Атмосферное электричество образуется и концентрируется в облаках — образованиях из мелких частиц воды, находящейся в жидком или твердом состоянии. При дроблении водяных капель и кристаллов льда, при столкновениях их с ионами атмосферного воздуха крупные капли и кристаллы приобретают избыточный отрицательный заряд, а мелкие — положительный. Восходящие потоки воздуха в грозовом облаке поднимают мелкие капли и кристаллы к вершине облака, крупные капли и кристаллы опускаются к его основанию.
Заряженные облака наводят на земной поверхности под собой противоположный по знаку заряд. Внутри облака и между облаком и Землей создается сильное электрическое поле, которое способствует ионизации воздуха и возникновению искровых разрядов (молний) как внутри облака, так и между облаком и поверхностью Земли.
Гром возникает вследствие резкого расширения воздуха при быстром повышении температуры в канале разряда молнии. Вспышку молнии мы видим практически одновременно с разрядом, так как скорость распространения света очень велика (3·108 м/с). Разряд молнии длится всего 0,1–0,2 с. Звук распространяется значительно медленнее. В воздухе его скорость равна примерно 330 м/с. Чем дальше от нас произошел разряд молнии, тем длиннее пауза между вспышкой света и громом. Гром от очень далеких молний вообще не доходит: звуковая энергия рассеивается и поглощается по пути. Такие молнии называют зарницами. Как правило, гром слышен на расстоянии до 15–20 километров; таким образом, если наблюдатель видит молнию, но не слышит грома, то гроза находится на расстоянии более 20 километров.
Гром, сопровождающий молнию, может длиться в течение нескольких секунд. Существует две причины, объясняющие, почему вслед за короткой молнией слышатся более или менее долгие раскаты грома. Во-первых, молния имеет очень большую длину (она измеряется километрами), поэтому звук от разных ее участков доходит до наблюдателя в разные моменты времени. Во-вторых, происходит отражение звука от облаков и туч — возникает эхо. Отражением звука от облаков объясняется происходящее иногда усиление громкости звука в конце громовых раскатов.
Какое(-ие) утверждение(-я) справедливо(-ы)?
А. Громкость звука всегда ослабевает в конце громовых раскатов.
Б. Измеряемый интервал времени между молнией и сопровождающим ее громовым раскатом никогда не бывает более 1 мин.
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
Из последнего абзаца ясно, что громкость звука возрастает в конце громовых раскатов. Из предпоследнего абзаца ясно, что гром от некоторых молний вообще не доходит до наблюдателя. Если же гром доходит до наблюдателя, то есть интервал времени между молнией и сопровождающим ее раскатом можно измерить, этот интервал не превосходит
В пределах погрешностей числовых данных задания, самой сути физического явления (возникновению раскатов способствует отражение звука от облаков, звуковая волна распространяется по различным путям и приходит с разными запаздываниями) и в соответствии с правилами округления величин с учетом погрешностей сотую минуты необходимо отбросить. А потому утверждение о том, что интервал времени между молнией и сопровождающим ее громовым раскатом не бывает более 1 минуты, — верное.
Правильный ответ указан под номером 2.
Примечание редакции Решу ОГЭ.
Это задание из демонстрационной версии ОГЭ по физике представляется нам спорным. Мы бы не стали предлагать его на экзамене. Сомнительной представляется сама идея описанного опыта. Чтобы видеть молнию именно на расстоянии 20 км, экспериментатору следует забраться на гору и наблюдать за вспышками над морем в бинокль. Вспышки разной яркости и продолжительности будут сверкать каждые несколько секунд. Через некоторое время от каких-то из них дойдет звук. Как узнать от какой? Возможно, одна из вспышек будет ярче других и, вероятно, ей будет соответствовать более громкий раскат грома. Но все это очень неточно. Именно поэтому различие в сотую минуты при таком опыте пренебрежимо мало.
Отметим дополнительно, что при описании и интерпретации результатов опытов утверждение «величина не превышает 60 секунд» означает, что погрешность составляет половину следующего десятичного разряда, то есть полсекунды (значение 60,6 с не попадет в интервал). Но утверждение «интервал не превышает одной минуты» означает, что он определен с точностью до десятых долей минуты (число 1,01 мин входит в интервал). При обсуждении этого задания с учащимися следует подчеркнуть, что при описании результатов прямых или косвенных измерений величины 1 минута, 60 секунд и 60 000 млcек — разные, поскольку имеют разные погрешности.




Коллеги! Несколько лет назад мы с вами уже дискутировали по этому заданию. К сожалению расчёт в пункте Б) по-прежнему не совсем корректен: 60с*330м/с=19.800м=19,8 км - что вполне вписывается в интервал от 15км до 20 км, однако, даже с поправкой на время самой вспышки (0,1-0,2 с),тогда 60,5с*330м/с=19.965м<20км, т.е. всё равно /формально/ подходит, т.к. 60,5 с > 1 мин. Вывод: ВОЗМОЖНО, однако крайне редко. В связи с чем продолжаю настаивать на варианте ответа №4. От способа подсчёта или точности округления физические закономерности не зависят! Пожалуйста, измените постановку вопроса или уточните его формулировку.
Спасибо за важное замечание, дали развернутый комментарий в решении.