Наталья Ушакова
Секция «Неживая природа». Исследовательский проект «Загадки молнии» для детей старшего дошкольного возраста
Мой исследовательский проект называется "Загадка молнии "
Актуальность.
Однажды летом, когда я находился дома, вдруг за окном что-то загрохотало, я подбежал к окну и увидел огненные стрелы на небе это началась гроза У меня возникло много вопросов: что такое молния, как она образуется какой бывает, опасна молния для человека или нет. Поэтому я выбрал предметом своего исследования природное явление - молнию.
Публикация «Секция „Неживая природа“, Исследовательский проект „Загадки молнии“ для детей старшего дошкольного возраста» размещена в разделах
- Гроза, молния
- Живая-неживая природа. Проекты, планы тематических недель
- Исследовательская деятельность
- Неживая природа
- Погода и природные явления
- Проекты. Проектная деятельность
- Старшая группа
- Экология, экологическое воспитание, природа
- Темочки
И целью моей исследовательской работы стало;
Узнать, как можно больше об удивительном природном явлении - молнии и возможности получить её самому.
Я решил разгадать загадки молнии и выдвинул гипотезу; смогу ли я сам получить молнию.
Объект исследования : природное явление - молния.
Предмет исследования; способ получения искусственной молнии.
Задачи исследования :
• узнать, как можно больше об этом природном явлении, и механизм его образования;
• провести эксперименты;
• обобщить и сделать вывод.
Методы моей работы:
• изучение познавательной литературы, сбор информации в интернете;
• опрос;
• просмотр детских телепередач;
• эксперименты;
• анализ, обобщение, выводы;
• изготовление лэпбука.
Введение
Летит птица орёл,
Несёт в зубах огонь,
Огневые стрелы пускает,
Никто её не поймает.
Догадались что это? Конечно - это молния!
Молнии интересовали человечество во все времена. В глубокой древности грозы и молнии боялись все от мала до велика. Молнии почти всегда бывают во время грозы. Одно известно точно - это гигантская искра. Словно взорвался миллиард электрических лапочек. Длина её огромна – несколько сотен километров. От нас она очень далеко, вот поэтому мы сначала видим её целиком и только потом слышим гром. Это «голос» молнии ведь свет долетает до нас быстрее чем звук. Рождается молния обычно в грозовом облаке высоко над землёй. Грозовые облака появляются, когда воздух сильно нагревается. Вот почему после сильной жары бывают потрясающие грозы с молниями.
Мне стало интересно, что знают ребята из моей группы про молнию. Для этого я провел небольшой опрос. В опросе приняли участие 18 детей. Я задал им три вопроса что такое молния, в какое время года можно её увидеть и как она образуется.
На первый вопрос 11 детей мне ответили, что это - электрический разряд. На второй вопрос ответ знают все дети, что молния появляется летом во время грозы. А как образуется молния никто из детей не ответил.
Поэтому я захотел, разгадать загадки молнии и рассказать об этом своим друзьям
Глава 1.
1.1. Из истории.
Из информации в интернете я узнал много интересного. Во многих культурах молнию считали посланием богов. В древней Греции считалось, что место попадания молнии – священно. Это ориентир, по которому души умерших и погибших следуют в подземное царство мертвых. Римляне же думали, что убитый грозой человек, попал в немилость богам и для него не проводили обряд погребения.
У славян тоже были свои приметы. Пожар, возникший от молнии, не тушили (а если и тушили, то молоком или квасом – магический огонь, как ни есть, а угли с пожарища растаскивали по домам, как оберег от такой же беды. Были такие народности, которые верили, что грибы вырастают в местах, где ударила молния.
Еще на Руси считали, что во время грозы можно отвернуть Божий гнев с помощью колокольного звона. В результате не один звонарь погиб от удара молнии.
Примерно в начале XVII века грозами начинают активно интересоваться учёные. В нашей стране это были великий Михаил Ломоносов и его напарник по фамилии Рихман, который в 1753 г., исследуя атмосферное электричество, погиб от удара молнии. В Англии – знаменитый Бенджамин Франклин.
С тех пор было сделано множество открытий и изобретено большое количество приборов, которые позволяют избежать разрушений при ударе молнии и изучить мельчайшие подробности возникновения молний. Однако, пристальные взгляды учёных до сих пор прикованы к этому удивительному явлению-молнии.
Проводилось множество исследований на темы, связанные с возникновением и распространением молниевого разряда, а также на темы, связанные с защитой зданий и сооружений от прямых ударов молнии. Однако и по сей день это величественное явление природы скрывает в себе множество загадок и продолжает удивлять всех своим величием и непредсказуемостью.
1.2 Механизм возникновение молнии.
Наверное, все знают о гипотезе Бенджамина Франклина, согласно которой молния – это разряд, возникающий между облаками и поверхностью Земли просто из-за разницы в их разрядах. Но в этой теории есть одно уязвимое место. Для возникновения разряда необходимо, чтобы между облаками и поверхностью (или соседними облаками) была слишком уж большая разница по зарядам.
И мне герои научного мультфильма смешарики рассказали, как образуется молния. Я понял так.
Молния рождается внутри грозовой тучи. Здесь всегда холодно и капельки воды превращаются в льдинки. Одни из них больше размером, другие меньше. Мелкие кристаллы стремятся наверх, а большие собираются внизу. При этом малыши обладают положительным зарядом, а крупные – отрицательным. Льдинки постоянно двигаются и натыкаются друг на друга. Между ними образуется электрическое напряжение. Оно такое сильное, что образует разряд, который мы и видим, как яркую вспышку света. Молнии могут прорываются сквозь тучи или возникать внутри тучи.
На небе замелькают вспышки молний, послышаться раскаты грома и на землю обрушится шквал дождя. Так будет продолжаться до тех пор, пока внутри тучи борются восходящие и нисходящие потоки. Когда последние побеждают, дождь и ветер стихают, и гроза вдруг прекращается.
1.2. Виды молнии.
Ученые считают, что на нашей планете можно встретить разные виды молний. Самые необычные по форме, цвету и по месту их появления молнии бывают.
Линейная молния туча-земля.
Ученые считают, что молнии образуются в результате распределения электронов в облаке, обычно позитивно заряжен верх облака, а негативно — из. В результате получаем очень мощный конденсатор, который может время от времени разряжаться в результате скачкообразного преобразования обычного воздуха в плазму (это происходит из-за все более сильной ионизации атмосферных слоев, близких к грозовым тучам). Кстати, температура воздуха в месте прохождения заряда (молнии) достигает 30 тысяч градусов, а скорость распространения молнии — 200 тысяч километров в час.
Молния земля-облако.
Образуются они в результате накапливающегося электростатического заряда на вершине самого высокого объекта на земле, что делает его весьма «привлекательным» для молнии. Такие молнии образуются в результате «пробивания» воздушной прослойки между вершиной заряженного объекта и нижней частью грозовой тучи.
Молния облако-облако
Поскольку верхняя часть облака заряжена позитивно, а нижняя — негативно, рядом стоящие грозовые облака могут простреливать электрическими зарядами друг друга
Горизонтальная молния
Горизонтальная молния. Эта молния не бьет в землю, она распространяется в горизонтальной плоскости по небу. Иногда такая молния может распространяться по чистому небу, исходя от одной грозовой тучи. Такие молнии очень мощные и очень опасные.
Ленточная молния
Ленточная молния — несколько одинаковых зигзагообразных разрядов от облаков к земле, параллельно смещённых относительно друг друга с небольшими промежутками или без них.
Жемчужная (пунктирная молния)
Редкая форма электрического разряда при грозе, в виде цепочки из светящихся точек. Время существования молнии 1–2 секунды. Примечательно, что траектория молнии нередко имеет волнообразный характер. В отличие от линейной молнии след молнии не ветвится — это является отличительной особенностью этого вида.
Шторовая молния
Шторовая молния выглядит как широкая вертикальная полоса света, сопровождающаяся низким негромким гулом.
Объёмная молния
Объёмная молния – белая или красноватая вспышка при низкой полупрозрачной облачности, с сильным звуком треска “отовсюду”. Чаще наблюдается перед основной фазой грозы.
Эльфы
Эльфы представляют собой огромные, но слабосветящиеся вспышки-конусы диаметром около 400 км, которые появляются непосредственно из верхней части грозового облака. Высота эльфов может достигать 100 км, длительность вспышек — до 5 мс.
Джеты
Джеты представляют собой трубки-конусы синего цвета. Высота джетов может достигать 40-70 км (нижняя граница ионосферы, живут джеты относительно дольше эльфов.
Спрайты
Спрайты — некое подобие молнии, бьющей из облака вверх. Впервые это явление было зафиксировано в 1989 году случайно. Сейчас о физической природе спрайтов известно крайне мало.
Шаровые молнии
Шаровая молния — светящийся плавающий в воздухе плазменный шар, уникально редкое природное явление.
Некоторые люди утверждают, что шаровых молний не бывает. Другие размещают видео шаровых молний на YouTube и доказывают, что все это — реальность. В общем, ученые пока твердо не уверены в существовании шаровых молний.
Огни Святого Эльма
Огни Святого Эльма — разряд в форме светящихся пучков или кисточек (или коронный разряд, возникающий на острых концах высоких предметов (башни, мачты, одиноко стоящие деревья, острые вершины скал и т. п.) при большой напряжённости электрического поля в атмосфере. При грозе или при её приближении, и зимой во время метелей.
Вулканические молнии.
По одному из многочисленных предположений ученых вулканические молнии возникают вследствие того, что пузыри магмы, выбрасываемые вверх, либо вулканический пепел несут электрический заряд, и при их движении возникают молнии.
1.4 Интересные факты о молнии
• Ежесекундно на Земле вспыхивает около 700 молний. Мировым очагом гроз является остров Ява -220 грозовых дня в году, Африка - 150. В России это Москва -20, С-Петербург -15, Архангельск – 10 грозовых дней в году.
• Длина молнии достигает нескольких километров, а диаметр ее канала иногда составляет метр и больше. Сила тока в канале молнии огромна : от 1—2 до 200 кА. Длительность разряда составляет тысячные доли секунды. Общий заряд, протекающий при одной вспышке молнии, не превосходит десятка или сотни кулонов.
• Некоторые разряды простираются в атмосфере на расстояние до 20 км.
• Американец Рой Салливан остался живым после семи ударов молнией. Другой американец, майор Саммерфорд умер после продолжительной болезни (результат удара третьей молнией). Четвёртая молния полностью разрушила его памятник на кладбище
• У одного из племен индейцев удар молнией считается необходимым для достижения высших уровней шаманской инициации.
• Если мужчина и женщина во время грозы находятся в открытом поле, то с большей долей вероятности можно утверждать, что разряд молнии поразит мужчину, а не женщину, если, конечно, на ней нет каких-либо украшений из металла. И объяснить данный факт пока не могут даже ученые.
• Считается, что молния всегда сбивает самолеты. В реальности, молния регулярно попадает в самолеты, но редко приводит к крушению. В среднем, по меньшей мере, раз в год в каждый самолет попадает молния. Большинство самолетов сделаны из алюминия, который является хорошим проводником электричества, поэтому для самолетов предусмотрены строгие правила техники безопасности.
• Даже установка молниеотвода не гарантирует полную защиту здания от неприятностей. От прямых попаданий молнии молниеотвод защищает, но от так называемых вторичных проявлений — нет. Дело в том, что при попадании молнии в землю или какой-то объект в радиусе до 1500 метров от здания существует вероятность перемещения к нему электрических разрядов по различным коммуникациям, способным проводить ток: системы электроснабжения, связи, газопровод.
• Молнии приносят пользу : они успевают выхватить из воздуха млн тонн азота, связать его и направить в землю, удобряя почву. Средняя длина молнии 2,5 километра.
• Температура молнии почти в 5 раз выше, чем поверхность Солнца.
• Из-за высокой температуры, молнии, попадая в песок, расплавляют его в стекло. (фульгурит)
Фульгурит — окаменевшая молниия. Слово «фульгурит» происходит от латинского fulgur, что означает молния. Самые длинные из раскопанных фульгуритов уходили под землю на глубину более пяти метров. Фульгуритами также называют оплавленности твердых горных пород, образованные ударом молнии; они иногда в большом количестве встречаются на скалистых вершинах гор. Фульгуриты, состоящие из переплавленного кремнезема, обыкновенно представляют собой конусообразные трубочки толщиной с карандаш или с палец. Их внутренняя поверхность гладкая и оплавленная, а наружная образована приставшими к оплавленной массе песчинками. Цвет фульгуритов зависит от примесей минералов в песчаной почве. Большинство из них имеют рыжевато-коричневый, серый или черный цвет, однако встречаются зеленоватые, белые или даже полупрозрачные фульгуриты.
• Если вы в мокрой одежде, то молния нанесет меньше вреда.
• Молнии существуют и на других планетах, таких как Венера, Сатурн, Юпитер и Урана
• Чаще, чем в другие деревья, молнии попадают в дубы.
• Молния может не только навредить человеку, но и вылечить его. 1980 году после её удара вернулось зрение и слух человеку. Другой человек по профессии врач, когда пришел в себя начал сочинять музыку.
• В середине 18 века некоторые дамы носили на своих шляпках молниеотводы, а заземляющая проволока волочилась следом.
• У нас на Урале чаще бывают грозы с молниями в конце лета. 2020 году астрономы засняли видео вспышек спрайтов красного цвета.
1.5. Молнии – серьезная угроза для жизни людей.
Воздух в зоне канала молнии практически мгновенно разогревается до температуры 30 000-33 000° Удар молнии в мире несёт не только разрушает здания, но от её разряда гибнут люди.
Ученые не только наблюдали за молнией, но и искали способы защиты от неё. В 1752 Бенджамин Франклин ученый англичанин первый придумал устанавливать на высоких зданиях железные штыри (молниеотводы). Молниеотвод соединен с землей и надежно изолирован от дома. Так как молния идет к земле, она попадает в этот штырь и разряжается, не причиняя вреда зданию.
Человек тоже, может защитить себя если будет знать следующие правила.
Важно знать правила поведения во время грозы.
• Закройте все окна и двери.
• Выключите из розеток все электроприборы. Не прикасайтесь к ним и к телефонам, во время грозы.
• Не подходите к металлическим предметам они могут проводить электричество.
• Постарайтесь зайти в дом или в машину. В машине не прикасайтесь к металлическим частям. Автомобиль не должен быть припаркован под деревом, чтобы при ударе в него молнии, дерево не упало на вас.
• Если в комнату залетела шаровая молния, постарайтесь тихо выйти. Если не удается выйти — хотя бы замрите на месте и вытяните руки.
• Если укрытия нет, выйдите на открытое пространство и, согнувшись, прижмитесь к земле. Но просто ложиться нельзя!
• В лесу лучше укрыться под низкими кустами. Никогда не стойте под отдельно стоящим деревом.
• Избегайте башен, оград, высоких деревьев, телефонных и электрических проводов, автобусных остановок.
• Не подходите к озеру, реке или другим водоемам.
• Снимите с себя все металлическое. Если гроза застала вас в лодке, и к берегу приплыть вы уже не успеваете, пригнитесь ко дну лодки, соедините ноги и накройте голову и уши.
Вывод.
Из научной литературы, интернета и мультсериала; я узнал, что на нашей планете существуют разные виды молний, что ученые Бенджамин Франклин, Михаил Ломоносов, Георг Рихман, доказали, что молния - это огромной силы электрический разряд который образуется внутри грозового облака в результате трения. Так же я узнал, что молния может быть опасна для человека, а в редких случаях лечит его, или награждает новыми способностями. Ещё узнал, что в 18 веке в Англии впервые придумали и установили для защиты высоких сооружений молниеотвод. Но до конца природа молнии не изучена.
Глава 2.
2.1. Эксперимент
Для эксперимента мы нашли в интернете опыт «Оловянная молния»
Цель: с помощью опыта мы увидим появление искусственной молнии.
Материалы: батарейка, коннектор, хлорид олова, крокодильчики, перчатки.
Ход: К каждому проводу коннектора подсоединили по «крокодилу», крокодилы закрепили с двух концов к чашке Петри напротив друг друга. Одели перчатки и вылили в чашку хлорид олова. Присоединили батарейку. Стали наблюдать и снимать видео. Вот, что произошло (см видео) когда присоединили батарейку мы наблюдали, что электрический ток от отрицательного электрода стал стремиться к положительному электроду увидели, как возникает молния через образования кристаллов олова.
Вывод: таким образом мы смогли создать только искусственную оловянную молнию. Наблюдали образование кристаллов олова, которые растут от отрицательного электрода к положительному. Получили принцип возникновения молнии в природе.
2.2. Заключение
В результате нашего исследования я узнал, что молния – интересное природное явление, про которое, я собрал материал в своём лепбуке «Загадки молнии»
Я точно знаю, что молния опасна! Поэтому составил памятку, как вести себя во время грозы и раздал её своим друзьям.
А проведя эксперимент, я понял, что в домашних условиях молнию получить невозможно. В эксперименте, мы получили не молнию, а принцип её появления в природе.
Моя гипотеза смогу ли я сам получить молнию
не подтвердилась потому, что молния - это сильнейший электрический разряд, который не возможно получить в домашних условиях.
Когда я подрасту я хочу исследовать дальше этот вопрос. А вдруг у меня получиться приручить молнию.
Список литературы.
1. Азбука природы, «Грозовые явления в атмосфере», Франция «Ридерз Дайджест», 2001
2. Богданов, К. Ю. Молния : больше вопросов, чем ответов // Наука и жизнь. – 2007. - № 2.
3. Остапенко, В. Шаровая молния – сгусток холодной плазмы // Техника молодежи. – 2007.
4. 3. Смирнов Б. М. Молния - что же это такое ж Природа, 2000 г. №2;
5. 4. Юман М. А., Молния, пер. с англ., М., 2010г;
