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Titolo: Fisica dei fulmini

Salve a tutti
L'altra sera discutendo con una persona, mi sono sentito dire che i fulmini
si propagano dalla terra al cielo. E che il funzionamento del parafulmine
era quello di scaricare in aria la corrente.
Inoltre mi sono sentito dire che in macchina e in aereo si è protetti dai
fulmini perchè le ruote di gomma impediscono il passaggio della corrente
dalla terra al cielo.
Su quest'ultima cosa dai miei ricordi, (non sono laureato in fisica ma in
matematica), mi risultava che in macchina si è isolati dai fulmini perchè
l'abitacolo costituisce una gabbia di Faraday, cioè come nelle sfere cave la
carica tende a disporsi all'esterno in modo da rendere nullo il campo
elettrico interno.
Ma la storia del fulmine che parte dalla terra al cielo mi risulta nuova. Da
quanto ne sapevo io, la cosa era impostata così: l'accumulo di carica era
nel cielo, poi c'era il lampo, che erano elettroni che si muovevano dal
cielo alla terra e che ionizzavano le molecole nell'aria rendendola
luminosa.
Tuttavia mi è venuto qualche dubbio per il fatto del verso in cui gira la
corrente.
Insomma alla fine di tutto, se qualcuno volesse cortesemente chiarire i miei
dubbi riguardo alla descrizione fisica di un fulmine gliene sarei grato.
zerocold
 
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Inviato via 
http://usenet.libero.it

 ha scritto nel messaggio
news:62Z110Z72Z98Y1...@usenet.libero.it...


 dalla terra al cielo.
Il discorso è un po' lungo....
La ragione del fenomeno del fulmine va cercata nell'accumulo di cariche
negative alla base della nube e di cariche positive sul suolo. Il meccanismo
più probabile sembra legato alla dinamica dei cristallini di ghiaccio
all'interno della nube stessa. Nella parte superiore dei cumulonembi, dove
la temperatura è di circa - 20 °C, si formano delle palline di neve e di
ghiaccio immerse nel normale campo elettrico dell'atmosfera, che vale 120
volt per metro. Su queste palline si stabilizza una carica positiva nella
parte inferiore e una carica positiva in quella superiore. Cadendo con
lentezza nella nube, questa palline incontrano e urtanole gocce di pioggia
che salgono, trasportate da correnticonvettive calde. Nell'urto le gocce
acquistano le cariche positive e continuano a salire, caricando così
positivamente la parte superiore della nube. Nella parte inferiore, circa 0
°C, restano quindi le cariche negative, che inducono cariche uguali ed
opposte(positive) sul terreno.
Quando avviene una scarica di circa venti millesimi di secondo con una
potenza da 20 a 200 000 ampère è come una piccola bomba atomica. Il
meccanismo che tu hai chiesto e più complesso di quanto non si creda...
Tutto comincia dalla base della nube, da dove partono scariche-guida (dette
anche scariche pilota) che si lanciano verso il suolo a zig-zag, percorrendo
tratti di una cinquantina di metri per volta. Queste scariche sono vere e
proprie sonde, che hanno il compito di cercare il percorso migliore, quello
che offre la minore resistenza. Si apre così nell'aria, per una frazione di
secondo, un canale di particelle ionizzate capaci di produrre elettricità.
Nell'istante in cui una particella tocca il suolo, subito un'altra scarica
risale il canale appena aperto, dal suolo alla nube(ed era questa una delle
cose che volevi sapere), illuminandolo come fosseun tubo fluorescente e
diventando così visibile. Questa è la scarica principale, quella che
impressiona il nostro occhio, anche se noi il fulmine continuiamo a vsderlo
dall'alto in basso.
Ma è un'illusione ottica bella e buona. Spesso poi il fulmine compie più
volte il percorso di andata e ritorno a velocità elevatissima, compresa tra
un decimo e la metà della velocità della luce (circa 300 000 Km/sec). L'onda
di pressione provocata dal passaggio  della scarica si lascia dietro il
caratteristico fragore del tuono.
Tu chiedi se la macchina o altro sono isolati?
Ebbene si. Vale la pena chiudersi dentro l'automobile e non toccare le
pareti. L'auto è isolata da terra dalle ruote gommate ed è un guscio
metallico impermeabile alle scariche elettriche.
Domani parto per le vacanze, sperando di non incontrare giornate con
fenomeni temporaleschi. Ciao.
E.R.

 zerocold
nei vari siti sui fulmini ho sempre letto che prima parte una scarica
positiva invisibile dalla terra (+) fino alle nuvole (-), poi gli elettroni
utilizzano lo stesso percorso e si scaricano a terra col fulmine

 utilizzano lo stesso percorso e si scaricano a terra col fulmine
Si è parlato di fulmini con direzione nube-terra, ma esistono fulmini con
direzione dal basso verso l'alto, ma senza controscarica a terra. Le cariche
elettriche si disperdono nell'aria in qualche decimo di secondo, ma ciò
avviene in strutture molto alte sui 70-90 metri se si creano campi elettrici
molto elevati.
Esistono anche scariche aria-aria, all'interno dei cumulonembi e, da alcuni
studi anche terra-terra.
Comunque, tornando all'esempio di cui parlavamo, le scariche guida, talvolta
ramificate, sono in genere negative come
d'altra parte le cariche contenute nella parte inferiore della nuvola e
giungono quasi a terra. La polarità di un fulmine convenzionalmente dipende
dalla carica posseduta dalla parte inferiore della nuvola. La maggior parte
di essi sono negativi, ma ne esistono anche di positivi. Successivamente si
crea la scarica ascendente positiva, che illumina tutto il canale ramificato
ed è visionabile. Quando i due "canali" si incontrano, ha inizio la scarica
a terra.
Le scariche in genere sono più di una (fulmini multipli) e durano poco più
di un secondo.
E.R.

 opposte(positive) sul terreno.
Mi ricorda un po' il funzionamento del generatore di Van De Graaff.
Buone ferie
PP