"Физика по- домашнему": Об электричестве. История первая. Грозы.
Лето выдалось дождливое и грозное. И, конечно, я не могла остаться в стороне. По горячим следам, а ещё лучше - в преддверии. Но не получилось, потому что грозы разразились и внутри нашей отдельно взятой человеческой жизни. Теперь, когда падает снег, совсем не то настроение, но я всё же попробую.
Вступление.
Одна гроза сменяла другую. Не то, чтобы я жаловалась. Как раз наоборот. Пережив, только однажды, засушливое и дымное лето, грозам и обильному дождю остаётся только радоваться. Я и радуюсь, подставляя лицо дождю и любуясь хитросплетениями небесных огненных скипетров. И огонь-то необычный. Голубой и белый. Холодный огонь посреди жаркого лета. Цвета самого горячего огня - холодные цвета.
Часть 1.
В палатке страшнее, чем в многоэтажном доме. На даче - самое то: можно высовывать любопытный нос, или даже выйти, а потом быстренько заскочить назад и забраться в шкаф. Желательно - деревянный.
Но без палатки не обойтись: жизнь, она же жизнь. И тогда гром раздаётся прямо над головой. А в следующую минуту, когда ты понимаешь, что это - не сирена, это - ребёнок, приходится искать что-то срочно-утешительное. Например, что "если ты успела испугаться, то молния уже всё.. В смысле, пронеслась мимо". У нас с молнией и скоростью света разные временные шкалы.
И ты объясняешь то и это, и снова то и это, а всё равно приходится считаться с тем, что ребёнок начинает (ещё чуть-чуть и заревёт) уговаривать, чтобы ты непременно выбиралась из озера, потому что начинает накрапывать дождик, и нет никаких иллюзий, что гроза заставит себя долго ждать. А я выпрашиваю ещё - только вон до того берега и обратно. Потому что гроза, ну да, будет. Но я так поступлю, как носитель интуитивного древнего знания (и выпускник физфака), безошибочно угадывающий будет ли молния прямо сейчас, или чуть попозже, определяя по безотказным полевым приборам - небу и запаху воздуха. Безоблачное, оно не вызывает больше никаких иллюзий - учишься следить только за динамикой. Пол облачка, одно, два...Запах цветов, усилившийся в несколько раз - концентрация пыльцы в воздухе. И да, да, я знаю, что, ударив в другое место водоёма, она уже очень скоро будет здесь, так что я даже ойкнуть не успею.
Потрескивающие волосы на собственной голове. Мне ещё не довелось этого пережить, только в книжках читать. Художественная литература - порой, источник невероятного количества ...обучающих материалов. Сухие волосы тоже реагируют. На песчаную бурю и на близость грозы - на наэлектризованное пространство. Их вообще даже в научных приборах используют. Эти наши волосы.
Палатку ребёнок требует поставить подальше от всех деревьев на поляне (а как же!), и ты терпеливо объясняешь, что палатка хоть и из синтетических материалов, но ещё и с металлической начинкой, ещё и с выделенной относительно разлапистых деревьев вершиной. И что пока догорит - это больше времени, чем если ударит прямо сразу.
Ей всё-равно страшно. Впрочем, как и мне. Потому что - гарантий нет никаких, конечно, если не таскать с собой громоотвод. Впрочем, и это можно назвать разве что экспериментом с непредсказуемым результатом.
Хорошо только, что это всё означает, кроме прочего, что в нашей жизни происходят очень хорошие вещи - прогулки, палатки, озёра, реки, купания, деревья и всё это вместе. И ещё такое, особенное: когда спрятаться негде.
Часть 2.
И ещё так, что ты вдруг летом и...в городе. Ну да. Бывает и так. А на самом деле - чаще всего.
Приходится мириться с тем, что твоя предусмотрительная мама отключает телефон, как только слышит первый далёкий раскат. И пользоваться телепатией, чтобы понять - надо их выручать, или нет. Потому что мама с двумя внучками на руках, а сама всю жизнь страшно боится грозы. В этот раз - ещё и беременная сестра, которая, в отличии от всех остальных, просто не может к тому же перемещаться быстро.
Дождь, между тем усиливается. И ветер, между прочим, тоже. Я не беспокоюсь.
Дождь, между тем усиливается. И ветер, кстати, тоже. Я не беспокоюсь.
Дождь становится просто бешеным. Я не беспокоюсь. Я просто так подхожу посмотреть в окно на то, как деревья...фух, не летают. Только гнутся от ветра, который тоже уже просто бешеный.
А потом раздаётся первый гром, хороший такой гром, и молнии начинают расползаться по всему небу во все стороны. И даже такое странное ощущение, что они медленно расползаются. Это означает только одно - что их очень и очень много. Столько, что они и не думают сверкать, а только словно переползают из одного места в другое.
Я вздрагиваю. Это не я боюсь. Я не боюсь, но телепатия с конкретными людьми налажена давно и надёжно. Достаю телефон и набираю номер, впрочем, не очень рассчитывая на успех. Но гроза пока в стороне, это мне хорошо видно из окна. Так что я пытаюсь дозвониться. Не с первого раза - но ура! Укрылись на площадке, промокли до нитки, и как выбраться оттуда - не очень понятно. Потому что ветер опять усилился, а температура неумолимо пополз вниз, так, что даже термометр доставать не надо - даже нос чувствует.
Выдаю мужу несколько тёплых, обязательно шерстяных (сопромат, свойства материалов) кофт. А сама остаюсь дома, потому что должен же кто-то остаться в тылу. На всякий случай. Вдвоём идти не получиться. Потому что нужна же вероятность какой-то связи. Набрать номер на сухом телефоне в относительно изолированном от грозы помещении всё же проще. Остаётся только ждать, хотя гораздо легче и интереснее бежать под грозой самой.
А потом, отжимая совершенно мокрого ребёнка, пытаюсь вспомнить, какой же совет можно было дать? Мучительно, про эти самые резиновые тапочки. И про пресловутый скин-эффект.
Часть 3.
Дело тут в чём - любому образованному человеку в наше время прекрасно известно, что молнии - это электричество. Так? Так. Дальше. Почему такие все изломанные - тоже ясно - путь наименьшего сопротивления. Иначе - путь большего числа заряженных или способных заряжаться частиц, проводить электричество.
Скин-эффект повсеместно теперь используется в медицине - физиотерапия. Хорошо, хоть это не надо вспоминать. Раз используется, значит - безопасно и даже полезно. Но вот...Расскажи-ка об этом электрикам. Вот, значит, в этом тонком различии - между физиотерапией и тем, почему не надо совать два пальца в розетку - и кроется самая важная разница и правильный ответ на вопрос.
- Кира сказала, что надо надеть резиновые тапочки, встать на землю. Присесть. - Докладывает дочь. И теперь моё дело, как физика понять - почему. Почему так а не иначе.
Начать можно с простого - человеческое тело проводит электричество. Теперь, казалось бы - чего бояться человеку, особенно в городе, где повсюду высоковольтные провода, столбы и просто куча всего. Или в поле или лесу, где деревьев у нас тоже, в принципе, достаточно. А дело в том, что пока молния не добралась до Земли, она так и будет искать себе дорожку между разницей потенциалов по пути наименьшего сопротивления. Пока не заземлится. Можно - через Вас.
Но тогда, казалось бы, лучше встать на землю босиком, чтобы заряд, если что - беспрепятственно ушёл бы в землю. Но нет. Резиновые тапочки. Но...не резиновое покрытие. Понятно почему - через резиновое покрытие заряд не может уйти в землю, но и через тапочки - тоже. Впрочем, важное обстоятельство - площадь покрытия. Т.е. через Вас электричество всё же уходит в землю: Если молния всё же добралась до вас, Вы, вероятно, вряд ли удержитесь на ногах, но и проскочить по воздуху, огибая тапочки тоже, наверно, может.
Присесть. Чтобы быть как можно ниже: не приманивать понапрасну. И подальше от металлических козырьков и крыш, метров эдак на пятьдесят, желательно: они создают молнии прекрасную проводящую среду, но только без громоотвода в огромную Землю, а значит, молния продолжит искать выход. А тут Вы, такой невысокий, под невысоким же козырьком.
С этим вроде разобрались.
Надо признаться, что загадку резиновых тапочек я без инструкции по безопасности разгадать так и не смогла. Блуждающие токи. Конечно, как же иначе. Не может быть такого, чтобы в самой земле не было электричества. Ну так вот оно есть. И токи во время грозы торопятся собраться в грозовой области. А тапочки - самая настоящая изолирующая прокладка между токами земли и Вами. Секрет резиновых тапочек, наконец, раскрыт. На тридцать пятом году жизни, с двумя высшими образованиями и опытом преподавания в спец.школе. Эврика!
На закуску: мокрая одежда лучше проводит электричество, чем сухая, поэтому не бойтесь намокнуть.
Наше дело - практика. И вдумчивое восприятие реальности.
Ну и пока я искала и размышляла, то наткнулась вот на такой любопытный сайт исследователей молний на просторах России. В конце концов, хороший эксперимент всегда лучше досужего размышления. Бытовой эксперимент интереснее бытового размышления.
https://habrahabr.ru/post/243095/
Это, конечно, на любителя. Но я посмотрела с большим интересом.
P.S. Я знаю, что статья, в сущности, ни о чём. Об опыте, которому подвержен каждый, а теория - она вся в интернете. И всё-таки вот эти несколько десятков минут я стояла и думала, что же надо делать во время грозы. Не побежала сразу читать книжки, чтобы уж у меня не было иллюзий, что я знаю, того, чего не знаю. И оказалось, что, да - не знаю, в свои тридцать пять и со своим образованием. А теперь-то уж я запомнила. Потому что составила себе труд сначала ответить на вопрос самостоятельно. Хотя, конечно, вопросы всё равно остались: как именно проходит ток? Что значит проводить? Вот что это, спрашивается, значит? Что же это такое - разность потенциалов?
И я радуюсь этому. После с медалью оконченной школы, физфака МГУ и даже преподавания в СУНЦе МГУ, я задаю себе вопросы, ответы на которые предполагается мне давным давно известными.
Значит, впереди ещё много интересных и важных открытий. Таких, что тапочки лучше всё-таки надевать. И необычных выводов: что палатку лучше, всё-таки, ставить под деревом. И такой романтики, как блуждающие в земной поверхности токи. И новых вопросов.