Содержание
Физик объяснил, почему нельзя снимать молнии на мобильный
Комсомольская правда
НаукаНаука: Клуб любознательных
Мария БАЧЕНИНА
4 августа 2020 1:00
Ежегодно люди гибнут в попытках сделать эффектное видео шаровых молний
Люди, как правило, наблюдают шаровые молнии во время грозыФото: EAST NEWS
Дождями, грозами и молниями никого не удивить, уж в этом году точно. Если только это не шаровая молния! Удивительная загадка природы, прекрасная и ужасная одновременно. Откуда они берутся, чем опасны для человека мы узнали у доктора физико-математических наук, академик Российской академии естественных наук, ведущего научного сотрудника кафедры физической электроники физического факультета МГУ им. Ломоносова Владимира Львовича Бычкова.
Аудио: Самая большая загадка природы: откуда берутся шаровые молнии
Застынь, и она не заметит…
— Шаровая молния – явление столь же редкое, сколь и неизученное. Потому и неизученное, что редкое. Ученые в разных уголках мира гоняются за этим огненным шаром, пытаются предугадать, где могут появиться в следующий раз шаровые молнии, но пока не очень результативно. Как их вообще можно изучать?
— Люди, как правило, наблюдают шаровые молнии во время грозы. Поэтому во время грозы ученые выставляют специальные фотоаппараты, которые работают в постоянном режиме, с открытым объективом. И они фиксируют, если появляется шаровая молния, в виде какой-то волнистой линии. Но сейчас уже люди стали ходить с мобильными телефонами. И во время грозы стали снимать все светящееся. А это крайне опасное занятие. На днях я делал анализ смертей от шаровой молнии, которые были за последние несколько лет. Раз в год шаровая молния попадает в мобильный телефон. И владелец гибнет при взаимодействии с разрядом. Когда человек держит мобильный телефон в руках, он держит маленькую антенну. Около нее усиливается электрическое поле. И тогда заряженный объект начинает притягиваться к нему.
— Раз это явление обладает электромагнитными свойствами, получается, самая лучшая рекомендация при встрече с шаровой молнией – просто не двигаться? Чтобы она не среагировала на наш электрический заряд?
— Человек является достаточно средним проводником электричества: мы наполнены жидкостью. Поэтому мы притягиваем молнию гораздо в меньшей степени, чем мобильный телефон. Но все равно притягиваем.
Если вы стоите на месте, то ваш собственный заряд притягивает шаровую молнию, а с другой стороны, вы же излучаете, вы дышите. И от вас идет тепловой и гидродинамический поток навстречу шаровой молнии. Поэтому этот поток может затормозить шаровую молнию, и она будет подхвачена ветром, потоком воздуха и сдвинется, вас не коснется. Вы правы, что нужно стоять на месте, не двигаться, если вы находитесь на открытом пространстве, или если шаровая молния проникла в вашу квартиру. Но лучше всегда во время грозы закрывать окна и форточки. В деревнях это знают и закрывают даже заглушки в печах, чтобы молния через дымоход не прошла.
— То есть, если на нее энергично подуть, она может отлететь?
— Не надо. Когда вы дуете энергично, вы создаете некий поток довольно сложной формы. А он может затормозиться где угодно, и возникнет обратное течение, которое ее к вам и притянет.
— Есть истории, как молния проходила сквозь стекло, предметы, вылетала из розетки. То есть она может появиться где угодно и откуда угодно?
— Шаровая молния часто появляется во время грозовой активности. Любопытно, как она взаимодействует со стеклом. Она может выбить большое отверстие, величиной практически в свой диаметр. Может проникнуть в скол или небольшое форточку. А может проникнуть в помещение, не оставив и следа, как будто бы стекло для нее не является преградой. Иногда удается посмотреть эти стекла, и оказывается, что в некоторых случаях она оставляет микроскопическое отверстие, через которое, скорее всего и прошла.
А с розеткой — это самый интересный случай. Можно представить, что у вас в розетке происходит повышение напряжения, пробой.
Во время пробоя возникает это тело. И под действием давления шаровая молния начинает выползать через отверстие в розетке.
— А какого же она чаще всего размера?
— Когда из розетки, то самого разного размера. В одном наблюдении она была сантиметров десять. А в другой раз, я общался с наблюдателем, у него на столе стоял работающий приемник, и вдруг из контактов, где был разъем, выползла шаровая молния величиной 19 сантиметров, малинового цвета. Он был потрясен, не знал, что делать. Двинулся, случайно коснулся рукой приемника. Почувствовал пронзительный тепловой удар. После чего шар отпрянул назад, а человек отпрянул от шара метра на три. А шар вошел назад в розетку и пропал.
— В горах и над океанами шаровые молнии достигают огромных размеров – до нескольких метров в диаметре. Это правда?
— Мы с одним австралийским коллегой публиковали статью, где он приводит наблюдения в Австралии. Человек ехал на машине, разыгралась гроза. И вдруг неожиданно появилась светящаяся область – сто метров в диаметре.
Шаровая молния! Если говорить о наблюдениях на море, там бывают светящиеся образования и больше, как утверждают – до 400 метров.
— А с какой скоростью шаровая молния перемещается?
— Статистика показывает, что в помещениях она перемещается со скоростью 1-5 м/с. Вне помещения у нее бывает и до десятков метров в секунду. Она часто движется со скоростью урагана. И почему-то ураганами часто выносится. И это чрезвычайно опасное явление, когда летит подхваченная потоком урагана шаровая молния.
Эту бы энергию, да в мирное русло….
— Дело было в Закарпатье в 1962 году. В корыто с водой для скота попала шаровая молния размером с теннисный мяч. В течение десятка секунд 110 литров воды полностью выкипели, а на дне остались сварившиеся лягушки. Расчет показывает, что для нагрева и испарения такого количества воды нужно затратить около 80 киловатт-часов энергии. То есть порядка месячного энергопотребления небольшой квартиры. При этом шаровая молния развила на тот момент мощность около 27 млн.
ватт, что в десятки тысяч раз превышает мощность бытовой микроволновки. Это ли не повод, пытаться изучить и воспроизвести шаровую молнию?
— Надо сказать, что долгое время считали, что шаровая молния – низкоэнергетичный объект. Однако этот случай, который вы описываете, довольно-таки показательный. Есть еще и другой — когда в Англии шаровая молния упала в небольшой бочонок с водой и тоже его испарила . Энергия, которая выделяется и идет на испарение воды, в сто раз больше, чем энергия взрывчатки. Вот такая энергоемкая система.
Естественно, если научиться создавать такой объект, то возникает вопрос, как из него энергию получать. Если это химическая энергия, то нужно использовать ее как нагреватель или, например, интегрировать в двигатели самолетов, тогда они будут гораздо лучше сжигать топливо. Можно рассматривать шаровую молнию как объект, на котором можно изучать сложные явления гидродинамического характера.
Самое любопытное, когда шаровая молния появляется из розеток.
Возникает вопрос: если бы это была чисто плазма, то тогда бы она не смогла вылететь из розетки. Мгновенно бы положительные и отрицательные заряды прорекомбинировали, и розетка сразу бы взорвалась . А тут получается, что она на каких-то тонких нитях, светящихся струях выползает, а потом они образуют шар. Вот этот процесс крайне интересен. И о нем практически ничего неизвестно. И все упирается в то, что повторить такой эксперимент не удается. Нет идей, как это воспроизвести.
— А почему никакие молниеотводы не защищают от этого вида молний?
— Молниеотводы, наоборот, как раз и притягивают шаровые молнии. Так что они в некотором роде защищают. Если молниеотвод находится рядом с жилым помещением, то тогда это предохраняет жилое помещение от проникновения молнии в сам дом. В свое время Михаил Ломоносов с Генрихом Рихманом решили измерить заряд облака. Рихман запустил воздушный змей во время грозы к облаку, бечевку прикрепил к электроскопу с большими лопастями. Произошел разряд и на электроскопе появился шар, который отделился от лопастей и ударил Рихмана.
Рихман погиб. Можно сказать, это первое научное наблюдение шаровых молний. Сразу понятно, что шаровая молния появляется во время грозы, при существовании сильно заряженных объектов. Это был XVIII век, люди так испугались таких проявлений электричества, что на целое столетие прекратили исследовать атмосферное электричество.
Оставь надежду всяк ее встречающий?
— Человек всегда погибает, когда сталкивается с шаровой молнией?
— Нет, не всегда. Как и с линейной молнией. Есть такой человек по фамилии Силагадзе, бывший десантник, в него пять раз ударяла шаровая молния. И он остался жив.
На самом деле шаровая молния часто всего лишь ранит людей. Убийств гораздо меньше. Она считается не очень страшным объектом. Хотя нужно сказать, что шаровая молния, попадая в самолет, часто разрушает электронику. Я собирал данные по самолетам, шаровые молнии попадали в самолеты или проникали в них около 50 раз. И в пяти случаях шаровые молнии вырубали электронику, и самолеты падали.
В основном это реактивные военные самолеты. Пилоты катапультировались. В гражданских самолетах они, как правило, входят через кабину пилота, проходят по салону и выходят через хвост.
— Известны случаи, когда шаровая молния появляется в сухую и жаркую погоду.
— Это большая загадка. Но нужно же еще понимать следующее: есть геотектонические явления, когда происходят какие-то сдвиги пород, и возникают сильные локальные электрические поля, в результате которых могут появляться светящиеся объекты. А еще, допустим, в одном районе Москвы гроза, а в другом районе грозы нет. Шаровая молния может развить скорость порядка сотни метров в секунду и через несколько секунд может появиться в районе, где грозы нет.
— Как вы относитесь к тому, что после удара шаровой молнии люди становятся экстрасенсами, что-то там видят, слышат, чувствуют?
— Люди начинают обладать специальными способностями не только после встречи с шаровой молнией, но когда ударяет электрическим током, когда попадает разряд линейной молнии.
Физиологическое воздействие электрического тока и заряда достаточно сильное. Оно может модифицировать нейронные связи в мозге у человека, и информация будет преобразовываться совершенно по-другому, может изменить биохимию происходящих в организме процессов… В результате этого и пробуждаются скрытые ранее способности.
Возрастная категория сайта 18+
Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Роскомнадзором, свидетельство Эл № ФС77-80505 от 15 марта 2021 г.
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР — НОСОВА ОЛЕСЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА.
ШЕФ-РЕДАКТОР САЙТА — КАНСКИЙ ВИКТОР ФЕДОРОВИЧ.
АВТОР СОВРЕМЕННОЙ ВЕРСИИ ИЗДАНИЯ — СУНГОРКИН ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ.
Сообщения и комментарии читателей сайта размещаются без
предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой
право удалить их с сайта или отредактировать, если указанные
сообщения и комментарии являются злоупотреблением свободой
массовой информации или нарушением иных требований закона.
АО «ИД «Комсомольская правда».
ИНН: 7714037217 ОГРН: 1027739295781
127015, Москва, Новодмитровская д. 2Б, Тел. +7 (495) 777-02-82.
Исключительные права на материалы, размещённые на интернет-сайте
www.kp.ru, в соответствии с законодательством Российской
Федерации об охране результатов интеллектуальной деятельности
принадлежат АО «Издательский дом «Комсомольская правда», и не
подлежат использованию другими лицами в какой бы то ни было
форме без письменного разрешения правообладателя.
Приобретение авторских прав и связь с редакцией: [email protected]
Существуют ли шаровые молнии? Наблюдения и эксперименты
Вы когда-нибудь видели шаровую молнию? В интернете можно найти много роликов, на которых якобы запечатлели это феноменальное событие. Но в большинстве своем они отдают жутким «фотошопом». Кажется, что только наши бабушки вживую сталкивались с парящими сгустками электричества. Хотя свидетельства очевидцев шаровых молний часто регистрируют, систематизируют и даже пишут по ним целые монографии, которые становятся учебными пособиями в вузах.
Существуют ли шаровые молнии? Чем они могут быть на самом деле и что об этом думают ученые?
Наверное, в детстве каждый из нас слышал истории о шаровых молниях, которые залетают в дома и могут вызвать пожар. А потому наши бабушки настаивают: форточки во время грозы должны быть закрыты — чтобы в них не дай бог не залетела шальная шаровая молния. Судя по многим историческим свидетельствам, с шаровыми молниями или похожими на них явлениями люди регулярно сталкиваются еще с античных времен и в разных уголках света.
«Вечером я гуляла и побежала в сторону деревни, собака — за мной. Тут раздался раскат грома, и вслед за нами помчался маленький блестящий шарик. Через несколько секунд шар нагнал собаку, коснулся ее, раздался оглушительный треск. Собака упала. Шкура на ней обуглилась».
Наблюдатель, 1920 год
Описания эти сильно разнятся, однако некоторые закономерности вывести можно. Итак, шаровая молния — это светящаяся сфера размером с небольшой капустный кочан.
Часто она появляется до, после или во время грозы после удара молнии. Иногда ее появление никак не связано с погодой. Наблюдают шаровую молнию в течение нескольких секунд или минут. Она может быть разных цветовых оттенков.
Видный исследователь шаровой молнии Александр Григорьев, который трудился в Ярославском государственном техническом университете, посвятил сбору свидетельств от очевидцев шаровых молний многие годы. Он систематизировал тысячи рассказов и пришел к выводу, что чаще всего шаровая молния просто уходит из поля зрения наблюдателя (40%). Иногда она взрывается (26%) или просто тихо угасает (13%), разряжается в землю (8%) или в проводник (6%).
Яркость объекта может варьироваться от тусклой до ослепительной. Скорость движения меняется от медленной (сантиметры в секунду) до быстрой (десятки метров в секунду). Есть свидетельства соприкосновения человека с шаровой молнией, после которых он не получил никаких ожогов или травм.
Другие свидетели рассказывают о том, как под проливным дождем шаровая молния подожгла стог сена или убила собаку. В 90% случаев шаровая молния наблюдалась в форме непосредственно шара, но также она может быть грушевидная, эллипсоидальная, кольцеобразная или другой формы.
«В полутора метрах я увидел белый шар диаметром 20—25 сантиметров, висевший на высоте полутора метров. Он светился, как лампочка в 15 ватт. Шар казался состоящим из шевелящихся маленьких бело-красноватых искорок».
Наблюдатель, 1962 год
Характеристики наблюдаемых объектов очень сильно варьировались, а потому сам исследователь отмечал, что создать какой-то усредненный «портрет» шаровой молнии не представляется возможным. И это лишь одна из многих сложностей в изучении феномена.
Российские эксперименты
Другая же заключается в невозможности воссоздать шаровую молнию в лабораторных условиях. Прагматический оттенок изучение шаровых молний приобрело после 1950-х годов и развертывания работ в области физики плазмы.
Внешне шаровая молния схожа с объектами плазменной природы, но в идеальных лабораторных условиях эти объекты не могут существовать десятки секунд и при этом активно светиться.
Попытки воспроизвести шаровую молнию в лаборатории предпринимались неоднократно. Не сказать, что они были удачными. Иногда удавалось воспроизвести светящиеся объекты, но по своим свойствам они напоминали шаровые молнии лишь отдаленно.
Геннадий Шабанов из Петербургского института ядерной физики РАН в прошлом десятилетии опубликовал научную работу о своих экспериментах по рождению шаровой молнии в лаборатории. Делал он это с помощью экспериментальной установки. У поверхности воды с помощью электрического разряда удавалось создать светящийся шаровой объект. Однако время его жизни было не в пример короче шаровых молний — всего несколько сотен миллисекунд.
Шабанов за экспериментами
Тем не менее исследователи были убеждены, что «формирующееся светящееся образование является аналогом природной шаровой молнии», так как оно успевало демонстрировать свойства природной шаровой молнии.
Среди них — отсутствие взаимодействия с диэлектриками, расплавление и распыление проводников, изменение цвета в зависимости от наружной освещенности и фона и так далее.
Ученые провели несколько экспериментов по уточнению температуры их аналога природной шаровой молнии. На высоте 15 сантиметров от электрода аналог не смог расплавить диэлектрик с температурой плавления около 200 градусов по Цельсию. Хлопчатобумажная нить, размещенная на высоте 25 сантиметров от электрода, не загорелась. Когда на нить нанесли тонкий слой коллоидного графита, она загорелась моментально. Ученые сделали выводы, что их аналог оказался довольно холодным, но может проявлять «огонек» в случае с электропроводными телами, в том числе с человеческими.
Такие шарообразные светящиеся объекты удается получать ученым по всему миру. Не всякая команда берется называть их шаровыми молниями — скорее долгоживущими плазменными образованиями.
Наблюдение природной шаровой молнии учеными
В 2014 году в авторитетном рецензируемом журнале Physical Review Letters Цзяньюн Цен с коллегами из Северо-западного педагогического университета Китая описали свой опыт наблюдения шаровой молнии в дикой природе.
Они случайно зафиксировали шаровую молнию с помощью видеокамер и спектрографов.
Увеличенные цветные изображения шаровой молнии в разное время
Когда обычная линейная молния ударила в землю, возник шар шириной 5 метров. Он пролетел над землей 15 метров и исчез спустя 1,6 секунды. Спектрограф показал, что основными элементами в шаре были кремний, железо и кальций — те же элементы, которые находились и в почве.
Это наблюдение стало подтверждением теории новозеландца Джона Абрахамсона. В 2000 году он предположил, что после удара молнии в землю внезапное мощное тепло испаряет из почвы оксид кремния. Затем ударная волна поднимает газ в воздух. Если в почве есть углерод (от мертвых листьев или кореньев), он «крадет» кислород из оксида кремния, оставляя облако чистого кремниевого пара. Затем атмосферный кислород повторно окисляет горячий шар газа, что и заставляет шар светиться.
В лабораторных экспериментах в Бразилии и Израиле эта теория также находила подтверждение: когда ученые воздействовали электрическими разрядами на кремниевые пластины, выделялся пар, который затем окислялся.
Выглядело это как маленькие светящиеся шары.
Выбор покупателей
Светодиодная лампа Yeelight Smart Led Bulb 1S Color YLDP13YL E27 8.5 Вт 1700-6500K
2 отзыва
умная светодиодная лампа с регулировкой яркости, 800 Лм, поверхность матовая, напряжение 220 В
Купить
Лампочки в Каталоге Onliner
Читайте также:
- Будущее уже за углом. Как выглядит сборка термоядерного реактора ITER
- Зачем в США выпустят 750 миллионов генно-модифицированных комаров?
Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!
Есть о чем рассказать? Пишите в наш Telegram-бот. Это анонимно и быстро
Перепечатка текста и фотографий Onliner без разрешения редакции запрещена. [email protected]
странный, таинственный, загадочный и смертельный
На этой французской иллюстрации показано, как шаровая молния проникает в комнату через окно. Это явление неоднократно фиксировалось в истории.
Иллюстрация из архива всемирной истории, Alamy Стоковое Фото
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Случаи шаровой молнии — светящиеся электрические шары в небе — пленяли и озадачивали нас на протяжении веков. Причудливое явление, также известное как шаровая молния, обычно появляется во время грозы в виде плавающей сферы, которая может иметь цвет от синего до оранжевого и желтого, исчезая в течение нескольких секунд. Иногда это сопровождается шипящим звуком и едким запахом.
Молния в целом представляет собой электрический разряд, вызванный положительным и отрицательным дисбалансом внутри самих облаков или между грозовыми облаками и землей. Вспышка молнии может нагреть воздух вокруг себя до температуры, в пять раз превышающей температуру поверхности Солнца. Тепло заставляет окружающий воздух быстро расширяться и вибрировать, что создает гром.
Шаровая молния реальна?
Одно из первых зарегистрированных наблюдений за шаровой молнией произошло в 1638 году, когда «большой огненный шар» влетел в окно английской церкви.
Это и другие ранние отчеты предполагают, что шаровая молния может быть смертельной.
По крайней мере, одно исследование предположило, что около половины всех наблюдений за шаровыми молниями являются галлюцинациями, вызванными магнитными полями во время гроз. Тем не менее, ученые, похоже, согласны с тем, что шаровая молния реальна, даже если они еще не до конца понимают, что ее вызывает.
Исследователи из Северо-Западного педагогического университета Китая в Ланьчжоу случайно зафиксировали явление шаровой молнии во время изучения грозы 2012 года с помощью видеокамер и спектрометров. Мяч появился сразу после удара молнии и пролетел по горизонтали около 10 метров (33 фута). Спектрометр обнаружил в шаре кремний, железо и кальций, которые также присутствовали в местной почве.
Что вызывает шаровую молнию?
Работа исследователей из Ланьчжоу подтверждает теорию о том, что шаровая молния возникает в результате удара о землю, который вызывает реакцию между кислородом и испаряющимися элементами из почвы.
Этот ионизированный воздух, или плазма, является тем же условием, которое обеспечивает огонь Святого Эльма, стационарное свечение, которое иногда путают с шаровой молнией.
Согласно другой теории, опубликованной в 2012 году, наличие стекла может генерировать шаровую молнию. Атмосферные ионы могут скапливаться на поверхности окна, создавая достаточное электрическое поле с другой стороны, чтобы вызвать разряд. Другое исследование, опубликованное в 2016 году, предполагает, что микроволновое излучение, возникающее при ударе молнии о землю, может инкапсулироваться в плазменный пузырь, что приводит к возникновению шаровой молнии.
Шаровая молния также связана с землетрясениями. Редкие вспышки света, иногда наблюдаемые во время землетрясений, могут принимать разные формы: голубоватое пламя, которое, кажется, выходит из-под земли на высоте лодыжек; быстрые вспышки яркого света, напоминающие обычные удары молнии, за исключением того, что они исходят не с неба, а с земли; и плавающие шары, известные как шаровая молния.
В 2014 году, изучая огни землетрясений, исследователи пришли к выводу, что некоторые горные породы имеют тенденцию выделять электрические заряды, когда ударяет сейсмическая волна, вызывая разноцветные вспышки света.
Стремясь понять, как возникает шаровая молния, ученые попытались воссоздать ее. В 2006 году исследователи из израильского Тель-Авивского университета создали лабораторную версию шаровой молнии с использованием микроволнового луча. В 2018 году квантовые физики продемонстрировали синтетическое запутанное магнитное поле, которое отражает и, возможно, помогает объяснить шаровую молнию.
Но, несмотря на все эти исследования и лабораторные опыты, шаровая молния до сих пор не поддается фиксации. Ученые говорят, что им еще многое предстоит узнать о загадочном явлении.
Читать дальше
Как родители Иисуса стали парой?
- History Magazine
Как родители Иисуса стали парой?
Часто рассказывают историю рождения Иисуса, но нетрадиционные ухаживания Марии и Иосифа также можно найти в истории древней Палестины.
Какого цвета глаза северного оленя? Зависит от сезона.
- Животные
Какого цвета глаза северного оленя? Зависит от сезона.
Астрофизик и глазной эксперт объединились, чтобы разгадать тайну того, как и почему глаза северных оленей зимой меняют цвет с желтого на синий.
Эксклюзивный контент для подписчиков
Почему люди так одержимы Марсом?
Как вирусы формируют наш мир
Эпоха собачьих бегов в США подходит к концу
Узнайте, как люди представляли себе жизнь на Марсе на протяжении всей истории
Посмотрите, как новый марсоход НАСА будет исследовать красную планету
Почему люди так одержимы Марсом?
Как вирусы формируют наш мир
Эпоха собачьих бегов в США подходит к концу будет исследовать красную планету
Почему люди так одержимы Марсом?
Как вирусы формируют наш мир
Эпоха собачьих бегов в США подходит к концу
Узнайте, как люди представляли себе жизнь на Марсе на протяжении всей истории буду исследовать красную планету
Подробнее
Периодически я слышу истории о шаровой молнии.
Существует ли это явление на самом деле? Мог ли шар плазмы оставаться стабильным в течение нескольких секунд, как утверждают некоторые исследователи?
Шаровая молния может быть более экзотичной, чем искры микроволновки, но большинство ученых убеждены, что она не менее реальна. Мартин А. Уман, председатель
на факультете электротехники и вычислительной техники Университета Флориды в Гейнсвилле объясняет:
«Шаровая молния — это
хорошо задокументированное явление в том смысле, что оно было замечено и последовательно описано людьми во всех сферах жизни со времен древних
греки. Не существует общепринятой теории того, что вызывает это. Он не обязательно состоит из плазмы; например, шаровая молния может быть результатом
хемилюминесцентный процесс. Литература изобилует рассуждениями о физике шаровой молнии».0131
Петер Х. Гендель в
факультет физики и астрономии Университета Миссури в Сент-Луисе представил подробный обзор и выдвинул свою излюбленную модель
шаровая молния:
«Согласно статистическим исследованиям, проведенным Дж.
Р. МакНалли в 1960 г. (J. R. McNally, «Preliminary Report on Ball
Lightning» в Proceedings of the Second Annual Meeting of the Division of Plasma Physics of the American Physical Society , Gatlinburg,
№ 2АД5 [1960], Paper J-15, pp. 1AD25), шаровую молнию видели 5 процентов населения Земли. Этот процент примерно равен
как часть населения, которая видела обычную молнию с близкого расстояния, т. е. достаточно близко, чтобы увидеть непосредственную точку молнии.
воздействие молнии.
«Шаровая молния наблюдалась и описывалась с древних времен, часто группами людей, и регистрировалась во многих местах.
описывается как светящаяся сфера, чаще всего размером с голову маленького ребенка. Появляется обычно во время грозы, иногда в течение нескольких
секунды молнии, но иногда без явной связи с молнией. В некоторых случаях шаровая молния появляется после грозы.
еще до этого. Его время жизни варьируется в широких пределах, от нескольких секунд до нескольких минут; средняя продолжительность составляет около 25 секунд.
Срок службы
шаровая молния имеет тенденцию увеличиваться с размером и уменьшаться с яркостью. Мячи, которые кажутся отчетливо оранжевыми и синими, служат дольше, чем
средний. Многие из этих общих характеристик основаны на работах А. И. Григорьева, проанализировавшего более 10 000 случаев шаровой молнии (А.
Григорьев, «Статистический анализ свойств шаровой молнии», в Наука о шаровой молнии , под редакцией Ю. Х. Оцуки, World Scientific
Publishing Co., Сингапур, 1988, стр. 88AD134).
«Шаровая молния обычно движется параллельно земле, но совершает вертикальные прыжки. Иногда
спускается с облаков, иногда внезапно материализуется в помещении или на улице или входит в комнату через закрытое или открытое окно,
через тонкие неметаллические стены или через дымоход. Проходя через закрытые окна, шаровая молния повреждает их маленькими дырочками.
около трети времени. Шары не имеют заметного эффекта плавучести. Все эти качества привели великого русского физика Петра Капицу в 1955
интерпретировать шаровую молнию как безэлектродный разряд, вызванный стоячими СВЧ-волнами неизвестного происхождения, присутствующими между землей и
облако; более ранние версии этой идеи восходят к 1930-м годам.
«С тех пор ученые усовершенствовали предположение Капицы. Теория Мазера-Солитона,
которую я впервые описал в 1975 г. (П. Х. Гендель, «Мазерная теория шаровой молнии» в Bulletin of the American Physical Society Series II, Vol. 20
[1975], № 26), представляет собой современный вариант метода УВЧ-разряда. Я руководил исследованиями теории Мазера-Солитона в
Курчатовский научный центр в Москве с 19 лет92. Согласно этой теории, наружная шаровая молния вызывается атмосферным мазером — аналогом
к лазеру, но работающему на гораздо более низкой энергии — имеющему объем порядка многих кубических километров.
«С технической точки зрения мазер
генерируется инверсией населенностей, вызванной на уровнях энергии вращения молекул воды коротким импульсом поля, связанным с полосой
молния. Большой объем воздуха, затронутый ударом, затрудняет выход фотонов до того, как они вызовут «микроволновое усиление».
вынужденным излучением» (мазерный эффект). Если только объем воздуха не очень велик или он не заключен в проводящую полость (как в случае
шаровой молнии в самолетах или подводных лодках, а в некоторой степени и в помещении), столкновения между молекулами будут потреблять всю энергию
инверсия населенностей.
Если объем большой, мазер может генерировать локализованное электрическое поле или солитон, который приводит к возникновению наблюдаемого шара.
молния. Однако такой разряд еще не был создан в лаборатории.
«Мазер-солитонная теория поддерживается тремя хорошо известными
факты. Во-первых, шаровая молния никогда не возникает на острых горных пиках, высотных зданиях и других высоких точках, привлекающих молнии и используемых
для исследования молний специалистами по атмосферному электричеству. (Исследователь молний Карл Бергер сказал мне, что провел свою жизнь, регистрируя и измеряя
сотни тысяч разрядов молнии попали в его лабораторию на вершине горы Сальваторе в Лугано, Италия, без единого следа от шара
молнии.) Невозможность наблюдать шаровую молнию в таких условиях привела к повсеместному разочарованию и даже скептицизму в отношении реальности
явление. Но на самом деле импульс поля молнии, бьющей в высокие, остроконечные объекты, локализован в узком конусе, охватывающем относительно небольшой
объем.
Согласно теории мазера-солитона, эта среда исключает мазер-эффект. С другой стороны, при попадании молнии в
равнины, результирующий импульс поля огромен: около 10 километров в ширину и три километра в высоту. Таким образом, шаровая молния хранит свои тайны: она посещает
фермер и избегает ученого!
«Во-вторых, шаровая молния безвредна внутри самолетов и подводных лодок или в домах, имеющих токопроводящий каркас.
Опять же, в соответствии с теорией мазера-солитона, энергия мазера в таких условиях ограничена примерно 10 джоулями (в отличие от предела в 10 джоулей).
10 9 до 10 10 Дж на открытом воздухе), слишком мало, чтобы быть опасным для жизни.
«И в-третьих, шаровая молния под открытым небом часто
заканчивается сильным взрывом, иногда причиняющим значительный ущерб. Взрыв особенно странен, потому что он сильно смещает проводящие
объекты в большей степени, чем диэлектрики. Например, электрические распределительные коробки иногда извлекаются из стен домов с помощью
наружная шаровая молния и брошенная посреди улицы.
Мазер-солитонная теория предсказывает, что такие всплески будут происходить, когда нагрузка
внезапно исчезает. (Когда разряд, который поглощал фотоны, генерируемые мазером, внезапно исчезает, эти фотоны оживают.
дольше и мгновенно размножаться, не ограничиваясь мазерным эффектом. Это распространение вызывает еще большую мгновенную лавину фотонов и
практически мгновенный экспоненциальный рост электрического поля. Увеличение происходит слишком быстро, чтобы вызвать электрический пробой или нагрев, но
может вызвать очень большие «пондеромоторные силы» — механические эффекты, которые могут разорвать составные объекты с различной диэлектрической проницаемостью.)
«Первые эксперименты с шаровой молнией УВЧ-разряда, проведенные Оцуки и Офурутоном в Японии (Ю. Х. Оцуки и Х. Офурутон, «Плазменный
Огненные шары, образованные микроволновыми помехами в воздухе »в Nature Vol. 350 (1991), стр. 139) и вышеупомянутое исследование в Курчатовском
в Москве (Жильцов В.А., С9. Маныкин А.
, Петренко Е.А., Сковорода А.А., Лейтнер Дж.Ф., Гендель П.Х. Пространственно локализованное микроволновое излучение).
Разряд в атмосфере», в ЖЭТФ Vol. 81 [1995], с. 1072-81) помогли решить загадку шаровой молнии. Теперь, когда мы
кажется, понимают истинную природу шаровой молнии, особенно прискорбно, что в США нет средств для изучения и
контролируемое воспроизведение этого увлекательного явления.
«Центром изучения шаровой молнии станет Пятый международный симпозиум.
на Ball Lightning 26–29 августа 1997 г., организованный Ю. Х. Оцуки и Х. Офурутоном из Токийского столичного колледжа аэронавтики.
Инжиниринг (для получения информации отправьте электронное письмо по адресу [email protected]). Я буду США
представитель шаровой молнии в Международном комитете; Со мной можно связаться по адресу: [email protected]»
Научное сообщество все больше
убежден, что шаровая молния — реальное явление (хотя и остаются некоторые скептики). С другой стороны, причиной возникновения шаровой молнии может быть
источник постоянных споров.
Ранее мы запускали вышеуказанную теорию. Джон Лоук, физик плазмы из Института промышленных технологий CSIRO,
в Австралии, предлагает другую теорию об этом явлении:
«Хотя есть по крайней мере один учебник по молнии, который ставит под сомнение
существование шаровой молнии, и я никогда не видел это явление лично, я чувствую, что нет никаких сомнений в том, что шаровая молния существует. я разговаривал
шести очевидцам явлений и не сомневаюсь в достоверности их наблюдений. Кроме того, отчеты
все удивительно похожи и имеют общие черты с сотнями наблюдений, которые появляются в литературе.
«Шаровая молния»
обычно описывается как светящийся шар диаметром от одного до 25 сантиметров, имеющий интенсивность примерно 20-ваттной лампы накаливания; феномен
обычно возникает после удара молнии. Он почти всегда движется, развивает максимальную скорость около трех метров в секунду и парит примерно в метре над землей.
земля. Движение может противодействовать преобладающему ветру и может беспорядочно менять направление.
Шаровая молния может длиться до 10 секунд,
после чего шар гаснет либо бесшумно, либо с треском. Было много наблюдений за шаровыми молниями внутри домов и даже в
самолеты. Также имел место ряд наблюдений за прохождением шаровой молнии через закрытые стеклянные окна без видимых повреждений оконного стекла.
стакан. Обычно заметного выделения тепла не происходит, хотя недавнее наблюдение сообщило об опаленной деревянной доске. Несколько человек
сообщили о запахе озона и оксидов азота, связанном с шаровой молнией, а также о статике в транзисторном радиоприемнике.
«Учёные
десятилетиями пытался сформулировать правдоподобное объяснение существования стабильного плазменного шара. Горячий шар плазмы должен подняться, как горячий воздух.
воздушный шар, однако наблюдения обычно не сообщают о таком поведении. Почему такой мяч движется, как правило, против ветра? Какой источник энергии
поддерживает шар молнии, учитывая, что такой шар должен был бы быстро уменьшаться в интенсивности?
«Были сотни статей, и
по крайней мере, три книги, посвященные шаровой молнии.
Большинство теорий поднимают больше вопросов, чем претендуют на решение. Вероятно, самой известной теорией была
выдвинул российский лауреат Нобелевской премии Петр Капица, утверждавший, что шаровая молния вызывается стоячей волной электромагнитного поля.
излучение. Но почему должна быть стоячая волна электромагнитного излучения? Другие теории утверждают различные источники энергии для мяча.
молния, в том числе атомная энергия, антиматерия, горящий материал или электрическое поле облака.
«Общепринятой теории
шаровая молния. У меня есть собственная теория, опубликованная в Journal of Physics D: Applied Physics («Теория шаровой молнии как электрического поля»).
Разряд» в т. 29, № 5, стр. 1237-1244; май 1996 г.). Я предполагаю, что шаровая молния питается электрическим полем, связанным
заряды в земле после удара молнии. Движение шара контролируется скоростью электрического заряда, когда он рассеивается в
заземление после начального периода электрического «пробая», который происходит в момент удара.
Добавить комментарий