Blesky

Prírodné vedy » Fyzika

Autor: Dievča ivana123
Typ práce: Referát
Dátum: 22.01.2014
Jazyk: Slovenčina
Rozsah: 5 272 slov
Počet zobrazení: 3 690
Tlačení: 262
Uložení: 246
Blesky
 
1 ÚVOD: Blesky v minulosti
Ľudia sa už oddávna báli nepoznaného a nepoznané boli blesky. Blesky pre nich predstavovali hnev bohov. V gréckej mytológií bol vládcom blesku boh Zeus, ktorý bol zároveň najvyšší grécky boh. V severskej mytológií bol vládcom blesku a hromu boh Thor a v našej Slovanskej mytológií to bol boh Perun, ktorého meno sa zachovalo dodnes. „...do Paroma ohnivého...“ Slovania si výnimočne vážili blesky. Za posvätné sa považovalo aj „Perunovo rúno“ čo bol kus dreva z duba, do ktorého udrel blesk. Pretože dub je strom, do ktorého udrie najväčšie množstvo bleskov, počas búrky je vhodné vyhnúť sa mu.
 
Blesky fascinovali mnoho významných ľudí. Už v 4. storočí pred Kristom, jeden z najznámejších gréckych filozofov, Aristoteles mal pochybnosti o tom, že blesky sú božím trestom. Myslel si, že blesk je plynný výpar zo zeme, ktorý sa na vzduchu zapaľuje. V 1. storočí pred Kristom, Riman Levitikus napísal, že blesk nemôže byť nástrojom bohov lebo by sami sebe ničili chrámy.
 
Pravú podstatu blesku zistil v 19. storočí Philipp Lenard, rodák z Bratislavy, na základe pokusu na univerzite v Budapešti.
 
V roku 1987 vedec B.M. Smirnov vysvetlil mechanizmus Guľového blesku, ale  nezistil dôvod ako vzniká. Povedal to takto: „...Dnes sa teda nachádzame v prechodnej etape štúdia guľového blesku, kedy sú nám už jasné jeho základné zvláštnosti a mechanizmus, ale nepoznáme ešte chemické vzorce jeho zložiek a presné charakteristiky tých podmienok, za ktorých vzniká...”
 
2 Čo je to blesk?
Iskry pri česaní vlasov a blesk majú tú istú podstatu. Je to výboj elektrických nábojov, čiže dej, pri ktorom sa dva rovnako veľké nesúhlasné náboje rušia. Preskočí medzi nimi iskra a počujeme krátky praskot. Prvé vypracované teórie o vzniku náboja blesku sa opierajú o rad pozorovaní a pokusov bratislavského rodáka Philippa Lenarda. Dokázal, že v oblakoch sa oddeľujú záporne nabité miniatúrne “hmlíčky” od kladne nabitých kvapiek. Tie potom padajú k zemi ako dážď alebo vodopád nábojov. Silné elektrické pole rozkladá kvapky vody na menšie.
 
Medzi pohybom teplého vzduchu nahor, elektrickým poľom medzi oblakmi a zemou a dažďovými kvapkami je priama súvislosť. Vodné kvapôčky pri výstupe pomocou vzdušných vírov a pri páde sa trením s molekulami vzduchu zelektrizujú. A to tak, že vnútro kvapky je nabité kladne a povrch záporne. Padajúce dažďové kvapky zachytáva vietor a prudkými nárazmi ich rozbíja na časti. Čiastočky dažďových kvapiek, ktoré sa odštepujú, sú nabité záporne a zvyšujúce časti kvapiek kladným nábojom. Vietor teda vykonáva značnú prácu pri oddeľovaní kladného a záporného náboja.
 
Časť oblaku, do ktorej klesajú ťažšie čiastky kvapiek, sa nabije kladne. Rozdelenie elektrického náboja v búrkovom oblaku má formu zvislého elektrického dvoj pólu, pričom v hornej časti je kladný náboj. Ak je oblak nabitý zápornou elektrinou, záporný náboj oblaku vzbudí elektrostatickou indukciou kladný náboj na protiľahlom najbližšom povrchu zeme. Kladný náboj sa rozloží na povrchu všetkých blízkych vyššie položených vodivých predmetoch. Medzi najnižším miestom nabitého búrkového oblaku a najvyšším miestom zemského povrchu nastane silný výboj, preskočí iskra – blesk. Čím vyšší je predmet na Zemi, tým menšia je vzdialenosť medzi jeho vrcholom a najnižším bodom oblaku. Tým je menšia vrstva vzduchu, ktorá oddeľuje dva rôzne elektrické náboje. Je zrejmé, že do takýchto miest blesk udrie ľahšie.
 
Blesk je teda výboj atmosférickej elektriny:
-medzi jednotlivými časťami oblaku,
-medzi oblakmi navzájom,
-medzi oblakom a zemou,
-zo zeme do oblaku.

2.1 Mechanizmus blesku
Aby mohol prebehnúť bleskový výboj, musí sa medzi oblakmi alebo medzi oblakom a zemou vytvoriť vodivá cesta. Vodivá cesta vzduchom sa vytvorí iba vtedy, keď je napätie také veľké, že prekoná odpor vzduchu. Zo spodnej časti oblaku, kde sa nahromadilo veľké množstvo záporného náboja, začnú zrazu smerom k zemi tiecť obrovskou rýchlosťou elektróny v úzkom kanále tvaru pramienka. Tie pri zrážkach s atómami vzduchu vyrážajú elektróny z obalu neutrálnych atómov vzduchu. Vznikajú kladné ióny a tým sa cesta stáva vodivou. Nárazmi uvoľnené elektróny smerujú tiež k zemi a štiepia ďalšie atómy vzduchu. Rýchly let elektrónov sa podobá lavíne, ktorá začína ako gúľajúca sa malá snehová guľa. Postupne sa obaľuje ďalším snehom, neustále zväčšuje svoju rýchlosť a prechádza do obrovských rozmerov. Cez kanál blesku, ktorý je kľukatý a rozvetvený, začína pretekať stále väčšie množstvo elektrického náboja z oblaku. Elektrónová lavína prekoná vzdialenosť medzi búrkovým oblakom a najvyšším bodom na zemskom povrchu za niekoľko stotín sekundy, niekedy aj za kratší časový úsek.
 
2.1.1 Etapy priebehu blesku
 
Prvá etapa
Prvá etapa vzniku blesku je prípravná. Odborne sa nazýva stupňovitý vedúci výboj  alebo leader, čo znamená vodca, vedúci. Leader sa pohybuje od búrkového oblaku k zemi v rýchlo za sebou nasledujúcich žiariacichkvantách, ktoré sú dlhé asi 50 km. Elektrický náboj leadra predstavuje množstvo asi 5 coulumbov záporného náboja.
Záporný náboj leadra indukuje na zemskom povrchu silný kladný náboj. A to najmä na predmetoch, ktoré z neho vyčnievajú. Pretože sa nesúhlasné náboje priťahujú, kladný náboj na povrchu zeme ide v ústrety náboju leadra. Pritom vznikajú vzostupné výboje. Jeden zo vzostupných výbojov kladného náboja zeme sa dostane do styku so stupňovým vedúcim výbojom. Tak určí miesto, kde udrie blesk. Bleskozvody podnecujú silné vzostupné výboje a tak umožňujú blesku bezpečnú cestu k zemi.
Keď sa leader stretne so vzostupným výbojom, záporný náboj spodnej časti leadra sa prudko pohybuje ďalej k zemi. Pritom vyvolá veľké elektrické prúdy. Dráha leadra v blízkosti zeme sa vyznačuje veľmi jasným svetlom.
 
Pohyb svetelnosti od zeme k oblaku sa nazýva spätný ráz. Je to vlastný oslnivý jav, ktorý poznáme ako blesk. Naše oko nie je schopné rozoznať rýchlosť spätného rázu a nám sa zdá, že všetky body dráhy boli vysvietené súčasne. Ani stupňový výboj nie je schopné naše oko rozoznať, pretože oko neodlíši dobu medzi cestou stupňového výboja k zemi a osvetlením jeho dráhy spätným nárazom.
 
Väčšina bleskov spojených s vysokými budovami a horami má priebeh opačného smeru – smeruje zdola nahor. Sú to takzvané vzostupné blesky. Ak sa priblíži čelo blesku dosť blízko k zemi, vyvolá tam také silné elektrické pole, že môže dôjsť k výbojom. Tie potom smerujú zdola nahor. Napríklad 75% výbojov na Empire State Building (výška budovy 380m) sa pohybuje z budovy nahor.
 
Blesk typu oblak – zemský povrch sa rozvetvuje smerom dolu, lebo sa pri zostupe rozvetvuje leader. Blesk opačného smeru sa naopak rozvetvuje smerom nahor, pretože leader sa vetví nahor.
 
Druhá etapa
Druhá etapa priebehu blesku sa nazýva hlavná etapa. Len čo dospeje kanál blesku k zemi, začína ním pretekať elektrický náboj oveľa rýchlejšie a prudšie. Kanál blesku sa veľmi rozohrieva a žiari. To umožňuje, že blesk vidíme. Pozorovateľ blesku však nemôže rozlíšiť leader od hlavnej etapy, lebo nasledujú bezprostredne za sebou, neobyčajne rýchlo po tej istej dráhe. Možno ich oba zachytiť fotoaparátom, osobitne upraveným. Používa sa pritom okrúhla fotografická platňa a otáčavé zariadenie pri snímaní.
Po prvom spojení dvoch opačných nábojov sa prúd prerušuje. Blesk sa tým zvyčajne nekončí. Často sa vytvorí na dráhe vyznačenej prvým výbojom nový leader. Za ním nasleduje znova hlavná časť výboja. Tak sa končí druhý výboj. Takýchto výbojov, zložených z dvoch častí môže vzniknúť za sebou až 50. Najčastejšie bývajú 2 až 3 výboje.

2.2 Typy bleskov a hrom
 
Podľa vonkajšej podoby blesky delíme na:
 
ELIÁŠOV OHEŇ
PLOŠNÝ BLESK
PERLOVÝ BLESK
ČIAROVÝ BLESK
GUĽOVÝ BLESK
 
Eliášov Oheň
Je to tichý elektrický výboj v atmosfére, sprevádzaný svetielkovaním a slabým praskaním. Najčastejšie sa objavuje počas búrok, víchríc a fujavíc. Vtedy sa v oblakoch a na povrchu zeme vytvárajú elektrické náboje, ktoré ešte nemajú dostatočne veľké napätie. Preto nemôžu vytvoriť búrkový výboj v tvare čiarového blesku. Eliášove ohne svojím vzhľadom pripomínajú červenkasté jazyky plameňov, ktoré sa chvíľami skracujú a zas predlžujú, až nakoniec zaniknú. Ich viditeľnosť vo dne je slabá, v noci väčšia. Ľudia, ktorí ich spozorovali, sa ich pokúšali hasiť. To však bolo zbytočné, lebo s horiacim ohňom nemajú nič spoločné. Pripomína ho len vonkajší vzhľad.
 
Ľuďom sa ježia chlpy, vlasy alebo mravenčia prsty. Eliášov oheň je znakom vysokej intenzity elektrického poľa pred búrkou a varovný signál vysokého nebezpečenstva úderu blesku, preto je nutné ihneď opustiť exponované miesta.

Plošné blesky
Sú to tiché svietiace elektrické výboje v oblakoch. Nehlučne sa zažíhajú, nehlučne zhasínajú. Zavše sú modravé či fialové, ale môžu byť aj ružové. Pozorovateľovi sa plošný blesk javí vo forme vzplanutia oblaku v jeho celom objeme. Plošný blesk sa od čiarového líši najmä v tom, že pri plošnom blesku nenastane hrmenie. Vznik plošného blesku sa vysvetľuje tak, že elektrický náboj medzi oblakmi alebo vnútri oblaku nestačí na vytvorenie normálneho čiarového blesku, ale vyvolá len tzv. tlecí výboj.
 
Perlový blesk
Tento blesk sa skladá z niekoľkých jednotlivých svietiacich telies guľovitého tvaru, ktoré ležia na jednej čiare. Vzdialenosť medzi nimi je 7 až 12 m. Výzorom má teda bližšie k čiarovému blesku, aj keď sa čiastočne podobá guľovému blesku. Jeho tvar pripomína perly na šnúre, preto sa nazýva perlový blesk. Pri perlovom blesku za sebou letiace telesá sa objavia zrazu, ale miznú pomerne zvoľna výbuchom jedného za druhým. Výboj tohoto blesku prechádza zväčša po dráhe, pozdĺž ktorej predtým prechádzal čiarový blesk. Pozorovatelia, ktorý mali to šťastie vidieť ho, uvádzajú, že okrem zaujímavého vzhľadu je značný aj zvukový efekt.
 
Čiarový blesk
Najčastejšie sa vyskytujúci blesk, ktorý sme doteraz opisovali sa nazýva čiarový. Javí sa oku v podobe čiary, úzkeho pásu. Čiarový blesk vznikne, ak sa spojí ústretový výboj, ktorý ide zdola nahor, s čelom blesku smerujúcim z oblaku dolu. Alebo keď dosiahne toto čelo blesku zemský povrch bez ústretového výboja.
 
Čiarový blesk býva najčastejšie bielej, bledobelasej alebo ružovej farby. Jeho dĺžka dosahuje medzi oblakom a zemou od niekoľko sto metrov až do troch kilometrov. Dráha čiarového blesku nie je vždy priama. Zvyčajne býva kľukatá a niekedy mnohonásobne rozvetvená. To preto, lebo vodivosť vzduchu nie je všade rovnaká. Elektrické výboje prebiehajú pozdĺž dráhy najmenších elektrických odporov.
 
Väčšina bleskov súvisí s jedným búrkovým oblakom. Alebo blesk udrie medzi dvoma rôznymi časťami toho istého oblaku, alebo udrie od oblaku k zemi. Blesk medzi oblakmi je častejší ako blesk s úderom k zemi. Istá časť bleskov preskakuje od jedného oblaku k druhému a len každý tretí až štvrtý udiera do zeme.
 
Blesk si nevyberie vždy najvyšší objekt. Keby vedľa seba stáli dva stožiare, železný a drevený, blesk skôr udrie do železného stožiara, aj keby bol nižší. Je tomu tak preto, že železo je lepší vodič elektriny ako drevo. Železný stožiar má tiež lepšie spojenie so zemou a elektrický náboj pri vytváraní leadra blesku ľahšie priteká k stožiaru.

Hrom
Náhle a silné zohrievanie vzduchu a s tým aj jeho rozpínanie, a vzápätí jeho prudké ochladenie a zmršťovanie v kanále blesku pri rýchlom opakovaní týchto dejov vedie cez mocné záchvevy vzduchových vrstiev ku vzniku pestrých zvukových vĺn. Tie vytvárajú zvukový efekt, čiže hrmenie. Pretože dráha blesku je krivolaká, je aj hrom tvorený rôznymi zvukovými vlnami, ktoré vznikajú vo všetkých bodoch jeho dráhy. Prichádzajú k pozorovateľovi po nerovnako dlhých dráhach a nehomogénnymi prostrediami. To spôsobuje vytváranie zvukov rôznej výšky a intenzity.
 
Hrmenie má charakter burácania, lebo zvuk z rozličných bodov dráhy blesku sa nedostáva k pozorovateľovi súčasne, ako aj v dôsledku odrazu zvukov od oblakov a zeme. Zablysknutie trvá okamih, ale hrmenie oveľa dlhšie. Hrom bez blesku nemôže existovať, lebo hrom je zvuk, ktorý vyvoláva blesk expanziou plynov. Ani blýskať sa bez hrmenia nemôže. Na väčšiu vzdialenosť nemusíme síce hrmenie počuť, blesk však doprevádza vždy.
 
Ako môžeme určiť vzdialenosť, ktorá delí pozorovateľa od blesku?
Pozorovateľ vidí najprv blesk a až za nejaký čas počuje hrom. Ak medzi bleskom a hromom uplynie napr. 5 sekúnd, tak za 5 sekúnd prešiel hrom vzdialenosť 5x330 m = 1650 m. To znamená, že blesk udrel ďalej ako 1,5 km od pozorovateľa.
 
Guľový blesk
Jeden z najzáhadnejších prírodných javov. Mal som to šťastie vidieť ho na vlastné oči, avšak len na veľmi krátku dobu a bol vo veľkej výške nado mnou. (Viac v podkapitole 2.2.1)
 
2.2.1 Guľový blesk
Guľový blesk zaraďujeme medzi najzáhadnejšie prírodné javy, lebo o jeho vzniku, podstate a vlastnostiach máme málo vierohodných poznatkov. Všetky poznatky o guľovom blesku boli dosiaľ získané od náhodných pozorovateľov, na ktorých tento prírodný úkaz značne zapôsobil. Preto môžu byť informácie o ňom v mnohých prípadoch skreslené. Sotva existuje iný prírodný jav, ktorý by bol vyvolal toľko dohadov, domnienok a poverčivých predstáv. Vedci na celom svete vyvíjajú značné úsilie o získanie autentickej fotografie guľového blesku, lebo zatiaľ nevlastnia ani jednu. Tiež existuje mnoho hypotéz o tomto pozoruhodnom prírodnom úkaze. Prvý celkový súhrn záverov vyvodených z pozorovaní guľového blesku urobil W. Brand. Guľový blesk je vzácny dlhšietrvajúci elektrický výboj guľovitej (zriedkavo hruškovitej) formy a podstatne slabšieho účinku ako čiarový blesk. Štatisticky najčastejšie sa objavuje za zimných búrok a ku koncu búrky. Obyčajne sa objavuje ako červená svietiaca guľa alebo dutá guľa s priemerom 10 - 20 cm obklopená modrastou vrstvou s neostrými hranicami. Býva aj biela a ostro ohraničená. Vydáva syčivý, bzučivý alebo prerušovaný zvuk. Trvá od zlomku sekundy po niekoľko minút, najčastejšie 3 – 5 sekúnd.
 
Guľový blesk sa dá pozorovať na pozadí spodnej časti mrakov. Najčastejšie nasleduje bezprostredne po údere silného čiarového blesku, blízko miesta úderu. Nie však vždy. Mizne buď ticho, alebo so slabým prasknutím podobným výstrelu. Inokedy je jeho zánik spojený s ohlušujúcim výbuchom, pri ktorom vyletujú na všetky strany krátke iskry. Môže sa rozpadnúť na menšie guľové blesky, meniť sa na blesk perlový alebo naopak z neho vznikať.
 
Podľa Branda existujú dva druhy guľových bleskov. Jeden, ktorý sa voľne vznáša vo vzduchu, vodičom sa vyhýba a ľuďom neškodí, a druhý, ktorý naopak sa na vodičoch usadzuje, zahrieva ich, ľuďom spôsobuje popáleniny a poranenia. Bolo by možné prvý z nich považovať za blesk “chemický” a druhý za blesk “elektrický”, akúsi odrodu Eliášovho ohňa.
 
Rýchlosť guľového blesku je značná, ak sa pohybuje od mraku k zemi. V blízkosti zeme alebo v miestnosti je to asi 2 m.s-1. Môže sa tiež vznášať celkom nehybne. Jeho pohyb niekedy súhlasí s pohybom vetra, niekedy nesúhlasí. Voľne sa vznášajúci guľový blesk zanecháva za sebou červenú stopu. Vyhýba sa dobrým vodičom a radšej volí cestu vzduchom. Uzavreté miestnosti a dutiny ho akoby priťahovali. Vniká do nich otvorenými oknami, dverami a štrbinami, so zvláštnou obľubou komínom. Po určitej dobe krúženia v miestnosti ju obyčajne opustí vzdušnou cestou. Guľové blesky prichytené na povrchu predmetov bývajú svetlé, modré alebo biele. Držia sa dobrých vodičov, niekedy sa po nich kotúľajú. Predmet, s ktorým sú v kontakte, zahrievajú. Môžu ho tiež roztaviť. Podľa všetkých hypotéz o podstate guľového blesku sa môžeme dozvedieť, že guľový blesk by mohol byť kúskom antihmoty, malým jadrovým reaktorom alebo termojadrovou bombou, kúskom slnečnej látky alebo maličkou čiernou dierou, zhlukom kozmického prachu, guľou horúceho vzduchu alebo horiacich plynov, rozžeravenými pilinami alebo klbkom sadzí z komína, kúskom plazmy, nepodarenou časťou obyčajného blesku, vodnou bublinou, púťovým balónom alebo prskajúcou žiarovkou, svetielkujúcim bahenným plynom, kúzelníckou guľou na šnúrke alebo rádiovo riadeným modelom, sférickým kondenzátorom, supravodivým prstencom, plynom stlačeným do guľového stavu, elektrickým výbojom, malým tornádom, krúžkom cigaretového dymu, guľou zo strašnej neznámej látky alebo obyčajnou ilúziou. Pritom tu nie sú zďaleka uvedené všetky možné vysvetlenia, ku ktorým hĺbaví bádatelia dospeli.
 
A predsa v roku 1987 sa objavila nová hypotéza, ktorej autorom je B. M. Smirnov. V nej odmietol všetky predchádzajúce teórie guľového blesku. Smirnova zaujala pozoruhodná látka, ktorá súvisí s búrkovou činnosťou, ozón. Ozón je druh kyslíka vytváraný trojatómovými molekulami kyslíka. Vzniká pri búrkovom výboji a rýchle sa rozpadá v prítomnosti atomárneho kyslíka alebo oxidu dusíka. Podľa Smirnovej staršej hypotézy guľový blesk predstavuje objem nie príliš horúceho vzduchu obsahujúci asi jedno percento ozónu. Rozklad ozónu pri reakcii s atómami kyslíka môže trvať až 10 sekúnd a pritom si vyvinie určité množstvo tepla. Napriek tomu týmto modelom sa nedá vysvetliť mnoho ďalších pozorovaných vlastností guľového blesku. Sú to najmä jeho stály guľový tvar, značná energia, hustota zrovnateľná s hustotou atmosféry (guľa by musela vzlietnuť do výšky), ani pozorovaný charakter žiarenia.

Základom novej Smirnovej teórie je predstava o kostre guľového blesku. Tá je vytváraná zhlukom vzájomne spojených pevných čiastočiek, aerosólov, dreveného uhlia alebo piliniek s rozmermi okolo jedného mikrometra. Tieto čiastočky vzniknú odparením z povrchu pevných látok po údere čiarového blesku. Mechanizmus vzájomného spojovania takýchto čiastočiek molekulárnymi silami bol preštudovaný len nedávno, keď bolo skúmané postupné chladnutie kovových pár. Tak sa dajú skúmať podobné útvary v podobe dlhých nití. V iných prípadoch vznikajú kypré, ale pevné a ľahké útvary postupným pripojovaním, prilepovaním ďalších častíc a majú štruktúru takzvaných fraktálnych klasterov. Práve tie tvoria kostru guľového blesku, ktorá tak predstavuje prechodný stav medzi plynom a pevnou látkou.
 
Smirnov vysvetľuje elektrické vlastnosti guľového blesku tým, že ióny prítomné vo vzduchu sa usadzujú na vzniknutej kostre. Tá sa nabíja prevažne záporne. Náboje pritom putujú na periférii klastera a vytvárajú tam povrchové napätie potrebné na vznik gule. Týmto spôsobom sa vytvorilo iba topenisko. Ak klaster nie je vytvorený horľavými látkami (napr. čiastočkami dreveného uhlia), budú sa tieto čiastočky spolu s molekulami ozónu usadzovať v jeho “póroch”. Potom začína proces horenia uhlia v ozóne, ktorý je zdrojom veľkej energie guľového blesku. Horenie pritom prebieha pomaly, ako mnohostupňová chemická reakcia. Čo sa týka pozorovaného žiarenia, môže sa objasniť vysokou teplotou (okolo 2 000 stupňov) jeho horiacej oblasti. Sfarbenie plameňa závisí od rôznych chemických prísad. Smirnov ako odborník v procesoch horenia prirovnáva guľový blesk k aerogelom, zvláštnym pyrotechnickým svietiacim substanciám.
 
Smirnova najnovšia teória vysvetľuje teda všetky vlastnosti guľového blesku, aj keď trochu komplikovane. O konečnom riešení otázky guľového blesku Smirnov povedal: “Dnes sa teda nachádzame v prechodnej etape štúdia guľového blesku, kedy sú nám už jasné jeho základné zvláštnosti a mechanizmus, ale nepoznáme ešte chemické vzorce jeho zložiek a presné charakteristiky tých podmienok, za ktorých vzniká.”
 
2.2.2 Môj zážitok s Guľovým bleskom
Tému blesky som si vybral kvôli tomu, že odjakživa ma fascinovali blesky a búrky. Blesk je môj obľúbený živel. Preto vždy keď bola príležitosť, tak som sa pozeral na búrkovú oblohu a raz som mal naozaj šťastie. Bolo to minulý rok na jeseň( september-október 2008). Zo západu(smer z Tajov, Králiky, Kordíky) prišla na Podlavice silná búrka. Dva, tri krát vyhodilo elektrinu v celých Podlaviciach, pri každom treťom hrome sa spúšťali poplašné zariadenia na zaparkovaných autách. Skrátka naozaj silná búrka. Počas celej búrky som  pozeral von oknom na oblohu A vtedy sa to stalo! Z oblaku približne nad mojim panelákom šľahol strašný blesk, už len z toho som bol vytešený, no v zápätí z miesta z kadiaľ vyšiel tento blesk vyšiel ďalší blesk, oveľa zaujímavejší blesk. Bol to Guľový blesk! Vtedy som to samozrejme hneď nespoznal. Veď vždy som si predstavoval guľový blesk ako obrovskú ohnivú guľu, ktorá lieta do okien a podpaľuje domy. Ale toto bolo iné. Malé guľaté biele svetielko s bledomodrým odtieňom, ktoré sa pomaly spúšťalo šikmo dole a po cca 5tich sekundách zhaslo. Podľa Smirnovovho rozdelenia guľových bleskov by som tento zaradil medzi tie „umiernené“ guľové blesky.
 
2.3 Fyzikálne vlastnosti blesku
dĺžka blesku: 1–3 km
čas vybitia (vyrovnania potenciálov): 0,001–0,0002 sekundy
rýchlosť: oblak – Zem od 300 km/s, Zem – oblak asi 100 000 km/s
napätie: 100 miliónov voltov
stredná intenzita prúdu: 20 000 ampérov (okamžitá hodnota môže byť podstatne vyššia)
teplota: 10 000–30 000 °C (teplota na Slnku 8 000 °C)
  
3 Bezpečnosť pri blesku
Dráhu blesku nedokážeme odhadnúť. Blesk si hľadá cestu s najmenším elektrickým odporom, preto najčastejšie zasiahne najvyššie a najvodivejšie objekty. Vyčnievajúce body nad okolím sú preto za búrky zvlášť nebezpečné a nemali by sme byť najvyšším bodom v teréne. Nebezpečné sú predovšetkým vyvýšené objekty:
• vrcholy
• horské hrebene
• osamelé stromy
• ojedinelé skalné ihly, bloky
• ojedinelé stavby bez bleskozvodu
 
Zásah v okruhu do 15 m od vyvýšeniny je asi 10 × pravdepodobnejší než vo vzdialenosti 100 m. Ale aj na rovnom teréne ako napr. lúka, pole, vodná hladina je človek najvyšší bod v teréne a môže pôsobiť ako bleskozvod. Nebezpečný je okraj lesa, bezpečnejšie je vo vnútri lesa. Riedky les s nízkymi stromami je bezpečnejší ako voľný terén. Osamelé, nižšie stromy môžu mať hlboké korene a tým môžu byť nebezpečnejšie ako vedľajší vyšší strom s plytšou koreňovou sústavou. Za búrky sa vyhnúť všetkým osamelo stojacim stromom. Najmä ak je osamelým stromom Dub, pretože má hlboké korene.
Voda je dobrý vodič preto sú nebezpečné aj mokré skaly, rokliny, komíny, zárezy a žľaby, podmáčaná pôda, blízkosť vodných tokov. Počas búrky sa nekúpeme alebo nezdržujeme na brehu. Stan nie je tiež bezpečný. V stane sa nedotýkame plátna alebo tyčiek.
Veľmi nebezpečné sú zaistené cesty, ktorých oceľové laná, reťaze, rebríky tvoria obrovský bleskozvod!
Pre ľudí nie je nebezpečný len samotný blesk ale aj vybíjajúce sa prúdy, ktoré sa po údere bleskom šíria po zemskom povrchu. Prúdy si hľadajú cestu najmenšieho odporu, preto sa vyhnúť hlavne vlhkým miestam. Pozor na krokové napätie. Krokové napätie znamená, že rozkročený človek premosťuje rozdielne potenciály medzi nohami a môže ním pretekať prúd smrteľnej intenzity. Keď sa dotýkame mokrej skaly môže sa to stať medzi rozpaženými rukami, medzi rukou a nohou alebo keď sedíme medzi zadkom a nohami. Keď stojíme pod nízkym previsom alebo pod stromom prúd môže pretekať medzi hlavou a nohami čo je najnebezpečnejší prípad, lebo prúd prejde celým telom a zasiahne všetky dôležité orgány.
Ďalším nebezpečným účinkom je tlaková vlna, ktorá môže zhodiť ľudí do údolia, spustiť zosuv kameňov alebo snehových previsov. Preto sa v vyhnúť miestam kde by sme mohli byť ohrozovaný padajúcim kameňmi.
Ako sa správať pri búrke
Pomerne bezpečnú ochranu pred bleskom poskytujú budovy s bleskozvodom a vozidlá s uzavretou plechovou karosériou, ktorá vytvára efekt Faradayovej klietky (autá, železničný vagón, lanovka). Najlepšou ochranou pred búrkou v horách je horská chata s bleskozvodom. Plechové bivakovacie búdy tiež poskytujú ochranu pred bleskom ale musia byť zavreté okná a dvere.
Vo voľnej prírode nenájdeme absolútne bezpečné miesto pred bleskom. Najlepšie je búrke sa vyhnúť, ale v horách to väčšinou nie je možné. Frontálna búrka sa môže pohybovať rýchlosťou 30–100 km/h

Varovné príznaky búrky
• v predpovedi uvedený prechod studeného frontu
• sklon k búrkam v predchádzajúcich dňoch
• kopovitá oblačnosť rýchlo vertikálne rastie a tmavne. Búrkové oblaky sú viditeľné zďaleka, ale môže nám ich zakrývať kopec a uvidíme ich na poslednú chvíľu
• oblačné vežičky vyrastajú zo spoločnej základne (Cumulus Castellanus) v dopoludňajších hodinách – istý príznak
• horúco, dusno a vlhký vzduch už z rána
• vietor, ochladenie, klesajúci tlak
• blesky a hrmenie – počuť zriedka na vzdialenosť väčšiu ako 20 km. Našu vzdialenosť od búrky zistíme tak, že spočítame čas v sekundách medzi bleskom a hromom. Zvuk sa šíri rýchlosťou 330 m/s, takže keď sekundy vydelíme tromi dostaneme vzdialenosť búrky v kilometroch. Búrka je nebezpečná ak je bližšie ako 3 km. Po skončení búrky pokračujeme ďalej ak je búrka vzdialená približne 10 km.
Bezpečnostné pravidlo „30–30“ hovorí, že nebezpečenstvo úderu blesku je vysoké ak medzi bleskom a hrmením je čas kratší ako 30 sekúnd a najskôr 30 minút od posledného blesku alebo hromu môžeme opustiť bezpečný úkryt.
• Eliášov oheň – je tiché, neexplozívne vybíjanie statickej elektriny. Prejavuje sa bzučaním, práskaním, syčaním a za šera alebo tmy vidno na vyčnievajúcich predmetoch modrasté mihotavé plamienky alebo iskry. Ľuďom sa ježia chlpy, vlasy alebo mravenčia prsty. Eliášov oheň je znakom vysokej intenzity elektrického poľa pred búrkou a varovný signál vysokého nebezpečenstva úderu blesku, preto je nutné ihneď opustiť exponované miesta.
 
Bezpečnostné opatrenia pri búrke
Primeraným správaním a vhodnými opatreniami môžeme znížiť riziko zásahu bleskom ale úplne vylúčiť ho nemôžeme.
• zrieknuť sa túry ak je v predpovedi uvedený prechod studeného frontu! Pri nebezpečenstve miestnej búrky odchod na túry naplánovať skoro ráno tak, aby po 14 hodine sme už neboli na vrcholoch a horských hrebeňoch
• počas túry sledovať vývoj počasia
• z vrcholov a hrebeňov sa snažiť zostúpiť čo najnižšie, minimálne 30 m
• vyhnúť sa nebezpečným miestam
• v otvorenom plochom teréne sa ukryť v priehlbine
• počas búrkového obdobia bivaky plánovať mimo hrebeňov hôr
• počas búrky !vypnúť! mobily, rádiá, GPS prístroje a vložiť ich do stredu batohu
• pri telefonovaní z mobilu v prípade zásahu bleskom je vysoká pravdepodobnosť, že budete vážne zranení
• elektrický vodivé predmety, ktoré vyčnievajú vyššie ako plece (palice, čakan, anténa) fungujú ako bleskozvod
• odložiť kovovú výzbroj (čakan, mačky, karabíny, palice, termoska…). Kovy nepriťahujú blesky, ale sú dobré vodiče elektriny. Kovové predmety pri dotyku s kožou zvyšujú riziko popálenia a prieniku blesku do vnútra tela
• sadnúť si skrčený v podrepe na izolačnú podložku (batoh, lano, karimatka). Ako podložku nepoužiť kovové krosná. Podložky sa dotýkať čo najmenšou plochou tela. Nohy dať tiež na izolačnú podložku a držať spolu aby nevzniklo krokové napätie. Ak si nemôžeme sadnúť na izolačnú podložku tak si len čupnúť tak aby sme sa podkladu dotýkali len spojenými nohami. Ako izolačnú podložku môžeme použiť aj suchý plochý kameň
• vzdialenosť medzi osobami nemá byť menšia ako 3 m
• opustiť urýchlene zaistenú cestu a ak to nie je možné tak sa zaistiť čo najďalej od oceľového lana
• v exponovanom teréne sa zaistiť lanom. Zabráni sa tým pádu následkom tlakovej vlny (nutné je mať prilbu). Lano nemá byť moc krátke aby sme sa mohli prípadne vyhnúť padajúcim kameňom a má sa dotýkať zeme (skaly).
Relatívne bezpečná zóna je pri vysokých skalách a zodpovedá približne výške skaly, ale pre vybíjajúce sa prúdy musíme sa od nej vzdialiť 2 m. Skala má byť vysoká min. 15 m. Ako vyplýva z obrázku smerom od skaly sa bezpečná zóna znižuje, preto je najlepšie ostať približne v prvej tretine bezpečnej zóny.
 
Jaskyne, výklenky a previsy ako prirodzené úkryty nás lákajú, ale pokiaľ sú malé tak sú nebezpečné. Vzhľadom k šíreniu elektrického prúdu po mokrej skale mali by sme byť dostatočne vzdialený od každej steny a vchodu do jaskyne. Prúd môže pretekať aj vnútrom jaskyne. V strede jaskyne si sadnúť na izolovanú podložku alebo na suchý plochý kameň.
 
Účinok blesku na človeka
Pri zásahu blesku pôsobí na človeka: elektrický prúd, teplo a tlaková vlna. Veľa ľudí prežije zásah bleskom vďaka tomu že:
1. blesk trvá extrémne krátko
2. pokožka kladie prúdu pomerne vysoký odpor (asi 500 ohm), preto blesk skĺzne po vlhkej pokožke ako po bleskozvode a nespôsobí vážne vnútorné poranenia. Platí to však len v prípade, keď v dotyku s pokožkou nie sú vodivé materiály, alebo aj mobilný telefón. Umožnia blesku preniknúť do tela a spôsobiť zranenia vnútorných orgánov. Napriek tomu priamy úder blesku človek väčšinou neprežije. Najčastejšou príčinou je zlyhanie krvného obehu v dôsledku fibrilácie srdcových komôr a dýchania v dôsledku ochrnutia dýchacieho centra. Nepriamy zásah bleskom človek väčšinou prežije, ale aj vtedy je potrebná okamžitá pomoc. Blesk môže zasiahnuť životne dôležité vnútorné orgány, poškodiť centrálny nervový systém, dýchacie centrum, zrak, narušiť srdcový rytmus, spôsobiť zástavu srdca. Závažné je poškodenie tkanív teplom. Tlaková vlna môže poškodiť ušný bubienok alebo spôsobiť pád s následným úrazom.
 
3.1 Prvá pomoc pri zasiahnutí bleskom
Postupovať podľa všeobecných zásad prvej pomoci.

- ak je to potrebné začať ihneď s resuscitáciou
- ošetriť popáleniny a ostatné poranenia
- vykonať protišokové opatrenia
- privolať odbornú pomoc
- Klasicky TTTTT
 
3.2 Bleskozvod
Blesk môže mať obrovské zničujúce následky. Preto ľudia už v minulosti vyvíjali mnoho úsilia na to, aby pred týmto živlom ochránili seba aj svoje príbytky. Zo zápisov starých Egypťanov sa dozvedáme, že pred viac ako tisíc rokmi sa na ochranu pred bleskom stavali kovové tyče s pozlátenými hrotmi, hoci o podstate elektriny nemal nik ani tušenia.
 
V roku 1749 Američan B. Franklin navrhol, aby sa v blízkosti chránenej budovy postavili vysoké uzemnené kovové stožiare – bleskozvody. Franklin sa nesprávne domnieval, že bleskozvod vysáva elektrinu z oblaku. Z tejto teórie vychádzal aj Čech V. P. Diviš, ďalší významný priekopník ochrany pred bleskom. V roku 1754 vztýčil v Příměticiach svoj “meteorologický stroj”. Nasledovalo obdobie jeho pozorovania. Diviš zistil, že pôsobením “meteorologického stroja” sa búrkové oblaky v okolí Přímětíc vždy rozplynuli. Divišov “bleskozvod” ako celok bol uzemneným prístrojom a dokonale
 
zodpovedal funkcii, ktorú mu autor pripisoval. Predpokladaná funkcia sa však zásadne odlišovala od toho, čo bleskozvod v skutočnosti je. Diviš bol presvedčený, že jeho prístroj odsáva elektrický náboj z atmosféry. Tým predchádza nielen bleskovým výbojom, ale vôbec vzniku búrky. Jeho prístroj nebol ochranou vysokých objektov pred bleskovými výbojmi, ale zariadením, ktoré odsávaním elektrického náboja z atmosféry malo vytvárať pekné počasie. Z takto chápanej funkcie ”meteorologického stroja” vyplýva, prečo malo toto zariadenie taký veľký počet kovových hrotov.
 
Gay-Lussacov bleskozvod má niekoľko vzájomne spojených zachytávačov a niekoľko zvodov, hlavne v rohoch budovy. Findeisenov bleskozvod nepoužíva vysoké zachytávače a všetky väčšie kovové predmety strechy spája so zvodmi. Je to dnes najviac odporúčaný spôsob ochrany pred bleskom pre obyčajné stavby. Klietkový bleskozvod (Faradayova klietka) vytvára sieť z vodičov nad chráneným objektom. Stožiarový bleskozvod (tiež závesný bleskozvod) je stožiar umiestnený v blízkosti chráneného objektu, ale nedotýka sa ho. Rádioaktívny bleskozvod používa na zachytávačoch rádioaktívne soli. Tie spôsobujú ionizáciu ovzdušia a do určitej miery zvyšujú účinnosť bleskozvodu. Takýto bleskozvod ochráni pred bleskom priestor v okruhu 500 m. Na ochranu celého mesta stačí niekoľko takýchto bleskozvodov.

Moderné bleskozvody sa vyznačujú účinnejšou, jednoduchšou a hospodárnejšou konštrukciou, ako mali bleskozvody staršieho typu. Umiestňujú sa podľa možností na najvyššie miesta, aby sa skrátila dráha blesku a aby sa chránil čo najväčší priestor. Bleskozvodom musia byť chránené všetky budovy, ktoré slúžia ako verejné zhromaždiská ľudí. Ďalej musia byť chránené budovy, v ktorých je uložený značný majetok, budovy stojace osamote na vyvýšených miestach a budovy historicky alebo kultúrne cenné. Istou ochranou pred škodlivým zásahom bleskov je technicky bezchybný bleskozvod, postavený odborníkom a správne udržiavaný. Pri stavbe bleskozvodu si treba uvedomiť tieto skutočnosti :
 
- blesk bije nielen do vysokých, ale aj do nízkych budov,
- úplne neplatí tzv. teória kužeľovej ochrany,
- rozvetvený výboj môže zasiahnuť viac budov naraz,
- zle skonštruovaný alebo poškodený bleskozvod je nebezpečnejší ako nijaký.
 

Hlavné časti bleskozvodu
Každé bleskozvodové zariadenie pozostáva z troch hlavných častí:
- zachytávač bleskov,
- zvod,
- uzemnenie.
 
Zachytávač je časť bleskozvodového zariadenia, ktorá zachytáva blesk. Zachytávačom môže byť železná tyč, rúrka alebo hocijaká iná kovová konštrukcia, ktorá prevyšuje okolie, alebo vyčnieva nad strechou alebo budovou. Zachytávače sa upevňujú podľa druhu a tvaru strechy. Čím väčšia je vzdialenosť upevňovacích bodov, tým je upevnenie istejšie. Čím je zachytávač (tyč, rúrka) dlhší, tým musí byť aj jeho upevnenie stabilnejšie, čiže vzdialenosť upevňovacích bodov musí byť väčšia.
 
Zvod sa vedie od päty zachytávača po streche a pripevňuje sa na podpery, ktorých konštrukcia sa prispôsobuje krytine. Vodiče zvodu sa umiestňujú najmenej 10 až 30 cm od steny, podľa možností na všetkých stranách budovy vo vzdialenosti asi 15 až 20 m od seba. Aby sme blesku pripravili cestu najmenším odporom, treba zvody viesť nielen najkratšou cestou, ale treba sa vyvarovať akýchkoľvek ostrých záhybov. Pri ostrých záhyboch a oblúkoch s malým polomerom sa blesk stretáva s veľkým odporom a môže z vedenia ľahko preskočiť na budovu. Prechody od zachytávačov po streche a prechod zo strechy na múr a z neho k uzemneniu treba robiť s čo najväčším polomerom zakrivenia. K zvodom sa pripája aj odkvapová rúra a plechové obloženie rímsy a iných architektonických ozdôb. Ale nie je správne, keď sa odkvapová rúra používa ako jediný zvod, lebo býva často poškodená, a tak netvorí súvislý vodič. Treba ju však na zvod pripojiť. Donedávna sa všeobecne ako uzemňovače používali uzemňovacie platne, ale dnes sa od nich už upúšťa. V súčasnosti sa používajú v prvom rade pásové alebo drôtové uzemňovače alebo tiež uzemňovacie tyče.
 
Bezpečnosť bleskozvodového zariadenia závisí predovšetkým od uzemňovacieho zariadenia, a to najmä od odporu uzemňovacej elektródy. Odpor medzi uzemňovacou elektródou a zemou, do ktorej je elektróda uložená, má byť čo najmenší. Uzemňovacím zariadením (uzemňovačom) sú všetky vodivé predmety (drôty, dosky, siete, tyče a pod.), ktoré sú v priamom styku s pôdou a slúžia na zvedenie náboja blesku do zeme. Pri správnom uzemnení má rozhodujúci význam odpor pôdy okolo uzemňovača. Na uzemnenie sú najvhodnejšie ílovité pôdy a najmenej vyhovuje piesok alebo skala.
 
4 Záver
Mojou prácou som sa snažil odovzdať Vám moje poznatky o tomto prekrásnom no zároveň aj veľmi nebezpečnom prírodnom živle. Taktiež som Vás chcel oboznámiť s ochranou proti jeho zničujúcim účinkom, čo je myslím si, že dosť dôležité vzhľadom na blížiace sa letné mesiace a s nimi späté vysokohorské túry, na ktorých je nebezpečenstvo búrok veľmi vysoké. Dúfam, že to čo ste sa dozvedieť chceli ste sa dozvedeli.
Oboduj prácu: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 (10-najlepšie, priemer: 9)

:: Prihlásenie



Založiť nové konto Pridať nový referát

Odporúčame

Prírodné vedy » Fyzika

:: KATEGÓRIE - Referáty, ťaháky, maturita:

0.020