Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гром является звуком , вызванной молнией . [1] [2] [3] В зависимости от расстояния и характера молнии, она может варьироваться от резкого громкого треска до долгого тихого грохота (бронтид). Внезапное повышение давления и температуры от молнии вызывает быстрое расширение воздуха внутри и вокруг пути удара молнии. В свою очередь, это расширение воздуха создает звуковую ударную волну , которую часто называют «раскатом грома» или «раскатом грома». Изучение грома известно как бронтология .

Этимология [ править ]

D в современном английском громе (от более раннего староанглийского þunor ) является вставным , и теперь нашел, а в современном голландском Дондер (см Средних голландской donre , также древнескандинавский Thorr , Старый фризской þuner , древневерхненемецкий Donar , все в конечном счете спускался от протогерманского * unraz ). В переводе с латыни этот термин был tonare « громить ». Имя нордического бога Тора происходит от древнескандинавского слова «гром».[4]

Общий протоиндоевропейский корень - * tón-r̥ или * tar- , также встречается в галльских таранидах . [5]

Причина [ править ]

Причина грома была предметом мнений и научных исследований на протяжении веков . [6] Раньше считалось, что это сделали божества, но древнегреческие философы приписывали это естественным причинам, таким как ветер, ударяющий по облакам ( Анаксимандр , Аристотель ) и движение воздуха в облаках ( Демокрит ). [7] Римский философ Лукреций считал, что это произошло из-за звука града, столкнувшегося с облаками. [7]

К середине 19 века общепринятой теорией было то, что молния создает вакуум ; коллапс этого вакуума вызвал то, что известно как гром. [6]

В 20-м веке возникло общее мнение, что гром должен начинаться с ударной волны в воздухе из-за внезапного теплового расширения плазмы в канале молнии. [8] [7] Температура внутри канала молнии, измеренная с помощью спектрального анализа , изменяется в течение 50 мкс , резко возрастая от начальной температуры примерно 20 000  K до примерно 30 000 K, а затем постепенно снижается до примерно 10 000 K. в среднем составляет около 20 400 К (20 100 ° C; 36 300 ° F). [9]Этот нагрев вызывает быстрое расширение наружу, воздействуя на окружающий более холодный воздух со скоростью, превышающей скорость звука, которую в противном случае мог бы распространить. Возникающий в результате движущийся наружу импульс представляет собой ударную волну [10], в принципе похожую на ударную волну, образованную взрывом или на фронте сверхзвукового самолета . В непосредственной близости от источника уровень звукового давления грома обычно составляет 165-180 дБ , но в некоторых случаях может превышать 200 дБ . [11]

Экспериментальные исследования смоделированной молнии дали результаты, в значительной степени согласующиеся с этой моделью, хотя продолжаются споры о точных физических механизмах этого процесса. [12] [8] Были предложены и другие причины, основанные на электродинамических эффектах огромного тока, действующего на плазму в разряде молнии. [13]

Последствия [ править ]

Ударная волна при грозе достаточна для причинения материального ущерба [6] и травм, например, внутреннего ушиба , для находящихся поблизости людей. [14] Гром может разорвать барабанные перепонки находящихся поблизости людей, что приведет к необратимому ухудшению слуха. [6] Даже в противном случае это может привести к временной глухоте. [6]

Типы [ править ]

Ваврек и др. (nd) сообщил, что звуки грома делятся на категории, основанные на громкости , продолжительности и высоте тона . [6] Хлопки - это громкие звуки продолжительностью от 0,2 до 2 секунд, содержащие более высокие звуки. Раскаты - это звуки, изменяющиеся по громкости и высоте. Валки представляют собой неравномерную смесь громкости и высоты тона. Грохот менее громкий, длится дольше (до более 30 секунд) и низкий.

Инверсионный гром возникает, когда удары молнии между облаком и землей происходят во время инверсии температуры; Результирующий звук грома имеет значительно большую акустическую энергию, чем с того же расстояния в неинверсионном состоянии. В инверсии воздух у земли холоднее, чем у земли; инверсии часто возникают, когда теплый влажный воздух проходит над холодным фронтом. При инверсии температуры предотвращается вертикальное рассеивание звуковой энергии, как при неинверсии, и, таким образом, она концентрируется в приземном слое. [15]

Гром - это звук, производимый молнией .

Молния облако-земля обычно состоит из двух или более ответных ударов от земли к облаку. Более поздние ответные удары имеют большую акустическую энергию, чем первые. [ необходима цитата ]

Восприятие [ править ]

Наиболее заметный аспект молнии и грома заключается в том, что молния видна раньше, чем гром. Это следствие того, что скорость света намного превышает скорость звука . Скорость звука в сухом воздухе составляет примерно 343 м / с, или 1127 футов / с, или 768 миль в час (1236 км / ч) при 20 ° C (68 ° F). [16] Это означает примерно 3 секунды на километр (5 секунд на милю); фраза «тысяча и одна ... одна тысяча и две ...» - полезный метод подсчета секунд от восприятия данной вспышки молнии до восприятия ее грома (который может использоваться для измерения близости молнии ради безопасности).

Очень яркая вспышка молнии и почти одновременное резкое «трещина» грома, Громовой грохот , поэтому указывает на то, что удар молнии был очень близок.

Очень близко [ количественно ] трещины от грома

Соседняя молния описывалась сначала как щелчок или рвущийся звук, затем звук выстрела или громкий треск / щелчок, за которым следовало непрерывное урчание. [6] Ранние звуки исходят от ведущих частей молнии, затем от ближних частей обратного удара, затем от дальних частей обратного удара. [6]

См. Также [ править ]

  • Thunderbolt
  • Гроза
  • Бронтофобия (боязнь грома)
  • Звуковой эффект Castle Thunder
  • Молния
  • Список богов грома
  • Туманы

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Суровая погода 101: Основы молнии" . nssl.noaa.gov . Проверено 23 октября 2019 года .
  2. ^ «Факты грома» . factjustforkids.com . Проверено 23 октября 2019 года .
  3. ^ "Звук грома" . weather.gov . Проверено 23 октября 2019 года .
  4. ^ "гром". Оксфордский словарь английского языка (2-е изд.). Оксфорд, Англия: Издательство Оксфордского университета. 1989 г.
  5. ^ Матасович, Ранко. Этимологический словарь протокельтского языка . Лейден, Нидерланды: Brill. 2009. с. 384. ISBN 978-90-04-17336-1. 
  6. ^ a b c d e f g h Ваврек, Р.Дж., Китил, Р., Холле, Р.Л., Олсопп, Дж., и Купер, Массачусетс, (nd). Наука грома. Получено с http://lightningsafety.com/nlsi_info/thunder2.html.
  7. ^ a b c Хейдорн, KC (1999). Гром: Голос небес. Получено с http://www.islandnet.com/~see/weather/elements/thunder1.htm.
  8. ^ a b Раков, Владимир А .; Умань, Мартин А. (2007). Молния: физика и эффекты . Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета . п. 378. ISBN 978-0-521-03541-5.,
  9. ^ Корай, Vernon (2003). Вспышка молнии . Лондон: Институт инженеров-электриков . стр.  163 -164. ISBN 978-0-85296-780-5.
  10. ^ "Гром" . Encyclopdia Britannica . Архивировано 07 июня 2008 года . Проверено 12 сентября 2008 .
  11. ^ «Таблица предельного уровня звукового давления в децибелах» . Проверено 13 декабря 2020 .
  12. ^ МакГорман, Дональд Р .; Ржавчина, В. Дэвид (1998). Электрическая природа штормов . Издательство Оксфордского университета . С. 102–104. ISBN 978-0195073379. Архивировано 28 июня 2014 года . Проверено 6 сентября 2012 .
  13. ^ P Грано (1989). «Причина грома». J. Phys. D: Прил. Phys . 22 (8): 1083–1094. Bibcode : 1989JPhD ... 22.1083G . DOI : 10.1088 / 0022-3727 / 22/8/012 .
  14. Перейти ↑ Fish, Raymond M (2004). «Термическое и механическое ударно-волновое поражение» . В Nabours, Роберт Э (ред.). Электротравмы: инженерные, медицинские и юридические аспекты . Тусон, Аризона: Издательство юристов и судей. п. 220 . ISBN 978-1-930056-71-8.
  15. ^ Дин А. Поллет и Майкл М. Кордич (2013-04-08). «Руководство пользователя системы прогнозирования интенсивности звука (SIPS), установленной в Военно-морском подразделении по обезвреживанию взрывоопасных предметов (Naveodtechdiv)» . Системный отдел Февраль 2000 г. dtic.mil. Архивировано из оригинала 8 апреля 2013 года .
  16. ^ Справочник по химии и физике, 72-е издание, специальное студенческое издание . Бока Ратон: The Chemical Rubber Co., 1991. стр. 14,36. ISBN 978-0-8493-0486-6.

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с Thunder на Викискладе?
  • Наука грома
  • Гром: Дитя молнии
  • Викиучебники: Инженерная акустика / Громовая акустика
  • Шторм: звук грома в стереозвуке