Villámlás - 3D modell - Mozaik Digitális Oktatás
villám, villámlás, elektromosság, kisülés, mennydörgés, fényjelenség, pozitív töltés, negatív töltés, jégkristály, plazma, villámhárító, vihar, időjárás, felhő, felhőképződés, zivatar, csapadék, eső, jégeső, jég, meteorológia, elektrosztatika, földrajz
Milyen messze van tőlünk a villám, ha 5 másodperc telt el a villámlás és a mennydörgés észlelése között?
Ki bizonyította be először azt, hogy a felhők elektromos töltéssel rendelkeznek?
A görög mitológia szerint melyik isten felelős a mennydörgésért és a villámért?
Mi jön létre villámláskor a levegőben?
Évente átlagosan hány villám keletkezik Földünk légkörében?
A mérsékelt övben melyik évszakban a leggyakoribb a villámlás?
Melyik igaz a felhő-föld villámra?
A modern tudományos felfogás szerint mi okozza a mennydörgést?
Melyik igaz a zivatarfelhőkre?
Mely erő szabja meg a zivatarfelhőben lévő jégkristályok mozgását?
Mi az ionizáció jelensége?
Milyen magas hőmérsékletre képes a villám felmelegíteni a környezetében lévő levegőt?
Melyik állítás az igaz?
Melyik állítás a hamis?
Hol biztonságos tartózkodni villámláskor?
Milyen tulajdonságú anyagból készül a villámhárító?
Melyik egy felhők feletti fényjelenség elnevezése?
felhő-felhő villám
felhőn belüli villám
felhő-levegő villám
felhő-föld villám
A villámlás légkörünk egyik legfeltűnőbb jelensége.
A villámok csoportosítása keletkezési helyük alapján történik. A felhők közötti villámok többnyire vízszintesek és hosszúságuk akár a 40-50 km-t is elérheti. A felhőn belüli villámok legfeljebb néhány kilométer hosszúak. Ezeket csupán felvillanásként észleljük, a villám ágait nem látjuk. Ez a két típus a leggyakoribb: az összes észlelt villám 65-75%-a ebbe a két típusba sorolható. Viszonylag ritka típus a felhő-levegő villám. A leglátványosabbak a felhő-föld villámok. Ezek hossza néhány kilométer.
pozitív töltésű részecskék
negatív töltésű részecskék
fény terjedési sebessége - A fény levegőben való terjedési sebessége 299 700 km/s.
hang terjedési sebessége - A hang levegőben való terjedési sebessége 340 m/s.
A mai természettudományos megközelítés úttörője Benjamin Franklin amerikai természettudós volt, aki 1752-ben egy viharfelhőbe felröptetett papírsárkány segítségével bebizonyította, hogy a felhőben elektromos töltés halmozódik fel a villámlás során.
Mai ismereteink szerint a felhőt alkotó pára nagy magasságban megfagy, és a kialakuló jégkristályok mozgását a felfelé haladó meleg levegő által biztosított felhajtóerő és a gravitációs erő határozza meg. Az ellentétes irányú erők miatt a jégkristályok állandó mozgásban vannak, súrolják egymást, és elektrosztatikusan feltöltődnek. Az esetek nagy részében a lefelé haladó jégkristályok negatív töltésűvé, míg a felfelé mozgó jégkristályok pozitív töltésűvé válnak. Így a felhők felső részében a pozitív, míg alsó részében a negatív töltés válik dominánssá. A felhő alsó részében felhalmozódó negatív töltés taszítja a közvetlenül a földfelszín alatt lévő negatív töltésű részecskéket. A taszítás miatt a földfelszín pozitív töltésűvé válik. Ennek következtében elektromosfeszültség-különbség jön létre a felhő és a földfelszín között. A feszültség villámlás formájában egyenlítődik ki.
Kísérő jelenségek
fénysugárzás - A villámcsatornán áthaladó negatív töltésű részecskék ionizálják a levegőt. A jelenség plazmaképződéssel jár, a villám hőmérséklete elérheti a 30 000 °C-t.
A villámlás során plazma képződik, amely pozitív töltésű részecskékből és szabadon mozgó, nagy energiájú negatív töltésű részecskékből áll.
A gerjesztett negatív töltésű részecskék egy idő elteltével visszatérnek alapállapotukba. A visszatérés során erős fény- és hőkibocsátás formájában adják le energiájukat a környezetüknek. A keletkező fotonokat fényfelvillanásként érzékeljük.
A kialakuló plazma nagyon gyorsan képes felmelegíteni a környezetében lévő levegőt. Ennek hőmérséklete akár a 30 000 °C-ot is elérheti. Ekkor a forró levegő térfogata hirtelen megnő. Mivel a plazma a másodperc töredéke elteltével megszűnik, a levegő gyorsan le is hűl. A rendkívül gyors térfogat-növekedés és -csökkenés hanghatás kíséretében zajlik, amelyet mennydörgésnek nevezünk.
vörös lidérc - 1989-ben fedezték fel sarki fény fotózása közben. A zivatarfelhők felett kialakuló fényjelenség gyakran jár együtt erős felhő-föld és felhőn belüli villámmal. Színe túlnyomórészt piros, de az alsó indaszerű része kékes színű. A vörös lidércet alkotó felvillanások rendszerint csoportosan jelennek meg és mindössze néhány ezredmásodpercig tartanak. Magassága 40-60 km.
kék nyaláb - A vörös lidércnél sokkal ritkább jelenség. A kék nyaláb a zivatarfelhő elektromosan töltött felső részéből lövell ki, és legfeljebb néhány tizedmásodperc után megszűnik.
gyűrűlidérc - Nagy magasságban jön létre, gyorsan táguló, lapos, 400 km körüli átmérőjű gyűrűt képezve. Gyakran együtt jár a vörös lidércekkel. Vöröses, narancsos, sárgás színárnyalatok jellemzik.
Erős villámlás esetében a felhők felett is létrejöhetnek fényfelvillanások. Kialakulásuk oka feltételezések szerint az, hogy a villámlás elektromos teret hoz létre a zivatarfelhő és az ionoszféra között, amely elektromos kisüléshez vezet. Az alacsony légköri nyomáson keletkező rövid ideig tartó felvillanásokat színük és formájuk alapján nevezték el.
A vörös lidérc kisülésének formája rendszerint oszlop- vagy medúzaszerű. A kék nyaláb a zivatarfelhő tetejéről indul ki, fényesebb, mint a vörös lidérc és kék színű. A vörös lidérccel gyakran együtt járó felső légköri jelenség a gyűrűlidérc, amely hatalmas átmérőjű gyűrűt hoz létre.
Évente átlagosan másfél milliárd villám keletkezik a Föld légkörében, amelyek eloszlása egyenetlen. Egyrészt sokkal nagyobb valószínűséggel keletkeznek a szárazföld felett, másrészt főként trópusi területekre jellemzőek.
A sarkokon viszonylag ritkán, a mérsékelt övben pedig leginkább nyáron fordulnak elő villámok.
A germán mitológiában Thor, a görög mitológiában pedig Zeusz a felelős a villámlás létrejöttéért. Sok nép hitvilágában a villámlást ma is az égi hatalmak büntetéseként értelmezik.
A villámlás jelensége valóban komoly veszélyt hordoz magában. Világszerte évente több ezer ember halálát okozza, és rengeteg a villámlással kapcsolatba hozható jelentős tűzeset.
Villámlás idején érdemes autóba vagy épületbe húzódni. Ha ez nem megoldható, akkor sem szabad hegytetőn, magányos vagy erdőszéli fa közelében tartózkodni.
A magas emberi építményeket szakszerűen kiépített fémből készült villámhárítóval védhetjük meg, amely elvezeti a villám elektromos töltését, és az épület nem károsodik.
mennydörgés - A villám körüli levegő hirtelen több ezer Celsius (akár 30 000 °C-ra) fokra melegszik és kitágul, majd lehűl és gyorsan összehúzódik. A levegő gyors kitágulás és összehúzódása robbanásszerű hanghatást eredményez.
Évente átlagosan másfél milliárd villám keletkezik a Föld légkörében, amelyek eloszlása egyenetlen. Egyrészt sokkal nagyobb valószínűséggel keletkeznek a szárazföld felett, másrészt főként trópusi területekre jellemzőek. A sarkokon viszonylag ritkán fordulnak elő.