Blesky a hromy

Obsah >>>        

BleskyPůvod blesků byl záhadou až do druhé poloviny 18. století. Dnes víme, že jsou způsobeny nevyvážeností elektrického náboje mezi dvěma mraky nebo mezi mrakem a povrchem země. Spodní část mraku může mít přebytek elektronů, které ionizují vzduch i povrch země pod mrakem. Dochází k hromadění kladného náboje na povrchu země a napětí mezi mrakem a zemí roste, dokud náhlý proud nabitých částic - blesk - nevyrovná náboje mraku a země. Hrom je zvukový efekt, provázející bleskový výboj. Vzniká prudkým zahřátím a rozpínáním vzduchu na dráze blesku.

Blesk je obrovský jiskrový výboj, délka dráhy blesku je v průměru 2-3 km, trvání 0,001 s a teplota 20.000°C i víc. Napětí mezi mrakem a zemí je desítky až stovky milionů V, průměrný proud kolem 20.000 A. Energie, uvolněná při úderu blesku, je obrovská a dosahuje i několika stovek kWh, soustředěných do velmi krátkého časového okamžiku. Proto mohou mít blesky tak ničivé účinky a proto je tak důležitá důkladná ochrana proti nim.

Budovy se chrání před účinky blesků bleskosvody. Jsou to kovové tyče s hrotem, postavené na nejvyšších místech budovy a vodivě spojené s uzeměním (kovovou deskou zakopanou v zemi). Vynálezcem bleskosvodu je sice Prokop Diviš (1754), ale dnešní bleskosvody vycházejí z podstatně jednoduššího návrhu Benjamina Franklina (1762). Elektrická vedení se před blesky chrání růžkovými bleskojistkami.
A ještě jedna poznámka - běžně používaný název hromosvod je vlastně nesmyslný, protože hrom je pouze neškodný zvukový efekt, provázející s určitým zpožděním úder blesku.

Ochrana před bleskem:

  • nejlepší ochranou osob jsou budovy opatřené řádným bleskosvodem
  • v bouři se nezdržujeme na otevřeném prostranství, zejména na nechráněných výšinách
  • v bouři je nebezpečná chůze, jízda na kole nebo na motocyklu hlavně na cestách, které nejsou vroubeny stromořadím nebo elektrickým vedením
  • musíme-li být za bouře pod stromem, nestojíme těsně u kmene a chodidla máme těsně u sebe (aby mezi nimi při případném úderu blesku nemohlo vzniknout tzv. krokové napětí)
  • stejná zásada platí i když stojíme u zdí budov, nedotýkáme se okapů, svodů bleskosvodu a jiných kovových součástí
  • za bouřky se nikdy nekoupeme a nejezdíme v loďce
  • kovová karoserie automobilu nebo letadla představuje Faradayovu klec, která chrání cestující uvnitř před účinky případného zásahu bleskem

BleskJak daleko je bouře? Zjistíme to snadno, protože blesk vyvolává dva jevy, světelný záblesk a zvukové zahřmění. Světlo blesku se šíří rychlostí 300.000 km/s, zvuk hromu rychlostí jen 340 m/s. Blesk uvidíme prakticky okamžitě, zvuk hromu až mnohem později. Je-li bouře ve vzdálenosti 1 km, uslyšíme hrom až přibližně za 3 sekundy po spatření blesku. Vzdálenost bouřky tedy zjistíme tak, že změříme v sekundách dobu, která uplyne mezi bleskem a zahřměním, a tento údaj dělíme třemi. Výsledek přibližně udává vzdálenost bouřky v kilometrech.

Kulový blesk zůstává dodnes málo objasněným přírodním jevem, který nemá s klasickým bleskem mnoho společného. Podle nejrozšířenější teorie se jedná o plazmový útvar ve tvaru koule, vznikající výjimečně účinkem vysokého tlaku, teploty a elektromagnetického pole. Pohybuje se většinou prouděním vzduchu a trvá i několik desítek sekund. Zaniká většinou tiše, někdy také při jeho zániku dojde k explozi. Pro připomenutí - plazma je čtvrté skupenství hmoty a jedná se o silně ionizované plyny při vysokých teplotách. Příkladem plazmy je také ionizovaný vzduch v elektrickém oblouku, v plazmatickém stavu je naše Slunce i ostatní hvězdy.
Laboratorní pokusy s plazmatem mohou být klíčem k řízené termonukleání reakci. Věda takový klíč bezúspěšně hledá už desítky let, a přitom pochopení kulového blesku a jeho úspěšné napodobení v laboratoři možná povede k cíli - pokud se ovšem ukáže, že plazmová teorie je správná.