Sét - Hiện tượng thiên nhiên kì thú

Chia sẻ: Camthudanvip Camthudanvip | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

75
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sét là một trong những màn trình diễn đẹp nhất trong tự nhiên. Nó cũng là một trong những hiện tượng thiên nhiên gây chết chóc nhiều nhất đối với loài người. Với nhiệt độ chớp lửa nóng hơn bề mặt mặt trời và các sóng xung kích phát ra theo mọi hướng, sét là một bài học trong khoa học vật lí lẫn nhân loại học.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sét - Hiện tượng thiên nhiên kì thú

Sét – hi n tư ng thiên nhiên kì thú Sét là m t trong nh ng màn trình di n p nh t trong t nhiên. Nó cũng là m t trong nh ng hi n tư ng thiên nhiên gây ch t chóc nhi u nh t i v i loài ngư i. V i nhi t ch p l a nóng hơn b m t m t tr i và các sóng xung kích phát ra theo m i hư ng, sét là m t bài h c trong khoa h c v t lí l n nhân lo i h c. Ngoài v p tráng ki n c a nó, sét còn i vào khoa h c v i m t trong nh ng bí n c c b l n nh t c a nó. Nó ho t ng như th nào? Ngư i ta thư ng bi t r ng sét phát sinh trong nh ng h giông bão tích i n, nhưng phương th c các ám mây tích i n v n còn là m t n s . Trong bài vi t này, chúng ta s kh o sát hi n tư ng sét nhìn t trong ra b n có th hi u rõ hi n tư ng này. Mĩ, có hơn 1000 ngư i b sét ánh m i năm. Sét b t u v i m t quá trình kém bí n hơn: vòng tu n hoàn nư c. hi u tr n v n vòng tu n hoàn nư c ho t ng như th nào, trư c h t chúng ta ph i tìm hi u các nguyên lí bay hơi và ngưng t . S bay hơi là m t quá trình nh ó m t ch t l ng h p th nhi t và bi n thành hơi. L y thí d m t vũng nư c sau m t cơn mưa rào. Vì sao vũng nư c ó khô i? Nư c trong vũng h p th nhi t t m t tr i và môi trư ng xung quanh và thoát ra d ng hơi nư c. “Thoát ra” là thu t ng ư c s d ng khi trình bày v s bay hơi. Khi ch t l ng là i tư ng ch u nhi t, thì các phân t c a nó chuy n ng ra xung quanh nhanh hơn. M t s phân t có th chuy n ng nhanh ch c th ng b m t ch t l ng và mang nhi t ra ngoài dư i d ng hơi ho c khí. M t khi ã thoát kh i s ràng bu c c a kh i ch t l ng, hơi nư c b t u b c lên cao trong khí quy n. S ngưng t là quá trình nh ó m t ch t hơi ho c khí m t nhi t và bi n thành ch t l ng. H khi nào có nhi t truy n t i, thì nó chuy n t nhi t cao hơn sang nhi t th p hơn. Cái t l nh trong nhà s d ng nguyên lí này làm l nh th c ph m và nư c u ng c a b n. Nó cung c p m t môi trư ng nhi t th p h p th nhi t t th c ăn và u ng c a b n và 1
mang nhi t ó ra bên ngoài trong cái g i là chu trình máy l nh. khía c nh này, b u khí quy n óng vai trò m t cái t l nh kh ng l i v i ch t khí và hơi. Khi hơi ho c ch t khí b c lên cao, nhi t trong không khí xung quanh càng lúc càng gi m i. Không bao lâu sau, hơi nư c, cái mang nhi t ra kh i ch t l ng “m ” c a nó, b t u m t nhi t sang khí quy n. Khi nó b c lên nh ng cao càng l n và nhi t càng th p, cu i cùng thì ph n nhi t m t i làm cho hơi nư c ngưng t và tr l i tr ng thái l ng. Gi ta hãy áp d ng hai khái ni m này cho vòng tu n hoàn nư c. Nư c ho c hơi nư c trên trái t h p th nhi t t m t tr i và môi trư ng xung quanh. Khi nhi t lư ng h p th ã , thì m t s phân t ch t l ng có th có năng lư ng thoát ra kh i ch t l ng và b t u b c lên vào trong khí quy n dư i d ng hơi. Khi hơi b c lên càng cao, thì nhi t c a không khí xung quanh tr nên càng th p. Cu i cùng, hơi m t nhi t sang không khí xung quanh cho phép nó quay tr l i thành ch t l ng. L c hút h p d n c a trái t khi ó làm cho ch t l ng “rơi” tr xu ng trái t, do ó hoàn thành vòng tu n hoàn. Nên lưu ý r ng n u nhi t trong không khí xung quanh th p, thì hơi nư c có th ngưng t và sau ó ông c thành tuy t ho c băng. M t l n n a, l c h p d n s quy t nh d ng ông c và chúng s rơi tr l i m t t. Trong ph n ti p theo, chúng ta s th y cái gì gây ra nh ng cơn bão i n. 2
Bão i n Trong cơn bão i n, các ám mây giông ư c tích i n gi ng như nh ng t i n kh ng l trên b u tr i. Ph n phía trên ám mây nhi m i n dương và ph n phía dư i nhi m i n âm. Làm th nào ám mây tích i n như th này thì c ng ng khoa h c v n chưa có s nh t trí, nhưng mô t sau ây mang l i m t l i gi i thích áng tin c y. Trong ti n trình c a vòng tu n hoàn nư c, hơi nư c có th tích góp trong khí quy n. S tích góp này là cái chúng ta th y dư i d ng mây. Th t thú v , các ám mây có th ch a hàng tri u tri u gi t nư c và băng lơ l ng trong không khí. Khi quá trình bay hơi và ngưng t ti p di n, nh ng gi t nư c này va ch m v i hơi m ang trong ti n trình ngưng t khi nó b c lên cao. ng th i, hơi m ang b c lên có th va ch m v i băng ho c mưa á ang trong ti n trình rơi xu ng t ho c n m trong ph n dư i c a ám mây. T m quan tr ng c a nh ng va ch m này là các electron b ánh b t ra kh i hơi nư c ang b c lên, do ó t o ra s chia tách i n. Các electron m i b ánh b t ra t p h p l i ph n dư i c a ám mây, làm cho nó tích i n âm. Hơi nư c ang b c lên v a m t electron mang i n tích dương lên ph n trên c a ám mây. Ngoài các va ch m ra, s ông c còn gi m t vai trò quan tr ng. Khi hơi nư c ang b c lên g p ph i nhi t l nh hơn nh ng vùng mây cao hơn và b t u ông l i, thì ph n ông c tr nên tích i n âm và các gi t chưa ông c thì tr nên tích i n dương. ây, dòng không khí ang b c lên có kh năng l y các gi t tích i n dương ra kh i băng và mang chúng lên ph n trên c a ám mây. Ph n ã ông c còn l i có kh năng rơi xu ng ph n dư i c a ám mây ho c ti p t c rơi t i m t t. K t h p các va ch m v i s ông c, chúng ta có th b t u hi u ư c làm th nào m t ám mây có th có ư c s chia tách i n tích trái ngư c c n thi t cho m t cú sét. Khi có s phân li i n tích trong ám mây, thì s có i n trư ng i cùng v i s chia tách ó. Gi ng như ám mây, i n trư ng này là âm vùng dư i và là dương vùng trên. Cư ng hay l n c a i n trư ng ó t l v i lư ng i n tích hình thành nên ám mây. Khi các va ch m và s ông c ti p t c x y ra và i n tích ph n trên và ph n dư i c a ám mây tăng lên, thì i n trư ng càng lúc càng m nh hơn – m nh n m c, trên th c t , các electron m t t b y sâu hơn vào trong lòng t b i i n tích âm ph n dư i c a ám mây. S y các electron này làm cho m t t b nhi m i n dương m nh. 3
T t c nh ng gì c n thi t lúc này là m t ư ng d n cho ph n dư i ám mây nhi m i n âm ti p xúc v i b m t trái t nhi m i n dương. i n trư ng m nh, có ph n t l c, t o ra ư ng d n này. Chúng ta s xét giai o n ti p theo c a quá trình hình thành sét, s ion hóa không khí, trong ph n sau. 4
S ion hóa không khí Mô t sau ây còn úng là cái x y ra khi m t máy phát Van de Graff ho t ng. N u b n có ư c mu n chơi cùng tia sét, thì máy phát Van de Graff chính là cách an toàn nh t tri n khai và có th mang l i hàng gi gi i trí. i n trư ng m nh làm cho không khí xung quanh ám mây b “ch c th ng”, cho phép dòng i n ch y trong m t n l c nh m trung hòa s phân li i n tích. Nói ơn gi n, không khí b ch c th ng t o ra m t l i d n làm ng n m ch ám mây/trái t như th có m t dây kim lo i dài n i ám mây v i trái t. Sau ây là cách th c s ch c th ng này ho t ng. Khi i n trư ng tr nên r t m nh (vào b c hàng ch c ngàn volt trên inch), thì i u ki n ã chín mu i cho không khí b t u b ch c th ng. i n trư ng làm cho không khí xung quanh tr nên b phân li thành các ion dương và các electron – không khí b ion hóa. Chú ý r ng s ion hóa không có nghĩa là có nhi u i n tích âm (electron) hay nhi u i n tích dương (h t nhân nguyên t mang i n dương/ion dương) hơn trư c ó. S ion hóa này ch có nghĩa là các electron và ion dương tách ra xa nhau hơn so v i trong c u trúc phân t ho c nguyên t ban u. V cơ b n, các electron b tư c ra kh i c u trúc phân t c a không khí chưa b ion hóa. Cái quan tr ng c a s phân li/chia tách này là các electron gi ã t do di chuy n d dàng hơn nhi u so v i trư c khi phân li. Cho nên, không khí b ion hóa này (còn g i là plasma) có d n cao hơn nhi u so v i không khí chưa ion hóa trư c ó. V l i, kh năng hay s t do di chuy n c a các electron là cái làm cho m i ch t d n i n t t. Thông thư ng, kim lo i ư c xem là h t nhân nguyên t tích i n dương ư c bao quanh b i ám mây electron gi ng như ch t l ng. i u ó làm cho nhi u kim lo i là ch t d n i n t t. Các electron này có linh ng cao, cho phép dòng i n ch y qua. S ion hóa không khí hay ch t khí t o ra plasma v i các tính ch t d n tương t như tính ch t c a kim lo i. Plasma là công c t nhiên dùng trung hòa s phân li i n tích trong m t i n trư ng. c gi ã quen thu c v i ph n ng hóa h c c a l a s nh l i s ôxi hóa gi m t vai trò quan tr ng. Ôxi hóa là quá trình qua ó m t nguyên t hay phân t m t i m t electron khi k t h p v i ôxi. Nói ơn gi n, nguyên t hay phân t ã bi n i t m t th dương th p hơn sang m t th dương cao hơn. Th t thú v , quá trình ion hóa, cái t o ra plasma, cũng x y ra qua s m t electron. V i s so sánh này, chúng ta có th xem quá trình ion hóa là “ t u c” trong không khí cho tia sét i qua, gi ng h t như ào m t ư ng h m xuyên qua núi cho xe l a ch y qua. 5
Sau quá trình ion hóa, ư ng d n gi a ám mây và m t t b t u hình thành. Chúng ta s tìm hi u s phóng i n tiên phát, hay ư ng i c a không khí b ion hóa, trong ph n ti p theo. 6
S phóng i n tiên phát M t khi quá trình ion hóa b t u và plasma hình thành, m t ư ng d n không ư c t o ra ngay t c th i. Th t ra, thư ng thì có nhi u ư ng d n không khí b ion hóa phát sinh t ám mây. Nh ng ư ng d n này thư ng ư c g i là dòng phóng i n tiên phát. Các dòng phóng i n tiên phát truy n v hư ng m t t thành t ng giai o n, chúng không ph i i th ng n t. Không khí không b ion hóa ng u theo m i hư ng. B i hay các t p ch t (b t kì v t gì) trong không khí có th làm cho không khí b ch c th ng d hơn theo m t hư ng, mang l i cơ h i t t hơn cho dòng phóng i n tiên phát i t i t theo hư ng ó. ng th i, hình d ng c a i n trư ng có th nh hư ng áng k lên ư ng d n ion hóa. Hình d ng này tùy thu c vào v trí các c a các h t tích i n, trong trư ng h p này chúng n m dư i áy ám mây và t i m t t. N u như ám mây song song v i m t t, thì vùng di n tích nh b qua ư c cong c a m t t, và hai v trí tích i n s x s như th hai b n tích i n song song nhau. Các ư ng s c i n phát sinh b i s phân li i n tích s vuông góc v i ám mây và m t t. Các ư ng s c luôn i ra vuông góc v i b m t tích i n trư c khi ti n v phía ích c a chúng (v trí tích i n ngư c l i). Có ki n th c này, chúng ta có th nói n u m t dư i c a ám mây là không th ng, thì các ư ng s c s không ng u. Hãy th như th này: V hai i m t i hai phía i di n c a m t qu bóng r . Sau ó, v m t ư ng th ng trên qu bóng r n i li n hai i m ó. S cong c a ư ng th ng ó là tương t v i các ư ng s c trong m t i n trư ng không u. ư ng s c không ng u có th làm cho dòng phóng i n tiên phát i theo m t ư ng d n không ph i là ư ng th ng xu ng m t t. Xem xét nh ng kh năng này, rõ ràng là có nh ng nhân t khác nhau nh hư ng n hư ng c a dòng phóng i n tiên phát. Chúng ta ã ư c d y trong nhà trư ng r ng kho ng cách ng n nh t gi a hai i m là m t ư ng th ng; nhưng trong trư ng h p i n trư ng, các ư ng s c không i theo ư ng i ng n nh t, vì ư ng i ng n nh t không luôn luôn th hi n ư ng i có i n tr th p nh t. Gi thì chúng ta có m t ám mây tích i n v i các dòng phóng i n tiên phát kéo dài d n v hư ng m t t thành t ng giai o n. Nh ng dòng tiên phát này phát sáng y u t dư i d ng lóe màu hơi tía và có th sinh ra nh ng dòng tiên phát khác nh ng nơi dòng tiên phát ban u u n cong ho c i hư ng. M t khi ã b t u, dòng tiên phát s v n t n t i cho n khi dòng i n ch y, cho dù nó có ph i là dòng tiên phát u tiên i t i t hay không. Dòng tiên phát v cơ b n có hai kh năng: ti p t c l n lên trong các giai o n tăng trư ng plasma ho c kiên nh n ch trong i u ki n plasma hi n t i c a nó cho n khi dòng tiên phát khác i t i ích c a nó. Dòng tiên phát u tiên i t i t s g t ư c k t qu c a hành trình là mang l i m t ư ng d n gi a ám mây và m t t. Dòng tiên phát này không ph i là tia sét; nó ch v ư ng cho tia sét i theo. Tia sét là m t dòng i n l n, t ng t ch y t mây xu ng t. Trư c khi ti p t c câu chuy n, chúng ta ph i xét xem cái gì ang x y ra v i b m t trái t và các v t trên m t t. Chúng ta s xét các c t sáng dương và cái x y ra khi nh ng c t sáng này g p các dòng tiên phát trong ph n ti p theo. 7
C t sáng dương và không khí bùng n Khi các dòng phóng i n tiên phát i t i t, các v t trên m t t b t u ph n ng v i i n trư ng m nh ó. Các v t vươn t i ám mây b ng cách “m c lên” nh ng c t sáng dương. Nh ng c t sáng này còn có màu hơi và xu t hi n n i b t hơn nh ng ch nhô l i s c nh n. Cơ th con ngư i có th và th t s t o ra nh ng c t sáng dương này khi ch u m t i n trư ng m nh như i n trư ng c a m t ám mây giông. Trên th c t , m i v t trên m t t u có kh năng g i lên m t c t sáng dương. M t khi ã ư c t o ra, các c t sáng dương không ti p t c vươn v phía các ám mây; vi c n i nh p khe tr ng là công vi c c a các dòng tiên phát khi chúng trên hành trình i xu ng. Các c t sáng dương kiên nh n ch , vươn lên trên khi các dòng tiên phát n nơi. Cái x y ra ti p theo là s g p g th t s c a m t dòng tiên phát và m t c t sáng dương. Như ã trình bày ph n trư c, c t sáng dương mà dòng tiên phát i n g p không nh t thi t là c t sáng g n ám mây nh t. Chuy n r t thư ng hay x y ra v i sét là nó ánh xu ng t m c dù có m t cái cây hay m t c t èn ho c b t c v t nào khác có chi u cao trong khu v c lân c n. Th c t dòng tiên phát không i theo hành trình th ng ã cho phép i u này x y ra. Sau khi dòng tiên phát và c t sáng dương g p nhau, không khí b ion hóa (plasma) hoàn t t hành trình c a nó n m t t, l i m t ư ng d n t ám mây xu ng t. V i ư ng d n hoàn toàn này, s có dòng i n ch y gi a t và ám mây. S phóng thích dòng i n là phương th c c a t nhiên nh m c g ng làm trung hòa s phân li i n tích. Lóe sáng chúng ta nhìn th y khi s phóng i n này x y ra không ph i là cú sét ánh – nó là nh ng tác ng c c b c a cú ánh. H khi nào có dòng i n, s có nhi t i cùng v i dòng i n y. Vì có lư ng r t l n c a dòng i n trong m t cú ánh c a sét, nên cũng có lư ng nhi t sinh ra r t l n. Th t v y, m t ch p sét còn nóng hơn c b m t m t tr i. Nhi t lư ng này th t ra là nguyên do c a lóe sáng màu tr ng xanh r c r mà chúng ta th y. Khi m t dòng tiên phát và m t c t sáng dương g p nhau và có dòng i n ch y (cú sét), thì không khí xung quanh cú ánh tr nên c c kì nóng. Nóng n m c nó th t s phát n vì nhi t làm cho không khí giãn n quá nhanh. Ti ng n s m x y ra sau ó là cái mà m i ngư i chúng ta u bi t là s m. S m là sóng xung kích phát ra xa t ư ng i cú ánh. Khi không khí nóng lên, nó giãn n nhanh chóng, t o nên m t sóng nén truy n ra không khí xung quanh. Sóng nén này 8
t bi u hi n d ng m t sóng âm. i u ó không có nghĩa s m là vô h i. Trái l i, n u b n g n, b n có th c m nh n sóng xung kích y khi nó làm ch n ng môi trư ng bao quanh. Hãy nh r ng khi m t v n h t nhân x y ra, thư ng thì a ph n s phá h y là do năng lư ng c a sóng xung kích ang di chuy n nhanh. Th t v y, sóng xung kích t o nên ti ng s m t m t cú sét có th gây nguy h i cho các c u trúc và con ngư i nh t nh. S nguy hi m này n i b t hơn khi b n g n cú ánh, vì sóng xung kích ó m nh hơn và s t t d n (gi m d n) theo kho ng cách. V t lí cho chúng ta bi t r ng âm thanh truy n ch m hơn nhi u so v i ánh sáng, cho nên chúng ta th y lóe sáng trư c khi chúng ta nghe ti ng s m. Trong không khí, âm thanh truy n i x p x 340 mét m i giây. Ánh sáng truy n i t c 299.000 kilomet m i giây. 9
Nh ng cú ánh b i B n ang ng i trong xe hơi và b n trông th y m t lóe sáng t m t tia ch p. Cái u tiên b n lưu ý là có nhi u nhánh khác lóe sáng ng th i v i tia ch p chính. Sau ó, b n ý th y tia ch p chính sáng lên ho c m i m t vài l n n a. Các nhánh b n th y th t ra nh ng dòng tiên phát n i li n v i dòng tiên phát ã i t i ư c m c tiêu c a nó. Khi tia ch p u tiên xu t hi n, thì dòng i n ch y trong m t n l c nh m trung hòa s phân li i n tích. i u này òi h i dòng i n cùng v i năng lư ng trong nh ng dòng tiên phát khác cũng ch y xu ng t. Electron trong nh ng dòng tiên phát khác, ang t do chuy n ng, ch y qua dòng tiên phát y sang tia ch p chính. Cho nên khi tia ch p xu t hi n, thì nh ng dòng tiên phát khác ang cung c p dòng i n và bi u hi n cùng c i m nhi t sáng lòe như tia ch p th c s . Sau khi tia ch p ban u xu t hi n, thư ng thì xu t hi n m t lo t tia ch p th c p. Nh ng tia ch p này ch i theo hành trình c a tia ch p chính; còn nh ng dòng tiên phát khác không tham gia vào s phóng i n này. Trong t nhiên, cái chúng ta th y thư ng không ph i là cái chúng ta có, và ây úng là trư ng h p v i các tia ch p th c p. R t có kh năng là tia ch p chính có th ư c theo sau b i 30 n 40 tia ch p th c p. Tùy thu c vào th i gian tr gi a các tia ch p, chúng ta có th th y cái trông gi ng như m t tia ch p chính t n t i lâu, ho c m t tia ch p chính theo sau b i nh ng lóe sáng khác theo hành trình c a tia ch p chính. Nh ng i u ki n này d dàng hi u ư c n u chúng ta nh n ra r ng tia ch p th c p có th xu t hi n trong khi lóe sáng t tia ch p chính v n còn trông th y. Rõ ràng, ây là nguyên do khi n cho ngư i nhìn nghĩ r ng tia ch p chính t n t i lâu hơn th t s nó t n t i. Cũng mang d u hi u tương t , các tia ch p th c p có th xu t hi n sau khi lóe sáng t tia ch p chính t t i, làm cho có v như tia ch p chính ang b p bùng. Gi thì b n ã rõ cơ ch c a hi n tư ng sét. Th t b t ng khi nh n ra r ng toàn b ho t ng trên, t lúc s ion hóa b t u cho t i lúc có tia ch p, x y ra trong m t ph n nh c a m t giây. Các camera dùng ghi hình c a tia sét th t s ã ch p ư c nh ng c t sáng dương trên phim. N u b n mu n quan sát hi n tư ng này trong môi trư ng an toàn, thì hãy ch t o m t máy phát Van de Graff và cho nó ho t ng trong m t phòng t i. Khi b n bư c l i g n máy phát, thì các u ngón tay c a b n s b t u lóe lên m t màu hơi tía gi ng như màu c a dòng tiên phát ho c c t sáng dương. 10
Các lo i tia ch p và các lo i sét Các lo i tia ch p - T mây xu ng t – ã trình bày ph n trư c. Sét t mây xu ng t -T t lên mây – Tương t như trên, ngo i tr ch thư ng thì m t v t cao, n i li n v i t phóng tia ch p lên ám mây. nh: NASA Sét t t lên mây - T mây sang mây – Cũng có cơ ch tương t như ã trình bày ph n trư c, ngo i tr ch tia ch p i t ám mây này sang ám mây kia. 11
( nh: NOAA) Sét t mây sang mây Các lo i sét Sét thư ng – ã trình bày trong ph n trư c. Sét b n – Sét thư ng ph n x trong các ám mây. Sét nhi t – Sét thư ng g n ư ng chân tr i b ph n x b i nh ng ám mây trên cao. Sét c u – M t hi n tư ng trong ó sét hình thành m t qu c u di chuy n ch m ch p có th t cháy m i v t trên ư ng i c a nó trư c khi n tung ho c cháy s ch. Yêu tinh - M t s bùng phát màu ư c tư ng thu t x y ra trên nh ng ám mây giông và t t i chi u dài vài ba d m (hư ng lên t ng bình lưu). Sét vòi – M t s bùng phát hình nón, màu lam xu t hi n phía trên ph n gi a c a m t ám mây giông và phóng lên trên (v hư ng t ng bình lưu) t c cao. Trong ph n ti p theo, chúng ta s tìm hi u v c t thu lôi và kĩ thu t an toàn sét. 12
C t thu lôi C t thu lôi ban u do Benjamin Franklin phát tri n. M t cái c t thu lôi thì r t ơn gi n – nó là m t thanh kim lo i có u nh n g n th ng trên nóc tòa nhà. Thanh kim lo i y ư ng kính có th ch ng 2cm. Nó n i li n v i m t dây ng ho c dây nhôm ư ng kính cũng ch ng 1,5cm. S i dây ư c n i v i m t lư i d n chôn dư i t g n ó. M c ích c a c t thu lôi thư ng b ngư i ta hi u sai. Nhi u ngư i tin r ng c t thu lôi “hút l y” tia sét. T t hơn h t nên nói r ng c t thu lôi mang l i m t ư ng d n n i t i n tr th p có th dùng d n nh ng dòng i n r t l n khi có sét x y ra. N u tia sét ánh vào, thì h th ng c g ng mang dòng i n tai h i y ra kh i c u trúc tòa nhà và i xu ng t m t cách an toàn. H th ng có kh năng ương u v i dòng i n r t l n i cùng v i tia sét. N u tia sét ti p xúc v i m t ch t không ph i là ch t d n i n t t, thì ch t ó s ch u s phá h y nhi t r t l n. H th ng c t thu lôi và m t ch t d n tuy t v i và do ó cho phép dòng i n ch y xu ng t mà không gây ra b t kì s phá h y nào do nhi t t a ra. Tia sét có th “nh y múa” khi nó ánh xu ng. “ i u nh y” này liên quan n i n th c a m c tiêu tia ch p nh m t i so v i i n th c a t. Sét có th ánh vào và sau ó “tìm” m t ư ng i có i n tr th p nh t b ng cách nh y vòng quanh các v t lân c n cung c p m t ư ng d n t t hơn i xu ng t. N u tia sét xu t hi n g n h th ng c t thu lôi, thì h s có m t ư ng d n i n tr r t th p và có th nh n m t “cú nh y”, lái dòng i n tia sét xu ng t trư c khi nó có th gây ra b t kì s phá h y nào khác n a. Như b n có th th y, m c ích c a c t thu lôi không ph i hút l y tia sét – nó ơn thu n ch cung c p m t phương th c an toàn cho tia sét ch n l a. i u này nghe có chút gì ó ki u cách, nhưng s không âu n u b n xem c t thu lôi ch tr nên có liên quan khi m t tia sét xu t hi n hay t c th i sau khi m t tia sét xu t hi n. Cho dù có hay không có h th ng c t thu lôi, thì tia sét v n s x y ra. 13
N u ki n trúc b n ang c g ng b o v n m ngoài m t khu v c r ng l n, b ng ph ng, thì b n thư ng t o m t h th ng b o v ch ng sét s d ng m t c t thu lôi r t cao. C t này ph i cao hơn tòa ki n trúc ó. N u khu v c y ang n m trong m t i n trư ng m nh, thì cái c t cao có th b t u g i lên các c t sáng dương trong m t n l c nh m làm tiêu hao i n trư ng. Trong khi không h n là cái c t s luôn luôn d n tia sét phóng i n trong khu v c ngay trư c m t, thì nó th t s có cơ h i d n t t hơn tòa ki n trúc c n b o v kia. M t l n n a, m c ích c a mang l i m t ư ng d n i n tr th p xu ng t trong khu v c có kh năng nh n l y m t cú sét. Kh năng này phát sinh t cư ng i n trư ng gây ra b i nh ng ám mây giông. B n có bi t ? Benjamin Franklin không h b sét ánh ch t. Trái lái nh ng gì ư c d y trong nhà trư ng, ngài Franklin ã r t may m n s ng sót sau thí nghi m c a ông. Tia l a ông nhìn th y là s n ph m c a h th ng cái di u/chìa khóa ang n m trong m t i n trư ng m nh. N u h cái di u/chìa khóa th t s b sét ánh trúng, thì ngài Franklin ch c ch n không qua kh i. Như ngày nay chúng ta u bi t, thí nghi m c a ông c c kì nguy hi m và không nên l p l i. (Xem thêm bài Benjamin Franklin và thí nghi m cái di u huy n tho i). 14
An toàn ch ng sét Hơn 1000 ngư i b sét ánh m i năm nư c Mĩ, và hơn 100 ngư i trong s h qua i do sét ánh. Sét không ph i là th chơi ùa. N u b n ang ngoài tr i lúc mưa bão, thì hãy luôn tìm m t ch nương náu thích h p. ng cho s may r i – sét có th dùng b n làm m t ư ng d n xu ng t d dàng như nó có th dùng b t kì v t nào khác. Ch nương náu thích h p là m t tòa nhà hay m t xe hơi. N u b n không có ch nào ch n, thì b n nên tránh n p dư i bóng cây. Cây cao s thu hút sét. Khép hai chân b n l i càng g n nhau càng t t và cúi u xu ng càng th p càng t t nhưng ng ch m t. Không bao gi ư c n m trên t. Sau khi sét ánh xu ng t, s có m t th i n lan t a ra t i m ti p xúc ó. N u cơ th c a b n n m trong vùng này, thì dòng i n có th ch y qua ngư i b n. B n ch ng bao gi mu n dòng i n có kh năng i qua ngư i mình c . B ng cách h th p cơ th b n càng g n t càng t t và gi m t i a lư ng ti p xúc c a cơ th b n v i t, b n có th gi m b t kh năng b t n thương có liên quan n sét. N u tia sét x y ra g n b n, thì trong tình hu ng này, dòng i n khó có kh năng i qua ngư i b n ư c. N u b n ang trong nhà, thì hãy buông i n tho i xu ng. N u b n ph i g i cho ai ó, thì b n hãy dùng m t i n tho i không dây ho c i n tho i di ng. N u sét ánh vào ư ng dây i n tho i, thì tia sét s truy n n m i máy i n tho i trên ư ng dây (và có kh năng n ch b n n u b n ang gi máy). Nên tránh xa các ng d n nư c trong nhà (b n t m, vòi sen). Sét có kh năng ánh vào m t ngôi nhà hay g n m t ngôi nhà và truy n i n tích sang các ng kim lo i dùng d n nư c. M i nguy hi m này thư ng không l n, vì ngày nay ngư i ta thư ng d n nư c b ng ng nh a PVC (polyvinyl chloride). N u b n không ch c ng d n nư c nhà mình làm b ng gì, thì t t hơn h t là tránh xa nó ra. B n có bi t ? L p cao su không là nguyên nhân b n ư c an toàn khi trong xe hơi lúc có bão sét. Trong i n trư ng m nh, l p cao su th t s tr nên d n i n nhi u hơn là cách i n. B n an toàn trong xe vì sét s truy n xung quanh b m t c a khung xe và sau ó i xu ng t. i u này x y ra ư c vì khung xe óng vai trò như m t l ng Faraday. Michael Faraday, nhà v t lí ngư i Anh, ã phát hi n ra r ng m t l ng kim lo i s che ch n các v t trong l ng khi có s phóng i n th cao vào l ng. Kim lo i, là ch t d n i n t t, s lái dòng i n i vòng quanh các v t và phóng nó xu ng t an toàn. Quá trình che ch n này ư c s d ng r ng rãi ngày nay b o v các m ch tích h p nh y tĩnh i n trong th gi i i n t . 15
M t s hình nh v sét ( nh: Goran Stojanovic | Agency: Dreamstime.com) Sét là m t hi n tư ng thiên nhiên n tư ng, nó v a p v a nguy hi m. ( nh: Paul Schneider | Agency: Dreamstime.com) Sét t mây xu ng t là cái a s m i ngư i nghĩ t i khi hình dung v sét. 16
( nh: Jcpjr | Agency: Dreamstime.com) Hai lo i i n: lo i hoang dã dư i d ng sét và lo i ư c khai thác th p sáng ư ng ph . ( nh: Yegor Piaskovsky | Agency: Dreamstime.com) tránh sét, hãy luôn nh tìm nơi trú n an toàn trong cơn bão i n. 17
( nh: Soldeandalucia | Agency: Dreamstime.com) Các ch p sáng ph n chi u trên n n nh ng ám mây t o ra hi u ng th t p m t. ( nh: Jerry Horn | Agency: Dreamstime.com) Tia sét này trông t a như m t con r ng, i u ó d dàng lí gi i vì sao sét t ng ư c ngư i ta xem là m t hi n tư ng siêu nhiên. 18
( nh: William Attard Mccarthy | Agency: Dreamstime.com) Nư c là m t ch t d n i n t t, vì th khôn ngoan hơn h t là hãy tránh xa nơi có nư c khi có bão i n. ( nh: John Leaver | Agency: Dreamstime.com) Lóe sáng màu tr ng xanh c a tia ch p gây b i nhi t c c l n c a nó. M t cú sét còn nóng hơn c b m t c a m t tr i. 19
( nh: Maksim Dyachenko | Agency: Dreamstime.com) Trong cơn bão i n, sét thư ng ánh vào nh ng ch cao nh t. Tia sét có th ánh xu ng t g n m t v t cao. ( nh: Dan Mccauley | Agency: Dreamstime.com) Tia ch p u tiên thư ng ư c n i ti p theo b i m t lo t tia ch p th c p, t t c di n ra ch trong m t ph n nh c a giây. Ngu n: How Stuff Work D ch: 123physics (thuvienvatly.com) 20