Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
Большая часть шаровых молний распадается быстро. Иногда сообщают, что
после распада шаровой молнии остается туман или какие-то остатки. Изредка
наблюдалось, что шаровая молния разбивалась на две или больше шаровых
молний меньших размеров.
8. Типы. Может быть не один тип шаровой молнии. Например, шаровая молния,
которая притянулась к проводнику, может отличаться от свободно плавающей
шаровой молнии; шаровая молния, которая появляется на уровне земли, может
отличаться от шаровой молнии, которая висит высоко в воздухе, или от
шаровой молнии, которая падает из облака.
Рассмотрим кратко теории, которые были предложены для "объяснения"
шаровой молнии. К сожалению, ни одна теория шаровой молнии не может
объяснить как ее подвижность, так и тот факт, что молния не поднимается.
В итоге, несмотря на многочисленные теоретические модели, предложенные
для объяснения этого явления, причины, вызывающие образование шаровой
молнии, остаются неизвестными. Все теории шаровой молнии распадаются на
два основных класса: теории, в которых источник энергии молнии находится
вне ее (шаровая молния с внешним источником энергии), и теории, согласно
которым энергия молнии накоплена внутри самого шара (шаровая молния с
внутренним источником энергии). Рассмотрим сначала модели с внутренним
источником. Этот класс моделей разбивается на шесть подклассов.
1) Шаровая молния представляет собой газ или воздух, обладающий
необычными свойствами. Предполага-
316
Приложение В
лось, что шаровая молния - это медленно горящий газ; излучение за счет
медленной рекомбинации неизвестных ионов; из лучение долгоживущих частиц
воздуха, находящихся в метастабильных состояниях, или частиц, которым
передается энергия метастабильных частиц; химическая реакция, в которой
принимают участие пыль, копоть, и т. д.
2) Шаровая молния представляет собой шар горячего воздуха при
атмосферном давлении. Юман и Лаук [23], используя теорию, рассмотренную в
разд. 7.7, рассчитали временные и пространственные характеристики
изолированного шара горячего воздуха. Было установлено, что для шара
диаметром 20 см скорость охлаждения при температуре 3000 К составляет
около 1000 К/с и что радиус сферы остается практически постоянным в ходе
охлаждения. К сожалению, сравнительно небольшая скорость охлаждения не
обеспечивает относительно постоянной яркости шара. 3) Шаровая молния -
это плазма очень высокой плотности (концентрация электронов 1026 м~3),
которая проявляет квантовомеханические свойства, характеризующие твердое
состояние [16]. 4) Шаровая молния представляет собой одну из конфигураций
замкнутых кольцевых токов, сдерживаемых своим собственным полем.
Финкелыптейн и Рубинштейн [7] показали, что плазма, сдерживаемая таким
образом, в нормальных условиях не может возникнуть в воздухе. 5) Шаровая
молния представляет собой воздушный вихрь (подобный кольцам табачного
дыма), что обеспечивает удерживание светящихся газов. 6) Шаровая молния -
это поле микроволнового излучения, заключенного в тонкую сферическую
плазменную оболочку [5].
Рассмотрим теперь теории шаровой молнии, в которых снабжение энергией
шаровой молнии происходит за счет внешних источников. Предложено три типа
источников энергии: а) высокочастотное (сотни мегагерц) электромагнитное
поле, б) постоянный ток от облака к земле и в) сфокусированные частицы
космического излучения.
1) Черилло [3] и Капица [И] предположили, что сфокусированная
высокочастотная энергия от грозового облака может создать и поддерживать
шаровую молнию. Однако электрические поля высокой напряженности,
необходимые для этого механизма, никогда не наблюда-
Шаровая молния
317
лись в грозовых облаках. 2) Финкелыптейн и Рубинштейн [7] и Юман и
Хелстром [22] предположили, что постоянный ток, протекающий из облака на
землю, будет сжиматься в поперечном сечении в области с высокой
проводимостью и что увеличение подводимой энергии из-за сжатия тока будет
поддерживать Молнию. Эта теория не может объяснить появление шаровой
молнии внутри строений, особенно внутри металлических сооружений. 3)
Арабаджи [1] предположил, что частицы космических лучей могут
фокусироваться электрическими полями грозового облака таким образом, что
создают разряд в воздухе в одной точке пространства.
Литература, посвященная шаровой молнии, весьма обширна, и, отдавая
должное предмету, следовало бы написать отдельную книгу. В этом
приложении не было сделано даже попытки добиться завершенности. Для
читателя, который хочет более подробно ознакомиться с шаровой молнией,
ссылки, приведенные в этом приложении, будут хорошим исходным материалом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Арабаджи В. И., К теории явлений атмосферного электричества, Уч.
записки Минского гос. пед. ин-та им. А. М. Горького, сер. физ.-мат., № 5,
79-98 {1956).
2. Brand W., Der Kugelblitz, Grand, Hamburg, 1923,
3. Cerrillo М., Sombre las posibles interpretaciones electro-magneticas
del fenomena de las centellas, Comision Impulsora Coordinadora Invest.
