند. این اختلاف پتانسیل الکتریکی‌، میدان الکتریکی قوی ای‌، از زیر ابر تا سطح زمین تولید می کند. در نتیجه‌، از آثجا که الکترون‌ها در اثر دافعه حاصل از بار منفی موجود در ابر، به اطراف رانده می‌شوند، زمین بار مثبت پیدا می‌کند . اجسام بلند و نوک تیز مانند ساختمان‌ها، درخت‌ها، برق‌گیرها خطوط مید ان الکتریکی را د ر اطراف خود منحرف کرده‌، انها را متراکم‌تر نموده و در نزدیکی نوک جسم، آنها را متمرکز می‌نمایند و جسم را به هدفی برای اصابت برق‌، مبدل می‌کنند. این اتفاق زمانی روی می‌دهد که میدان به اندازه کافی قوی باشد که بر نارسانا بودن هوا فائق آید، و ابر بر سطح زمین تخلیه الکتریکی نماید، و تولید رعد و برق کند.

مقدار انرژی آزاد شده توسط رعد و برق
هر برق‌ در حدود ٥ کیلومتر طول‌، اما تنها در حدود یک سانتیمتر پهنا دارد. در حدود ١ تا ٠ ١ میلیارد ژول انرژِی آزاد می‌کند و جریانی بین ٣٠ تا ٠ ٥ هزار آمپر تولید می‌کند، که هوای موجود را بیش از ٠ ٠ ٠ ٠ ٢ درجه [٣برابر حرارت سطح خورشید ( ٠ ٠ ٦٠ درجه سلسیوس‌)‌] گرم می نماید. بر خلاف آن که برق تنها یک جرقه به نظر می‌رسد، هر برق از ٣ تا 12 «‌جرقه‌» مجزا تشکیل می‌گردد که هرکدام تنها چند هزارم ثانیه دوام دارند. به همین دلیل است که به نظر می‌رسد برق در حال جنبش و نوسان است‌٠

رعد چیست؟
حرارت شدید تخلیه الکتریکی برق‌، هوای اطراف را بسیار گرم نموده و آن را به حالت انفجاری منبسط می‌کند. این انبساط‌، موج فشار یا موج «‌شوک‌»‌ی (رعد) به وجود می‌آورد که در تمام جهات در هوا منتشر شده و باسرعت حدود یک سوم کیلومتر در ثانیه حرکت می‌نماید. برق و رعد به‌طور همزمان ایجاد می‌شوند- آنچنانکه فرد بدشانسی که به اندازه کافی به رعد و برق نزدیک بوده باشد، می‌تواند نوازش شود! اما نکته انجاست که نور برق‌، بسیار سریع‌تر ( ٠ ٣٠ هزار کیلومتر بر ثانیه‌) از صوت‌( 330 متر بر ثانیه‌) حرکت می‌کند. بنابراین‌، اول نور برق به شما می‌رسد، پس از مدت زمانی کوتاه (‌برحسب اینکه طوفان در چه فاصله‌ای از شما رخ دهد )‌، رعد می‌غرد.
رعد و برق

۱۳-۱۰-۱۳۹۰ ۱۰:۲۵ عصر
جستجو یافتن همه ارسال های کاربر اهدا امتیازاهدای امتیاز به کاربر پاسخ پاسخ با نقل قول

برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید


پرش به انجمن:

کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان