hrvatski

Fizika munja i grmljavine

Strujni krug Zemlje je električni sistem građen kao sferni kondenzator sa dvije sferne koncentrične plohe, jedna je Zemljina površina, a druga je elektrosfera. Između njih nalazi se atmosfera kao dielektrik. U razdoblju lijepog vremena atmosfera je slabo vodljiva zbog djelomičnog ioniziranja atoma i molekula djelovanjem ultraljubičastog zračenja Sunca, kozmičkog zračenja i Zemljine radioaktivnosti. Između sfernih ploha postoji struja lijepog vremena od oko 1kA, ili 2pAm-2. Njome bi se sav naboj na Zemlji i u atmosferi mogao, ovisno o stupnju zagađenja zraka, neutralizirati u vremenskom intervalu od približno 10 minuta. Pretpostavlja se da oluje osiguravaju nadomještanje negativnog naboja na površini Zemlje stvarajući oborinske struje, struje korone i pražnjenja munjama. Postoji i ukupna struja od vrha oblaka prema elektrosferi veličine oko 0.5A po oluji. Stvaranjem jakog električnog polja, kod razvoja oluje, dio zraka postaje potpuno ionizirana plazma s temperaturom oko 30 000 K pa nastaje kanal električnog izboja koji zovemo munja. Zbog visoke temperature unutar kanala dolazi do povećanja tlaka, pa se zagrijani plin širi i izaziva stvaranje udarnog vala u zraku oko kanala. Okolni zrak stvara otpor valu i naglo ga prigušuje. Konačni efekt širenja i zgušnjavanja zraka je nastajanje valova zvuka koje zovemo grmljavina. Visoka temperatura unutar kanala električnog pražnjenja omogućuje fotokemijske reakcije pa je uočeno stvaranje reaktivnih dušikovih spojeva NOx koji utječu na klimatske promjene. Iako danas postoje različite mjerne tehnike i uređaji kojima se došlo do novih saznanja o munjama, teorijska predviđanja procesa koji omogućuju i iniciraju munje nisu potpuno potvrđena rezultatima promatranja i izvršenim mjerenjima. Istraživanje atmosferskog pražnjenja otežava prostorna i vremenska neodređenost udara munje. Razumijevanje mehanizama iniciranja munje u atmosferi, pomoglo bi i razvijanju boljih načina zaštite od udara. U metodičkom dijelu ovog rada prikazan je i jedan od načina kako se ova pojava može iskoristiti u nastavi.

munja; naboj; atmosfera; grmljavina

nije evidentirano