7. Загадка кульової блискавки.

Кульова блискавка абсолютно не схожа на звичайну (лінійну) блискавку ні за своїм виглядом, ні по тому, як вона себе веде. Звичайна блискавка короткочасна; кульова живе десятки секунд, хвилини. Звичайна блискавка супроводжується громом; кульова зовсім майже безшумна, в поведінці її багато непередбачуваного.

Кульова блискавка задає нам безліч загадок, питань, на які немає чіткої відповіді. В даний час можна лише припускати, робити гіпотеза.

Єдиним методом вивчення кульової блискавки є систематизація та аналіз випадкових спостережень.

7.1. Підсумки обробки спостережень.

Сформуємо основні висновки, які можна зробити з аналізу спостережень.

Щільність речовини кульової блискавки практично збігається з щільністю повітря і зазвичай лише трохи перевершує її, тобто вона становить ймовірно близько . Недарма кульова блискавка прагне опуститься вниз, різницю між силою тяжіння і виштовхує (архимедовой) силою компенсують конвекційні повітряні потоки, а також сила, з якою діють на блискавку атмосферний електричне поле.

Число кульових блискавок , Що розпалися за час , Визначається наступним виразом:

де ; ; ; - число блискавок в момент . Частки короткоживучих ( ) І довгоживучих ( ) Блискавок змінюються в різних статистичних вибірках. Для наших даних вони приблизно однакові ( ).

Найбільш ймовірний діаметр кульової блискавки дорівнює 10-15 см, а середній діаметр 20-30 см. Розподіл обсягів кульової блискавки описується формулою, що включає один характерний розмір :

де - щільність ймовірності спостереження кульової блискавки діаметром ; = 11 см для наших даних.

Температура кульової блискавки (не рахуючи моменту «вибуху») лише щодо ненабагато перевищує температуру навколишнього повітря, досягаючи, мабуть, всього декількох сотень градусів (імовірно 500-600 К).

Речовина кульової блискавки є провідником з низькою роботою виходу зарядів і тому має властивість легко розсіювати електричні заряди, що накопичилися в інших провідниках.

Контакт кульової блискавки з зарядженими провідниками призводить до появи короткочасних імпульсів електричного струму, досить значних по силі і виявляються іноді на порівняно великій відстані від місця контакту. Це викликає перегорання запобіжників, спрацьовування реле, виведення з ладу електроприладів та інші аналогічні явища. Електричні заряду стікають зі значною площі через речовина кульової блискавки і розсіюються в атмосфері.

Вибух кульової блискавки в багатьох (не виключено, шануй майже у всіх) випадках є наслідком такого короткочасного електричного розряду. Поразки кульовою блискавкою людей і тварин також, мабуть, пов'язані з імпульсами струму, які вона викликає.

Запас енергії кульової блискавки може становити від декількох кілоджоулів до декількох десятків кілоджоулів, в деяких випадках (особливо при великих розмірах блискавки), можливо, до ста кілоджоулів. Щільність енергії 1-10 . Однак ефекти вибуху можуть визначаться, принаймні в деяких випадках, що не енергією самої кульової блискавки, а енергією, накопиченої під час гроза в заряджених провідниках і оточуючих їх електричних полях. Кульова блискавка грає в цьому випадку роль триггерного механізму, що включає процес звільнення цієї енергії.

Речовина кульової блискавки утворює відокремлену фазу в повітрі, що володіє значною поверхневою енергією . На існування поверхневого натягу вказують стабільність кордону кульової блискавки, в тому числі при переміщенні її в навколишньому повітрі (іноді при сильному вітрі), стійкість сферичної форми і відновлення її після деформацій, що виникають від взаємодії з оточуючими тілами. Необхідно відзначити, що сферична форма блискавки відновлюється і після великих деформацій, що супроводжуються розпадом кульової блискавки на частини.

Крім того, на поверхні кульової блискавки нерідко спостерігаються поверхневі хвилі. При досить великій амплітуді ці хвилі приводять до викидання крапель речовини з поверхні, аналогічних бризок рідини.

Існування кульової блискавки не сферичної форми: грушоподібна, еліптична можуть бути обумовлені поляризацією в сильних магнітних полях

Кульова блискавка може нести електричний заряд, який з'являється, наприклад, при поляризації в електричному полі (особливо якщо заряди різних знаків по-різному стікають з її поверхні). Рух кульової блискавки в умовах байдужого рівноваги, при якому сила тяжіння врівноважена архимедовой силою, визначається як електричними полями, так і рухом повітря.

Спостерігається кореляція часу життя і розміру блискавки.

Довгоживучі блискавки ( ) Виявляються в основному великих розмірів (за даними вони складають 80% серед блискавок діаметром більше 30 см і тільки 20% серед блискавок діаметром менше 10 см). Навпаки, короткоживучі блискавки ( ) Мають малий діаметр (80% блискавок діаметром менше 10 см і 20% - більше 30 см).

Аналізуючи спостереження, можна припустити, що кульова блискавка з'являється там, де накопичується значний електричний заряд, при потужній, але короткочасної емісії цього заряду в повітря.

Зникає кульова блискавка в результаті вибуху, розвитку нестійкостей або через поступове витрачання запасу її енергії і речовини (тихе згасання). Природа вибуху щаровой блискавки не цілком зрозуміла.

Велика частина блискавок - близько 60% - випускає видиме світло, що відноситься до червоного кінця спектра (червоний, помаранчевий або жовтий). Близько 15% випромінює світло в короткохвильовій частині спектра (блакитний, рідше - синій, фіолетовий, зелений). Нарешті, приблизно в 25% випадків блискавка має білий колір. Вихідна потужність світла -

декілька ват. Оскільки температура блискавки невелика, її видиме випромінювання має нерівноважну природу. Можливо, блискавка випромінює також деяку кількість ультрафіолетового випромінювання, поглинанням якого в повітрі можна пояснити блакитний ореол навколо неї.

Теплообмін кульової блискавки з навколишнім середовищем відбувається через випускання значної кількості інфрачервоного випромінювання. Якщо кульової блискавки дійсно можна приписати температуру 500-600 К, то потужність рівноважного теплового випромінювання, що випускається блискавкою середнього діаметра ( см), порядку 0,5-1 кВт і максимум випромінювання лежить в області довжин хвиль 5-10 мкм.

Крім інфрачервоного і видимого випромінювань кульова блискавка може випускати досить сильне неравновесное радіовипромінювання.

розділ: фізика
Кількість знаків з пробілами: 51953
Кількість таблиць: 0
Кількість зображень: 0

... діяльності прийнято характеризувати числом грозових днів на рік або загальної річної тривалістю гроз у годинах. Остання характеристика більш правильна, тому що число ударів блискавки в землю залежить не від числа гроз, а від їх загальної тривалості. Число грозових днів або годин на рік визначається на підставі багаторічних спостережень метеорологічних станцій, узагальнення яких дозволяє ...

..., від сірого до чорного. До речі, є багато документальних підтверджень, що вона буває неоднорідного кольору або здатна його міняти. 3. Найбільш типовим для кульових блискавок є розмір від 10 до 20 см. Рідше зустрічаються розміри від 3 до 10 см і від 20 до 35 см. 4. З приводу температури думки фахівців розходяться. Найчастіше згадується 100-1000 градусів Цельсія. Блискавка здатна проплавити ...

... сам результат. Обгрунтування істинності рішення проведено методом порівняння передбачуваних властивостей гіпотетичного об'єкта з найбільш достовірними властивостями реальної ШМ. Пропонована формула рішення. Кульова блискавка - це велика крапля рідкого атомарного водню, що знаходиться в збудженому нерівноважному стані. Щільність рідкого водню приблизно дорівнює щільності навколишнього повітря. ...

..., так як прикладена напруга в кілька тисяч вольт недостатньо для того, щоб пробити довгий газовий проміжок. Однак коли тиск газу достатньо знизиться, в трубці спалахує світиться розряд. Він має вигляд тонкого шнура (в повітрі - малинового кольору, в інших газах - інших кольорів), що з'єднує обидва електроди. У цьому стані газовий стовп добре проводить електрику. При ...