Blesk, aneb co o blesku ještě „nevíte“ ? Autor: Zdeněk Šabatka / / Fyzikální panorama I.

Prezentace na téma: "Blesk, aneb co o blesku ještě „nevíte“ ? Autor: Zdeněk Šabatka / / Fyzikální panorama I."— Transkript prezentace:

1

2 Blesk, aneb co o blesku ještě „nevíte“ ? Autor: Zdeněk Šabatka / sabatka.z@seznam.cz; www.zs.webz.cz / Fyzikální panorama I.

3 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 2 Co se dozvíme? Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy blesků Detekce blesků

4 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 3 Proč se blesky zabývat? Smrtelné nebezpečí Statistika: opočet blesků: 100/s na Zemi, opočet blesků: asi 3 miliardy/rok, odoba trvání blesku : 250 ms (max. 1,2 s), odélka blesku : 600–2100 m (max. 4,9 km), ostřední hodnota proudu 250kA, onapětí do 200kV, oteplota až 30 000°C, orychlost kolem 100 000 km/s. oOsob zasažených bleskem umírá 80%. Proč se blesky zabývat?Proč se blesky zabývat? Historie Podstat vzniku blesku Druhy blesků Detekce blesků

5 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 4 Proč se blesky zabývat? Nebezpečí v letecké dopravě Nebezpečí pro raketoplány Zajímavý jev – těžko předpověditelný! Ale také … Proč se blesky zabývat?Proč se blesky zabývat? Historie Podstat vzniku blesku Druhy blesků Detekce blesků

6 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 5 … vděčný objekt fotografů

7 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 6 Proč se blesky zabývat? HistorieHistorie Podstata vzniku blesku Druhy blesků Detekce blesků Historie (výklady blesku a jeho principu) Zbraň Bohů (Zeus, Thor, Budha, Indiáni) Vědečtější (Aristoteles, Lukretius) Do 18. stol (vzdělanost mniši, kazatelé – jen filozofické úvahy) Vědecké (od 18. stol – rozvoj přírodních věd)

8 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 7 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku bleskuPodstata vzniku blesku Druhy blesků Detekce blesků Podstata vzniku blesku Pohyb vodních kapiček => tření kapiček a molekul vzduchu => zelektrizované kapičky => uvnitř nabito kladně, na povrchu záporně Působení větru (prudké nárazy) => rozpad na menší kapičky (tj. oddělení náboje) Rozdělení v mraku (Indukce) Výboj

9 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 8 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku bleskuPodstata vzniku blesku Druhy blesků Detekce blesků Podstata vzniku blesku Elektrický (atmosferický) výboj: –Mezi jednotlivými částmi mraku –Mezi oblaky navzájem –Mezi oblakem a zemí Etapy průběh blesku: –První (přípravná) etapa –Druhá (hlavní) etapa

10 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 9 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků Detekce blesků Druhy blesků: Eliášův oheň Čárový blesk Plošný blesk Perlový blesk Kulový blesk

11 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 10 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků Detekce blesků Eliášův oheň Tichý výboj doprovázený světélkováním a slabým praskáním Výskyt: během bouřek a vichřic Vzniká pokud mezi náboji na zemi a v oblacích není dostatečné napětí a nevytvoří se tak čárový výboj. Připomínají plamínky – oheň Pozorovatelé se ho často pokouší hasit – zbytečně.

12 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 11 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků Detekce blesků Čárový blesk Nejčastější druh Mezi zemí a mrakem (Vzniká spojením výboje zdola s čelem blesku (shora dolů), nebo pokud toto čelo dosáhne povrchu) Mezi mraky (až 3x častější) Klikatá, rozvětvená dráha – vodivost vzduchu není všude stejná (nejmenší odpor). Otázka: Mám dva stožáry (5m, 25m). Do kterého spíš udeří blesk? Odpověď: nedostatečný počet inf.

13 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 12 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků Detekce blesků Plošné blesky Vzniká uvnitř mraku Vypadá jakoby oblak vzplanul. Není doprovázen hřmění El. náboj nestačí na vytvoření čárového blesku mezi oblaky.

14 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 13 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků Detekce blesků Perlový (růžencový) blesk Několik svítících těles kulového tvaru (vzdálené 7 – 12 m) v řadě. Jeho tvar připomíná perly na šňůře. Většinou vzniká na dráze, po které předtím prošel již čárový blesk. „koule“ se objeví naráz, ale mizí pozvolna postupně („vybuchují“) Doprovázen značným zvukovým efektem

15 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 14 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků –Kulový blesk Detekce blesků Kulový blesk

16 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 15 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků –Kulový blesk Detekce blesků Kulový blesk

17 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 16 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků –Kulový blesk Detekce blesků Kulový blesk (vlastnosti) Kulovitý (hruškovitý) tvar Relativně nejčastěji se objevuje za zimních bouří a ke konci bouře Červená svítící koule nebo dutá koule 10-20 cm v průměru, obklopená namodralou vrstvou s neostrými hranicemi. (Bývá i bílá a ostře ohraničená.) Vydává syčivý, bzučivý nebo přerušovaný zvuk. Trvá od zlomků sekundy po několik minut, nejčastěji 3-5 sekund. Po zmizení zanechává často mlžný opar s ostrým zápachem, v průhledu hnědý, v dopadajícím světle modrý nebo bílý.

18 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 17 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků –Kulový blesk Detekce blesků Kulový blesk (vlastnosti) Bývá vidět na pozadí spodní části mraků, může se vznášet ve vzduchu nebo vznikat na povrchu nějakého předmětu. Nejčastěji následuje bezprostředně po úderu silného čárového blesku, blízko místa úderu. Ne však vždy. Mizí buď tiše, nebo se slabým prásknutím podobným výstřelu. Jindy je jeho zánik spojen s ohlušujícím výbuchem, při němž vyletují na všechny strany krátké jiskry. Jeho rychlost je značná, pohybuje-li se od mraku k zemi.V blízkosti země nebo v místnosti činí asi 2m/s. Může se též vznášet zcela nehybně. Jeho pohyb někdy souvisí se směrem větru, jindy nikoliv.

19 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 18 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků –Kulový blesk Detekce blesků Kulový blesk (vlastnosti) Může se rozpadnout na menší kulové blesky, měnit se v blesk perlový (vypadá jako řada kuliček navlečených na šňůrce; je vzácnější než blesk kulový) nebo naopak z něho vznikat. Někdy se objevují dva kulové blesky nad sebou a jsou spojeny řetízkem svítících perliček. Kulový blesk vznášející se ve vzduchu a usazený na povrchu předmětů mohou jeden v druhý vzájemně přecházet. Kulové blesky přichycené na povrchu předmětů bývají světlé, modré nebo bílé. Drží se dobrých vodičů, někdy se po nich kutálejí. Předmět, s nímž je v kontaktu, zahřívají, mohou jej i roztavit. Ve styku s lidským tělem mohou způsobit spáleniny nebo i smrt.

20 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 19 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků –Kulový blesk Detekce blesků Kulový blesk (vlastnosti) Volně se vznášející kulový blesk zanechává za sebou rudou stopu. Vyhýbá se dobrým vodičům a raději volí cestu vzduchem. Uzavřené místnosti a dutiny jej jakoby přitahují, vniká do nich otevřenými okny, dveřmi a štěrbinami, se zvláštní oblibou komínem. Po určité době kroužení v místnosti ji obyčejně opustí opět vzdušnou cestou, stejnou nebo jinou. Často vykoná několik kmitavých pohybů ve vertikálním směru. Člověku je neškodný, vyhýbá se mu jako dobrému vodiči. Přeměna kulového blesku vznášejícího se volně ve vzduchu na kulový blesk přichycený k předmětu nastává po krátké přestávce, kdy blesk náhle zamíří k některému blízkému vodiči. Při styku s vodou může zaniknout tiše nebo s výbuchem, může také existovat dál přichycen na vodní hladinu. Kulové blesky padající z mraků po dopadu na zem zpravidla vybuchují. Přeměna kulového blesku přichyceného k předmětu probíhá tak, že se blesk odtrhne a po šikmé dráze stoupá vzhůru. Obyčejně však brzy zanikne.

21 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 20 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků –Kulový blesk Detekce blesků Kulový blesk (vznik?) Mnoho hypotéz: Kousek antihmoty Malý jaderný reaktor / termojaderná bomba Malá černá díra Koule teplého vzduchu / hořících plynů Kousek plazmatu Malé tornádo … /saze z komína, nepodařená část obyčejného blesku, vodní bublina, pouťový balónek, svítící bahenní plyn, rádiově řízený model, supravodivý prstencem, neznámá látka, nebo prostě iluze /

22 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 21 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků –Kulový blesk Detekce blesků Kulový blesk (vznik?) Hypotéza „fraktálních klastrů“ Boris M. Smirnov Základ teorie – kostra blesku –Tvořená shlukem pevných částeček, aerosolu, dřevěného uhlí, pilinek –Rozměry částeček cca μm –Částečky vzniklé odpařením po úderu čár. blesku –Postupné přilepování –Struktura fraktálních klastrů (přechod mezi plynem a pevnou látkou) Ionty ze vzduchu se usazují na kostře (převážené záporný náboj – na povrchu) Pokud kostra není tvořena uhlím – bude se usazovat v pórech

23 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 22 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků –Kulový blesk Detekce blesků Kulový blesk (vznik?) Hypotéza „fraktálních klastrů“ Nastává proces hoření v OZÓNU –Pozorované záření (2 000°C) –Barevnost plamene – různé jiné příměsy Ozón vzniká při bouřkovém výboji. Jen hypotéza

24 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 23 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy bleskůDruhy blesků –Kulový blesk Detekce blesků Kulový blesk

25 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 24 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy blesků Detekce bleskůDetekce blesků CELDN - Central European Lightning Detection Network Středoevropská síť pro detekci a lokalizaci bleskových výbojů 1999 – nainstalovány blesk. detekč. čidla v ČR, SR, Pol, Maď Vznik 2002 Součástí celoevropského sdružení EUCLID (European Cooperation for Lightning Detection) CELDN - 20 detekčních přístrojů, EUCLID – 118 d.p. Zpracování dat – Karlsruhe (Něm.) v reálném čase se na základě dat ze senzorů vypočte čas, poloha, typ, špičková hodnota proudu ve výboji (v kA), případně polarita bleskového výboje a ihned se tyto údaje distribuují (v ČR – ČHMÚ) Každou desátou minutu je generován obrázek (v 1km a 2km rozlišení) na www.chmi.cz.www.chmi.cz

26 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 25 CELDN - Central European Lightning Detection Network Detektory (senzory) Magnetický zaměřovač („vyhledávač směrů“) Detekce blesků typu mrak – země ve vzdálenosti 400km a větší Každý určí směr k objevenému zablesknutí Rozlišení až 100ns Poloha blesku je určena výpočtem pomocí více měření (triangulací) – rozdíl časů detekce blesku

27 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 26 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy blesků Detekce bleskůDetekce blesků CELDN - Central European Lightning Detection Network

28 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 27 Proč se blesky zabývat? Historie Podstata vzniku blesku Druhy blesků Detekce bleskůDetekce blesků CELDN - Central European Lightning Detection Network

29 Blesk - prezentace Fyzikální panorama Zdeněk Šabatka (sabatka.z@seznam.cz) 28 Děkuji za pozornost! A přeji příjemné zkouškové! Bez zbytečných hromů a blesků.

30