Задание №19 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Молнии могут проходить в самих облаках (внутриоблачные молнии), а могут ударять в землю (наземные молнии). Для механизма электризации, описанного в тексте, как направлен (сверху вниз или снизу вверх) электрический ток разряда наземной молнии? Ответ поясните.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
Для ответа на вопрос задачи необходимо проанализировать механизм распределения зарядов в грозовом облаке и направление движения носителей заряда при разряде.
1. Распределение зарядов в облаке. Согласно общепринятому механизму электризации (описанному в физике грозовых явлений), в результате конвекционных потоков и столкновений частиц льда и капель воды происходит разделение зарядов. Верхняя часть грозового облака обычно заряжается положительно, а нижняя часть — отрицательно.
2. Электростатическая индукция. Отрицательно заряженное основание облака индуцирует на поверхности Земли под собой положительный заряд. Таким образом, между нижней кромкой облака и Землёй создаётся сильное электрическое поле, направленное от Земли к облаку (так как вектор напряжённости направлен от «плюса» к «минусу»).
3. Направление тока. При достижении критической напряжённости поля происходит пробой воздуха — молния. В физике за направление электрического тока принято считать направление движения положительно заряженных частиц. В случае наземной молнии отрицательно заряженные электроны устремляются от нижней части облака к Земле. Следовательно, ток (как движение условных положительных зарядов) будет направлен в противоположную сторону — от Земли к облаку.
4. Вывод. Поскольку нижняя часть облака заряжена отрицательно, а поверхность Земли — положительно, электрический ток при разряде наземной молнии направлен снизу вверх.
Ответ: Снизу вверх. Нижняя часть облака заряжена отрицательно, а поверхность Земли под ним — положительно. Так как за направление тока принято направление движения положительных зарядов, ток направлен от Земли к облаку.
Источник: ФИПИ