Sấm sét và các biện pháp phòng tránh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÍ  Tiểu luận môn: Phương pháp nghiên cứu khoa học Đề tài Giáo viên hướng dẫn: thầy Lê Văn Hoàng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hà Bích Phan Thị Ngọc Hương Nguyễn Thị Hoài Thương Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2009 MỤC LỤC MỤC LỤC LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DÀN Ý NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU NỘI DUNG KẾT LUẬN .24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Xuất phát từ thực tế sống _ Theo nghiên cứu Viện Vật lý Địa cầu (Trung tâm KHTN&CNQG), Việt Nam nằm tâm dông châu Á, ba tâm dông giới + Dông thường diễn từ tháng - 10 + Số ngày dông trung bình khoảng 100 ngày/năm số dông trung bình 250 h/năm _ Mỗi năm nước ta có tới hàng chục người chết sét đánh thiệt hại hư hỏng thiết bị lên đến hàng trăm triệu đồng Sét nguyên nhân gây cố cắt điện lưới điện cao áp Việt Nam Ví dụ: + Từ năm 1989-1994, có 286 cú sét đánh xuống đường dây 220 kV từ Phả Lại - Hà Đông, Hà Đông - Hòa Bình Phả Lại - Hải Phòng + Tại Na Hang (Tuyên Quang), sét đánh vào trạm vi ba liên tục năm từ 1997-2000 gây hỏng thiết bị trạm + 4/1998, tia sét đánh vào trạm Phú Thụy (Viện Vật lý Địa cầu) gây hỏng hai đài quan trắc địa lý địa từ, thiệt hại hàng trăm triệu đồng + 4/6/2001, sét đánh nổ máy cắt 220 KV Nhà máy Thủy điện Hòa Bình khiến lưới điện miền Bắc bị rã mạch, nhiều nhà máy điện bị tách khỏi hệ thống khiến điện diện rộng _ Đáng báo động đa số công trình lớn không đáp ứng đủ yêu cầu phòng chống sét giới MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU _ Việc nghiên cứu “sấm sét” giúp hiểu rõ chất sấm sét Thông qua học, tuyên truyền giúp cho học sinh có nhìn đắn sấm sét, cách phòng chống sấm sét, tự bảo vệ thân người khác _ Làm phong phú giảng cho học sinh _ Nắm thành tựu người công chinh phục sấm sét ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU _ Bản chất tượng sấm sét _ Cách phòng chống sấm sét _ Sét nguồn lượng quý giá NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI Tìm hiểu hệ thống kiến thức chất phương pháp phòng chống sấm sét PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU _ Đọc nghiên cứu tài liệu có liên quan đến chất cách phòng chống sấm sét _ Phân tích tổng hợp tài liệu DÀN Ý NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU MỤC LỤC LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DÀN Ý NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU NỘI DUNG KẾT LUẬN .24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 NỘI DUNG I.1 Sấm sét ? - Sét hay tia sét tượng phóng điện khí đám mây đất hay đám mây mang điện tích khác dấu - Sấm tiếng động chớp đốt nóng không khí Khi không khí nở nhanh, gây tiếng động Ta nghe thấy sấm vòng bán kính 20-25km I.2 Bản chất tượng sấm sét I.2.1 Một số khái niệm _ Sự phóng điện tự lực: thực nghiệm chứng minh, chất khí, điện trường đủ mạnh, hiệu điện đủ lớn dù có ngừng tác dụng tác nhân ion hóa, phóng điện trì _Tia lửa điện trình phóng điện tự lực xảy chất khí có tác dụng điện trường đủ mạnh để làm ion hóa khí, biến phân tử khí trung hòa thành ion dương electron tự I.2.2 Bản chất sấm sét _Những gió nhẹ ẩm không ổn định làm gia tăng đám mây dày đặc gió lên phía phía Điều khiến hạt mưa, băng tuyết đám mây va chạm, cọ xát Sự va chạm làm điện tích tách rời Chủ yếu đối lưu nên điện tích dương bắn lên cao điện tích âm sa xuống thấp Hai miền điện tích khác dấu đám mây dông giống hai tụ điện khổng lồ, không khí chúng chất cách điện, lúc đầu ngăn không cho điện tích chạy lại gặp nâng dần hiệu điện hai cực hai tụ điện Giữa phần chân đám mây dông mặt đất tích điện (do hưởng ứng tĩnh điện) tụ điện với không khí cách điện nằm hai tụ điện Sự cân điện tích tăng lên bên đám mây, đám mây mặt đất Điện trường không khí lúc có cường độ khoảng 3.106 V/m Khi hiệu điện hai tụ điện đủ lớn để đánh thủng chất điện môi (không khí) hai bản, có tia lửa điện phóng qua Người ta gọi tia chớp hay tia sét _Chớp nung nóng không khí xung quanh tới gần 27.760 oC, nóng bề mặt Mặt trời Sức nóng khủng khiếp làm cho không khí giãn nở đột ngột, tạo tiếng nổ lớn, gọi tiếng sấm (nếu phóng điện đám mây) tiếng sét (nếu phóng điện đám mây mặt đất) _Khi cân điện tích mây mặt đất lớn tới mức điện tích âm phần thấp đám mây bắt đầu di chuyển hướng mặt đất, điện tích âm tới gần mặt đất làm cho điện tích dương dâng lên vật thể cao (chẳng hạn cây, nhà, cột điện, người …) Khi điện tích âm từ đám mây kết nối với điện tích dương dâng lên từ mặt đất này, tia chớp chói sáng xuất  Vậy: chất tượng sét phóng điện chất khí áp suất bình thường, sét phát sinh phóng điện đám mây tích điện trái dấu đám mây tích điện với mặt đất tạo thành tia lửa điện khổng lồ 8 Mây Va chạm Điện tích dương Mất cân điện tích Tia chớp Cọ xát Điện tích âm Sấm 27760oC Không khí giãn nở Chớp đám mây Sét Chớp đám mây mặt đất Sơ đồ tóm tắt trình hình thành sấm sét I.3 Đặc điểm sét  Sét tỏa nhiệt lượng lớn _Từ tượng thường thấy tự nhiên sét đánh vào gây bốc cháy, sét đánh gây cháy rừng chứng tỏ: nhiệt lượng sét đánh tỏa lớn Nhiệt độ lên tới nhiều nghìn độ C nên nguy hiểm Sét làm nóng chảy vật liệu kim loại, vặn cong cột điện, đánh tan nhà… chớp mắt _Sét phóng điện từ đám mây dông xuống đất Q= I2.R.t Nhiệt lượng sét tỏa lớn, mà ta biết sét đánh thời gian ngắn (khoảng 100 lần/s) nên theo công thức học, I truyền qua phải lớn (khoảng 10000-50000A) Một tia sét thông thường thắp sáng bóng đèn 100W ba tháng  Sét không đánh theo đường thẳng Đường sét cong queo phải chọn đường cản điện nhất, nghĩa vào nơi tập trung nhiều phần tử dẫn điện  Những nơi sét thường đánh vào _Sét thường đánh nhiều vào nơi có sức cản điện tương đối Ví dụ: sét hay đánh vào có nhiều rễ rễ ăn sâu đa, sồi _Sét đánh vào nơi dẫn điện tốt + Sét hay đánh vào chứa nhiều nước + Những nơi ẩm ướt (những khe núi, vực sâu, đáy khe, vực tập trung nhiều ẩm hay nguồn nước)… + Những vùng đất sét thường dẫn điện nhiều đất cát, sét hay đánh xuống + Đất có nhiều mạch nước ngầm dòng cát chảy (lưu sa) phía mồi ngon sét I.4 Sét – hiểm họa đời sống I.4.1 Đối với người Sét, kẻ giết người đứng thứ hai sau lũ, song giết người lần, sát thủ liên quan tới thời tiết, năm cướp nhiều sinh mạng so với bão lốc xoáy Hàng năm, sét làm khoảng 5000 người, đồng thời làm hàng trăm người khác bị thương Mất trí, thiếu tập trung, rối loạn giấc ngủ, tê liệt, choáng váng suy nhược chứng bệnh mà người bị sét đánh mắc phải a Sét gây thương tích cách thức sau • Sét đánh thẳng vào vị trí nạn nhân từ đám mây xuống • Khi nạn nhân đứng cạnh vật bị sét đánh Sét phóng qua khoảng cách không khí người vật Trong trường hợp gọi sét đánh tạt ngang • Sét đánh nạn nhân tiếp xúc với vật bị sét đánh • Điện áp bước Khi người tiếp xúc với mặt đất vài điểm Sét lan truyền mặt đất • Sét lan truyền qua đường dây cáp tới vật điện thoại, tivi, ổ cắm Theo thống kê Mỹ, nạn nhân bị sét đánh: Tỉ lệ (%) Nguyên nhân 10 40 Không rõ nguyên nhân 27 Đang khu vực trống trải 19 Ở gần Đang bơi hay khu vực gần nước Đang đứng gần máy móc 2.4 Khi nói điện thoại 0.7 Liên quan đến radio, tivi, ăng-ten… b Sét đánh gây thiệt hại sao? _ Tia sét có dòng điện mạnh nhiệt độ đến vài chục ngàn độ C Do đó, bị sét đánh thẳng, người súc vật bị cháy bỏng chết nhanh chóng _ Khi sét đánh xuống đất, bán kính khoảng 20m có điện Nếu ta bán kính đó, hai chân ta có điện áp gọi điện áp bước Càng đứng gần nơi sét đánh, điện áp bước lớn dòng điện qua hai chân vào người cao, có khả gây chết người _ Sét hay đánh vào công trình kiến trúc, nhà cửa cao Tia sét đánh vào tháp Eiffel năm 1902 đứng trơ trọi nhà cao tầng, gác chuông nhà thờ, ống khói, nhà máy điện, trạm biến áp, ăng-ten bưu điện làm hư hại nhà cửa thiết bị điện I.4.2 Đối với trang thiết bị điện tử hệ thống thông tin liên lạc _ Ví dụ: 11 + Năm 1963, Boeing bay độ cao 1.500m bị sét đánh khiến toàn hành khách tổ lái bị thiệt mạng + Năm 1969, tàu Appollo 12 năm 1987, tàu Atlas Centuor bị tác động phóng điện mây dông khiến chúng chuyển động lệch quỹ đạo, nhớ điều khiển hoạt động không xác _ Trong thời đại thông tin nay, mạng máy tính, hệ thống điều hành thông tin, ăng-ten công cộng trở thành tâm điểm phá hoại mạch xung điện từ sét Tỷ lệ hệ thống thông tin bị sét phá hoại vượt xa tỷ lệ tòa kiến trúc _ Những thiết bị điện, điện tử gia đình (nhất radio, tivi, máy vi tính ) dễ bị nhiễm điện tia chớp lóe sáng kèm theo tiếng nổ dội Dòng điện qua gây thiệt hại cho dàn máy điện tử, gây thương tổn cho người Phương thức tác động sét trang thiết bị điện, điện tử: • Sét đánh trực tiếp • Sét đánh gây cảm ứng: sét đánh gây cảm ứng sét đánh vị trí gần công trình, gần đường dây nguồn đường dây tín hiệu (dây điện thoại, dây mạng ) Dòng điện khe sét lớn, điện-từ trường mạnh sinh dây dẫn nói trên, điện áp cảm ứng lớn lan truyền theo đường dây dẫn vào thiết bị, làm hỏng chúng I.5 Các biện pháp phòng chống sét Việc nghiên cứu dông sét tiến hành quan sát, nghiên cứu hoạt động dông không gian thời gian, xác định mật độ sét (số tia sét/km 2.năm), tiến hành đo thông số sét khác cường độ dòng điện sét, độ dốc sét 12 Thực chống sét dựa số liệu điều tra bản, lựa chọn cách sáng tạo công nghệ chống sét thích hợp cho đối tượng cần bảo vệ: I.5.1 Phương pháp dùng lồng Faraday: a Vật dẫn mang điện _ Vật dẫn vật có chứa hạt mang điện tự do; hạt mang điện chuyển động toàn vật dẫn Có nhiều loại vật dẫn (rắn, lỏng, khí) _ Trong vật dẫn kim loại, hạt mang điện tự electron dẫn, chúng chuyển động tự từ nguyên tử sang nguyên tử khác mạng tinh thể kim loại _ Tính chất vật dẫn mang điện + Vật dẫn cân tĩnh điện khối đẳng Mặt vật dẫn mặt đẳng + Vật dẫn mang điện trạng thái cân tĩnh điện điện trường lòng vật dẫn luôn Hay điện tích lòng vật dẫn + Điện tích phân bố không bề mặt vật dẫn: nơi lõm vào phân bố điện tích nhất, điện tích phân bố nhiều mũi nhọn b Nguyên tắc hoạt động Dựa tính chất vật dẫn mang điện: điện trường lòng vật dẫn rỗng mang điện nên vật dẫn khác nằm lòng vật dẫn rỗng không bị ảnh hưởng điện trường bên Như vật dẫn rỗng có tác dụng bảo vệ, che chở cho vật dẫn khác đặt bên khỏi bị ảnh hưởng điện trường bên Vì vật dẫn rỗng gọi điện.Thực tế lưới kim loại dày (mau) coi điện 13 c Lồng Faraday Là lồng kim loại bao kín khu vực bảo vệ Theo lý thuyết sóng điện từ phương pháp lý tưởng để phòng chống sét Phương pháp chống sét sử dụng bảo vệ số khu vực đặc biệt nơi chứa thuốc nổ, hạt nhân Tuy nhiên phương pháp tốn không khả thi để áp dụng vào thực tế cho tất công trình 14 I.5.2 Phương pháp chống sét truyền thống (Hệ Franklin) Phương pháp chống sét truyền thống có hai dạng là:  Hệ gắn thẳng với nhà  Hệ bao quanh hay nằm a Hệ Franklin gắn thẳng: Dùng kim thu sét kim loại đặt đỉnh nhà, nối với dây kim loại dẫn xuống đất Phương pháp chống sét thực hai nhiệm vụ: làm chệch hướng tia sét vào nhà dẫn lượng xuống đất phân tán Thu lôi chống sét Franklin Benjamin Franklin phát minh năm 1760 lượng điện mây b Hệ Franklin bao quanh hay nằm (hệ mắt xích hay lưới) Nó thường bao gồm hệ dây dẫn đỉnh treo cột nối với hệ thống đất Các dây thường đặt cách nhà khoảng 10-20 m Hệ có ưu việt tiếp nhận tia sét tia sét cách xa khu vực bảo vệ xa hệ Franklin nối trực tiếp Dạng bảo vệ thường đắt dạng gắn trực tiếp  Thực nghiệm cho thấy, hệ Franklin không cho hiệu chống sét 100% Tuy sét đánh vào kim thu sét nhiều hiệu phương pháp chống sét tốt, song nhiều kết thực nghiệm cho thấy sét bỏ qua kim thu sét mà đánh trực 15 tiếp vào nhà làm kim thu sét lên cao Ngay sét đánh vào kim thu sét dây nối đất không hiệu cho việc dẫn thành phần tần số cao tia sét có vật kim loại gần Các nhà có chứa dụng cụ nhạy cảm với sét thiết bị điện tử bị hỏng hóc Đối với thiết bị nhạy cảm cần phải có thiết bị chống sét chuyên dụng Như vậy, phương pháp truyền thống nhiều năm qua chứng tỏ khả bảo vệ nó, nhiên yêu cầu cao (các thiết bị điện tử, nhà máy hạt nhân, đạn dược, ) nhược điểm nêu gây thiệt hại khôn lường I.5.3 Phương pháp chống sét không truyền thống I.5.3.1 Hệ phát xạ sớm Một vài dụng cụ sử dụng gây phát xạ sớm nguồn phóng xạ kích thích điện kim I.5.3.2 Hệ ngăn chặn sét (hệ tiêu tán lượng sét) Hệ ngăn chặn sét với mục đích phân tán điện tích mây dông trước phóng điện Hay nói khác tạo đám mây điện dương khu vực để làm chệch tia sét khỏi khu vực bảo vệ Nhiều dạng dụng cụ phân tán sử dụng Chủ yếu cấu tạo nhiều kim mũi nhọn nối đất Những điểm dạng lưới kim loại, bàn chải Các dụng cụ có tác dụng chuyển điện tích dương từ đất vào khí 16 I.5.3.3 Hút sét tia laser Ngày cần chống sét cho công trình đại đòi hỏi phương pháp chống sét có hiệu cao ví dụ kho chất nổ đạn dược, hạt nhân, trung tâm máy tính quan trọng (điều khiển bay, trung tâm điều hành mạng, ) Nhằm tìm kiếm giải pháp chống sét 100%, công ty hàng năm đầu tư hàng triệu đôla cho công việc nghiên cứu hút sét laser Các nhóm nghiên cứu mạnh vấn đề giáo sư Bazelyan (Nga), giáo sư Zen Kawazaki (Nhật) Đã có kết bước đầu Tại Nhật, năm 1997 sau nhiều lần thử nghiệm người ta lần thu tia sét cách Theo ý kiến chuyên gia, kỹ thuật thực Khó khăn chỗ đồng hoá chi phí cho cú chống sét phương pháp nói đắt vàng Hướng nghiên cứu tiếp tục I.5.4 Phương pháp phòng chống tích cực I.5.4.1 Sử dụng trang thiết bị đại Một dạng phương pháp sử dụng có hiệu năm gần dự báo dông sét sớm Nhờ vào thiết bị đại đa, vệ tinh, hệ thống định vị phóng điện, người ta dự báo khả có dông sét xảy khu vực khoảng thời gian từ vài đến 30 phút Các phương pháp ứng dụng rộng rãi hàng không, điện lực, an toàn cho người Thiết bị EFM ESID đặt trạm Phú thụy (Gia lâm) có khả I.5.4.2 Các biện pháp bảo vệ chống sét khuyến khích Vì sét tượng ngẫu nhiên vị trí an toàn tuyệt đối Tuy nhiên việc chủ động đề phòng, tránh sét tìm nơi an toàn làm giảm đáng kể khả bị sét đánh Cần phải hướng dẫn giáo dục phòng chống sét an toàn cho người 17 a Lên kế hoạch trước Nghe dự báo thời tiết Khi nghe tin dự báo thời tiết lên kế hoạch làm việc để đề phòng Khi làm khu vực đó, để ý trước nơi trú mưa tránh sét an toàn Phải tính thời gian từ chỗ làm việc đến nơi an toàn Thường dông kéo đến nhanh vòng 15 phút di chuyển với vận tốc 40km/h Nói chung nơi không an toàn cần phải để ý đến dấu hiệu dông mây đen, không khí lạnh, gió b Thực quy tắc nhìn-nghe _ Khi sét xảy ra, tiên ta thấy tia chớp loé lên sau có tiếng sấm kèm theo Nếu bạn tính khoảng thời gian từ lúc tia chớp loé lên lúc nghe thấy tiếng sấm xác định khoảng cách tới nơi sét xảy Chia số giây cho ta khoảng cách đến tia sét Ví dụ đếm giây sét cách vị trí đứng 3/3= 1km _ Nếu khoảng thời gian bạn đếm từ thấy chớp nghe tiếng sấm nhỏ 30 giây, bạn nằm tầm ngắm tia sét phải cẩn thận _ Nếu thời gian nhỏ 20 giây phải di chuyển đến nơi an toàn Khi nghe thấy tiếng sấm cần phải thấy nguy hiểm đến Sét đánh cách xa nơi có mưa tới 15-20km c Tránh sét nhà _ Khi trời xảy dông, biện pháp tránh sét tốt nên nhà Chỗ an toàn để tránh sét nhà, hay công sở có lắp đặt hệ thống chống sét (đơn giản cột thu lôi Franklin) _ Khi nhà nên đứng xa cửa sổ, cửa vào, đồ dùng điện, tránh chỗ ẩm ướt buồng tắm, bể nước, vòi nước, không nên dùng điện thoại trừ trường hợp cần thiết Nên rút phích cắp thiết bị điện trước lúc có dông gần xảy 18 _ Với đường dây điện thoại hay dây điện nối với lưới bên nên bị ảnh hưởng sét đánh lan truyền Nên tránh xa dây vật dùng điện với khoảng cách 1m Vô tuyên nối với dây anten để trời cần rút có dông d Tránh sét đánh trời _ Trong trường hợp không kịp chạy tìm nơi ẩn náu an toàn, tuyệt đối không dùng cối làm chỗ trú mưa, tránh khu vực cao xung quanh, tránh xa vật dụng kim loại xe đạp, máy, hàng rào sắt _ Tìm chỗ khô ráo, xung quanh có cao nên tìm chỗ thấp, tìm vị trí thấp _ Người vị trí thấp tốt, tay ôm cổ Phần tiếp xúc người với mặt đất Nhón chân, không nằm xuống đất Đứng xa vật cao, khỏi nơi chứa nước bãi biển, ao, hồ, mương Các vùng đỉnh núi hay sườn núi nhô cao nguy hiểm Nếu rừng tìm nơi thấp thưa để tránh Không đứng thành nhóm người gần Nếu bạn cảm thấy tóc bị dựng lên (như cảm giác điện sờ tay trước mặt tivi) điều có nghĩa bị sét đánh lúc Lập tức cúi ngồi xuống lấy tay che tai, không nằm xuống đất hay đặt tay lên đất Đối với vật có bề mặt kim loại xe buýt, tàu hoả, ô tô, không thò người không chạm đến vỏ bọc chỗ an toàn Ngược lại đối vơi ô tô, tàu thuỷ để hở hay vỏ bọc kim loại lại nguy hiểm Sau nghe thấy tiếng sét 30 phút trở lại làm việc bình thường e Cấp cứu người bị sét đánh 19 f Ngoài làm cháy, bỏng, sét gây tác hại hệ thần kinh, gãy xương, thính giác, thị giác, hay trí nhớ Người bị sét đánh cần cứu trợ tức khắc g Nếu người bị sét đánh bị ngất (tim ngừng đập, tắt thở) phải thực khẩn cấp động tác hô hấp, trợ tim nhân tạo Tìm nơi bị gãy, đặc biệt cẩn thận không di dời nạn nhân nghi ngờ bị gãy cột sống Để nơi bị bỏng khô tìm cách nhanh để nhân viên y tế đến h Trong giông, cảm thấy có điều bất thường người nhức, tóc giật giật, lông tay lông gáy dựng lên bạn khu vực bị sét đánh Phải phản ứng thật nhanh, rời khỏi nơi đứng cách nhảy cò cò hay nhảy chụm hai chân chim sẻ (tuyệt đối không nên chạy, bước dài hai chân, điện áp lớn tạo dòng điện từ chân qua người sang chân kia, người bị điện giật chết Cũng không nên nằm dài đất) Nếu rời xa nơi lậy tức ngồi xuống, thu nhỏ lại (hoặc đứng chụm hai chân hay co chân lên) Nếu có vật cách điện ván, nhựa nên ngồi lên đó, cúi đầu thấp xuống, hai tay che đầu I.6 Sét- nguồn lượng quý giá: _ Vào thời điểm Trái đất có khoảng 2.000 dông hoạt động Một dông bình thường kéo dài tiếng có 10.000 cú phóng điện có 1000-2000 phóng xuống đất _ Lượng điện tích chứa lần sét xuất kéo đoàn tàu 14 toa chạy 200km _ Chỉ tia sáng thông thường thắp sáng bóng đèn 100W ba tháng, nguồn lượng khổng lồ _ Công suất luồng điện sét lớn Nếu điện áp hai đầu luồng điện 10.000.000V, dòng điện 20.000A khoảnh khắc chớp sét ấy, công suất đạt 200 triệu KW Đáng tiếc thời gian phóng điện ngắn, khoảng 50-100 Vì vậy, tổng lượng mà lần sét phóng không đủ thắp sáng cho thành phố lớn giờ, nữa, điện chớp khó khống chế, 20 muốn trực tiếp lợi dụng lượng vô khó Đây đề tài hóc búa đặt cho nhà khoa học _ Sét thực vai trò "đội thăm dò địa chất", giúp người tìm nguồn khoáng sản Sét vốn thích đánh vào vật thể dễ dẫn điện, mà nơi có kim loại dầu khí tính dẫn điện cao vùng khác Căn vào thống kê số lần xảy sét, khu vực thường có sét khả chứa khoáng sản dầu khí cao _ Các nhà khoa học nêu ý tưởng táo bạo "dùng sét chống mưa đá" Dẫn sét vào tầng mây có khả sinh mưa đá, lượng cực lớn nhiệt độ cao phá hủy tảng nước đá, biến chúng thành nước để tránh gây thiên tai I.7 Bước đầu chinh phục sét người: Tuy sét kẻ giết người thứ hai sau lũ, sát thủ thời tiết Nhưng nguồn lượng quý giá Các nhà khoa học sớm nhận điều nên bắt tay vào nghiên cứu chinh phục sét, bắt phục vụ tốt cho người Việc làm bước đầu mang lại nhiều kết khả quan _ Dự đoán lượng mưa sấm sét _ Mạng trạm đa thời tiết sân bay Trạm đa thời tiết có khả ghi nhận đặc điểm cấu trúc mây qua giá trị phản hồi vô tuyến từ hạt nước tinh thể băng mây Các nhà khí tượng phân tích phát sớm ổ mây có khả phát triển mạnh vùng bán kính quan trắc đa, theo dõi phát triển chúng đánh giá khả xuất dông, sét nhờ tiêu nhận biết tượng Mạng trạm đếm sét Việt nam: năm 2001, phòng Vật lý Khí trang bị hai thiết bị: thiết bị đếm số lần phóng điện mây, mây - mây mây - đất (ESID) với bán kính hoạt động khác nhau, độ xác lớn thiết bị đo cường độ điện trường (EFM) Kết hợp thiết bị với đa thời tiết, tiến hành dự báo sét khu vực đặt máy trước thời gian khoảng nửa tiếng Đồng thời với việc sử dụng thiết bị mua sẵn, phòng Vật lý khí (Viện Vật 21 lý Địa cầu) thử nghiệm tự chế thiết bị định vị phóng điện, thiết bị đo cường độ điện trường, thiết bị đo biên độ độ dốc dòng sét dự kiến đưa vào hoạt động năm 2002-2003 Mạng trạm dự kiến gồm trạm phạm vi nước _ Tàu vũ trụ hoạt động sấm sét _ Tạo phân nitrogen có lợi cho trồng Điều kiện nhiệt độ áp suất cao sét sinh điều kiện để sản xuất đạm nitơ Nhờ tác dụng sét mà năm tạo tỷ phân đạm Nitơ toàn cầu Các nhà khoa học tiến hành chế tạo phân bón hoá học "sét nhân tạo" phòng thí nghiệm, tiếng sấm rền động trời đất có ích việc làm tơi xốp đất sinh trưởng thực vật _ Sét phóng điện làm phần tử oxy O2 không khí kết hợp tạo thành khí ozôn O3 hấp thu tia tử ngoại bảo vệ sống trái đất _ Sử dụng lượng sét cung cấp điện thành phố _ Sử dụng tia X để nắm bắt di chuyển sét Khi sét di chuyển từ đám mây đến mặt đất đoạn đường từ 30 đến 160 phút, gọi “bước” quy trình “bước dẫn đầu”, tia X xuất bên bước, khoảng 1/1.000.000 giây sau bước kết thúc Tia X sét tạo ra, nỗ lực ngày giúp dự đoán vị trí sét đánh 22 I.8 Giải thích tượng liên quan đến sấm sét: I.8.1 Sét Sét tượng tự nhiên chưa có lời giải thích thỏa đáng, dù nguyên lý Đó thường cầu phát sáng di động mưa sấm sét, kích thước cỡ cam hay nho, thời gian kéo dài từ vài giây tới vài phút Sét xuất đồng thời với tia sét đánh từ mây xuống đất Nó thường bay cao vài mét, kèm theo âm đánh vào đồ đạc trước biến Cũng có bay cao sáng đến mức nhìn Bức tranh kỉ XIX, miêu tả tượng sét vào ban ngày I.8.2 độc? Vì sét hay đánh vào vật thể cao chót vót đứng đơn Những vật thể cao chót vót mang điện tích cảm ứng nhiều mặt đất, có khả hút sóng điện mạnh hơn, hút tia điện cách dễ dàng I.8.3 sấm? Vì nhìn thấy chớp trước nghe thấy tiếng Vì tốc độ truyền ánh sáng nhanh nhiều so với tốc độ truyền âm Trong không khí, giây ánh sáng 30 vạn km, tương đương chạy 7,5 vòng quanh xích đạo Trái đất Tốc độ âm không khí 340 m/s, 1/900.000 lần so với tốc độ ánh sáng Thời gian tia sáng phát sinh từ chớp truyền đến mặt đất không đến phần vài chục vạn giây; âm chạy với cự ly cần phải có thời gian dài Đôi nhìn thấy chớp mà không nghe thấy tiếng sấm, tầng mây phóng điện cách xa, âm phát không đủ thấy 23 độ vang Chính âm truyền không khí lượng giảm nhiều, đến cuối không nghe thấy tiếng sấm I.8.4 Vì xuất chớp dạng hình hình cầu? Vào lúc chạng vạng tối mùa hè, đám mây hồng qua làm nóng mặt đất, thêm tác dụng tiềm nhiệt nước đóng băng lan rộng cao dày, mây uốn cổ thụ già muôn hình muôn vẻ xuất nhiều phận lồi vật thể Ở khu vực mà ánh sáng Mặt trời chiếu đến có màu hồng sẫm, bóng râm mà Mặt trời không chiếu đến cảnh sắc màu âm u xám xịt Trên biên đám mây, có vệt mưa nối tiếp chân trời Trên đỉnh đám mây có khói mây nhỏ màu vàng đỏ trải bầu trời Trong đám mây có tia chớp xuất rõ rệt, tia chớp xuyên qua đám mây rắn bạc, ánh sáng tia chớp phát quang, đám mây đen hồng lên sắt vừa lấy khỏi lò luyện 24 KẾT LUẬN Sấm sét kẻ sát thủ thứ hai thời tiết, sét đến sét gây cho người thiệt hại vật chất, chí cướp sinh mạng người Nhận thấy hậu sét gây ra, người vào nghiên cứu để khắc phục nó, thời gian tìm hiểu, nhà khoa học khám phá rằng: bên cạnh tác hại, sét nguồn lượng quý giá chưa người khám phá Với thành tựu khoa học kĩ thuật đại ngày nay, người bước chinh phục sấm sét, bắt phục vụ người Chúng ta cần có nhìn hiểu biết sâu sắc chất cách phòng-chống sấm sét, để sấm sét trở thành người bạn hữu ích người 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lương Duyên Bình, Dư Trí Công, Nguyễn Hữu Hồ, Vật lí đại cương (tập 2), Nxb Giáo dục, 2003, trang 61-65 David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Cơ sở Vật lí (tập 4), Nxb Giáo dục, 2007, trang 132-134 Sách giáo khoa Vật Lí 11 nâng cao, Nxb Giáo dục, 2008, trang 106-113 Các trang web với từ khóa tra cứu “sấm sét”, “dòng điện chất khí”, “cách phòng chống sét”, “lồng Faraday”, “hệ Franklin”, “nguồn lượng sét”…: + http://antgct.cand.com.vn + http://vnexpress.net + www.thunderstorm.org.vn + http://www.vista.gov.vn + Wikipedia + Thuvienvatli.com.vn [...]... gian và thời gian, xác định mật độ sét (số tia sét/ km 2.năm), tiến hành đo các thông số sét khác như cường độ dòng điện sét, độ dốc sét 12 Thực hiện chống sét là dựa trên các số liệu điều tra cơ bản, lựa chọn một cách sáng tạo các công nghệ chống sét thích hợp cho từng đối tượng cần bảo vệ: I.5.1 Phương pháp dùng lồng Faraday: a Vật dẫn mang điện _ Vật dẫn là vật có chứa các hạt mang điện tự do; các. .. kết quả thực nghiệm cho thấy sét có thể bỏ qua kim thu sét mà đánh trực 15 tiếp vào nhà mặc dù có thể làm kim thu sét lên rất cao Ngay cả khi sét đánh vào kim thu sét thì dây nối đất không hiệu quả cho việc dẫn các thành phần tần số cao của tia sét khi có các vật kim loại ở gần Các nhà có chứa các dụng cụ nhạy cảm với sét như các thiết bị điện tử sẽ bị hỏng hóc Đối với các thiết bị nhạy cảm này cần... trên các cột và nối với hệ thống đất Các dây này thường đặt cách nhà khoảng 10-20 m Hệ này có ưu việt là một khi nó tiếp nhận tia sét thì tia sét ở cách xa khu vực bảo vệ xa hơn hệ Franklin nối trực tiếp Dạng bảo vệ này thường đắt hơn dạng gắn trực tiếp  Thực nghiệm cho thấy, hệ Franklin không cho hiệu quả chống sét 100% Tuy sét đánh vào kim thu sét nhiều hơn và hiệu quả của phương pháp chống sét là... • Sét đánh trực tiếp • Sét đánh gây cảm ứng: sét đánh gây cảm ứng là sét đánh ở vị trí gần công trình, gần đường dây nguồn hoặc đường dây tín hiệu (dây điện thoại, dây mạng ) Dòng điện trong khe sét rất lớn, điện-từ trường rất mạnh sinh ra trên các dây dẫn nói trên, điện áp cảm ứng lớn lan truyền theo đường dây dẫn vào thiết bị, làm hỏng chúng I.5 Các biện pháp phòng chống sét Việc nghiên cứu dông sét. .. Theo lý thuyết sóng điện từ thì đây là phương pháp lý tưởng để phòng chống sét Phương pháp chống sét này được sử dụng bảo vệ một số khu vực đặc biệt như nơi chứa thuốc nổ, hạt nhân Tuy nhiên phương pháp này tốn kém và không khả thi để áp dụng vào thực tế cho tất cả các công trình 14 I.5.2 Phương pháp chống sét truyền thống (Hệ Franklin) Phương pháp chống sét truyền thống có hai dạng là:  Hệ gắn thẳng... cho con người Thiết bị EFM và ESID đặt tại trạm Phú thụy (Gia lâm) cũng có khả năng này I.5.4.2 Các biện pháp bảo vệ và chống sét được khuyến khích Vì sét là hiện tượng ngẫu nhiên cho nên không có vị trí an toàn tuyệt đối Tuy nhiên việc chủ động đề phòng, tránh sét tìm nơi an toàn hơn có thể làm giảm đáng kể khả năng bị sét đánh Cần phải hướng dẫn giáo dục phòng chống sét an toàn cho con người 17... nằm trong tầm ngắm của tia sét rồi và phải cẩn thận _ Nếu thời gian này nhỏ hơn 20 giây thì phải di chuyển đến nơi an toàn hơn Khi nghe thấy tiếng sấm đầu tiên bất kể là gì cũng cần phải thấy nguy hiểm đã đến Sét có thể đánh cách xa nơi có mưa tới 15-20km c Tránh sét trong nhà _ Khi trời sắp xảy ra dông, thì biện pháp tránh sét tốt nhất là nên về nhà Chỗ an toàn để tránh sét là toà nhà, hay công sở... ta thấy tia chớp loé lên và sau đó là có tiếng sấm kèm theo Nếu bạn tính khoảng thời gian từ lúc tia chớp loé lên và lúc nghe thấy tiếng sấm thì có thể xác định được khoảng cách tới nơi sét xảy ra Chia số giây cho 3 ta được khoảng cách đến tia sét Ví dụ đếm được 3 giây thì sét cách vị trí đứng là 3/3= 1km _ Nếu như khoảng thời gian bạn đếm được từ khi thấy chớp và nghe tiếng sấm nhỏ hơn 30 giây, thì... tục I.5.4 Phương pháp phòng chống tích cực I.5.4.1 Sử dụng các trang thiết bị hiện đại Một dạng phương pháp được sử dụng có hiệu quả trong những năm gần đây là dự báo dông sét sớm Nhờ vào các thiết bị hiện đại như ra đa, vệ tinh, các hệ thống định vị phóng điện, người ta có thể dự báo được khả năng có dông sét xảy ra tại khu vực trong khoảng thời gian từ vài giờ đến 30 phút Các phương pháp này được ứng... loại, bàn chải Các dụng cụ này có tác dụng chuyển điện tích dương từ đất vào khí quyển 16 I.5.3.3 Hút sét bằng tia laser Ngày nay chúng ta cần chống sét cho các công trình hiện đại đòi hỏi phương pháp chống sét có hiệu quả cao ví dụ như kho chất nổ đạn dược, hạt nhân, các trung tâm máy tính quan trọng (điều khiển bay, trung tâm điều hành mạng, ) Nhằm tìm kiếm giải pháp chống sét 100%, các công ty hàng ... phục sấm sét ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU _ Bản chất tượng sấm sét _ Cách phòng chống sấm sét _ Sét nguồn lượng quý giá NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI Tìm hiểu hệ thống kiến thức chất phương pháp phòng chống sấm sét. .. cầu phòng chống sét giới MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU _ Việc nghiên cứu sấm sét giúp hiểu rõ chất sấm sét Thông qua học, tuyên truyền giúp cho học sinh có nhìn đắn sấm sét, cách phòng chống sấm sét, ... nghe thấy tiếng sấm cần phải thấy nguy hiểm đến Sét đánh cách xa nơi có mưa tới 15-20km c Tránh sét nhà _ Khi trời xảy dông, biện pháp tránh sét tốt nên nhà Chỗ an toàn để tránh sét nhà, hay công