Главная
страница 1








Молния, гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим её громом.   Электрическая природа М. была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака.

Наиболее часто М. возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда М. образуются в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.

Обычно наблюдаются линейные М., которые относятся к т. н. безэлектродным разрядам, т. к. они начинаются в скоплениях заряженных частиц. Это определяет их некоторые, до сих пор необъяснённые свойства, отличающие М. от разрядов между электродами. Так, М. не бывают короче несколько сотен м; они возникают в электрических полях значительно более слабых, чем поля при межэлектродных разрядах; сбор зарядов, переносимых М., происходит за тысячные доли секунды с мириадов мелких, хорошо изолированных друг от друга частиц, расположенных в объёме несколько км3. Наиболее изучен процесс развития М. в грозовых облаках, при этом М. могут проходить в самих облаках — внутриоблачные, а могут ударять в землю — наземные. Для возникновения М. необходимо, чтобы в относительно малом (но не меньше некоторого критического) объёме облака образовалось электрическое поле  с напряжённостью, достаточной для начала электрического разряда (~ 1 Мв/м), а в значительной части облака существовало бы поле со средней напряжённостью, достаточной для поддержания начавшегося разряда (~ 0,1—0,2 Мв/м). В М. электрическая энергия облака превращается в тепловую.

    Процесс развития наземной М. состоит из несколько стадий. На первой стадии в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными электронами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с атомами воздуха, ионизуют их. Т. о. возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов — стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, сливаясь, дают начало яркому термоионизованному каналу с высокой проводимостью — ступенчатому лидеру М. Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков м со скоростью ~ 5×107 м/сек, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков мксек, а свечение сильно ослабевает; затем в последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков м. Яркое свечение охватывает при этом все пройденные ступени; затем следуют снова остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 2×105 м/сек. По мере продвижения лидера к земле напряжённость поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности Земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. Эта особенность М. используется для создания молниеотвода.  В заключительной стадии по ионизованному лидером каналу следует обратный, или главный, разряд М., характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч а, яркостью, заметно превышающей яркость лидера, и большой скоростью продвижения, вначале доходящей до ~ 108 м/сек, а в конце уменьшающейся до ~ 107 м/сек. температура канала при главном разряде может превышать 25 000 °С. Длина канала М. 1—10 км, диаметр — несколько см. После прохождения импульса тока ионизация канала и его свечение ослабевают. В финальной стадии ток М. может длиться сотые и даже десятые доли сек, достигая сотен и тысяч а. Такие М. называют затяжными, они наиболее часто вызывают пожары.

    Главный разряд разряжает нередко только часть облака. Заряды, расположенные на больших высотах, могут дать начало новому (стреловидному) лидеру, движущемуся непрерывно со средней скоростью ~ 106 м/сек. Яркость его свечения близка к яркости ступенчатого лидера. Когда стреловидный лидер доходит до поверхности земли, следует второй главный удар, подобный первому. Обычно М. включает несколько повторных разрядов, но их число может доходить и до нескольких десятков. Длительность многократной М. может превышать 1 сек. Смещение канала многократной М. ветром создаёт т. н. ленточную М. — светящуюся полосу.

   Прохождение М. сопровождается изменениями электрических и магнитных полей и радиоизлучением, т. н. атмосфериками.  Вероятность поражения М. наземного объекта растет по мере увеличения его высоты и с увеличением электропроводности почвы на поверхности или на некоторой глубине (на этих факторах основано действие громоотвода). Если в облаке существует электрическое поле, достаточное для поддержания разряда, но недостаточное для его возникновения, роль инициатора М. может выполнить длинный металлический трос или самолёт — особенно, если он сильно электрически заряжен. Таким образом иногда «провоцируются» М. в слоисто-дождевых и мощных кучевых облаках.

      Особый вид М. — шаровая М., светящийся сфероид, обладающий большой удельной энергией, образующийся нередко вслед за ударом линейной М. Длительность существования шаровой М. от секунд до минут, а исчезновение М. может сопровождаться взрывом, вызывающим разрушения. Природа шаровой М. ещё не выяснена. М., как линейная, так и шаровая, могут быть причиной тяжёлых поражений и гибели людей.

Удары М. могут сопровождаться разрушениями, вызванными её термическими и электродинамическими воздействиями, а также некоторыми опасными последствиями, возникающими в результате её электромагнитного и светового излучения. Наибольшие разрушения вызывают удары М. в наземные объекты при отсутствии хороших токопроводящих путей между местом удара и землёй. От электрического пробоя в материале образуются узкие каналы, в которые устремляется ток М. Поскольку в каналах создаётся очень высокая температура, часть материала интенсивно испаряется со взрывом. Это приводит к разрыву или расщеплению объекта, пораженного М., и воспламенению его горючих элементов. Наряду с этим возможно возникновение больших разностей потенциалов и электрических разрядов между отдельными предметами внутри строения. Такие разряды могут также явиться причиной пожаров и поражения людей электрическим током. Часто прямым ударам М. подвергаются сооружения, возвышающиеся над окружающими строениями, например неметаллические дымовые трубы, башни, пожарные депо, и строения, отдельно стоящие в открытой местности. Очень высокие объекты (телевизионные мачты, привязные аэростаты) могут быть поражены М. в точках, лежащих заметно ниже их вершины; этот эффект связан с воздействием на путь М. объёмных зарядов, создаваемых в атмосфере этими объектами. Весьма опасны прямые удары М. в воздушные линии связи с деревянными опорами. Атмосферные перенапряжение  с большой амплитудой, попав в линию, распространяется по проводам и может вызвать электрические разряды с проводов и электроаппаратуры (громкоговорителей, телефонных аппаратов, выключателей и т. п.) на землю и на различные предметы, что может привести к разрушениям, пожарам и поражению людей электрическим током. Прямые удары М. в высоковольтные линии электропередачи вызывают электрические разряды с провода на землю или между проводами; эти разряды часто переходят под действием рабочего напряжения линии в электрическую дугу, приводящую к коротким замыканиям и отключению линии. Атмосферное перенапряжение, попадая с линии на оборудование станций и подстанций, вызывает разрушение изоляции (пробой), аппаратуры и машин. Попадание М. в самолёт может привести к разрушениям элементов конструкции, нарушению работы радиоаппаратуры и навигационных приборов, ослеплению и даже непосредственному поражению экипажа. При ударе М. в дерево разряд может поразить находящихся около него людей; опасно также напряжение, возникающее вблизи дерева при растекании с него тока М. на землю.






Шаровая  молния.
      Существует от одной секунды до нескольких минут. Двигается она со скоростью не более 10 м/с, иногда вращается.  Шаровые молнии передвигаются по невидимым полям, повторяющим рельеф местности   Будучи материальным и электрически заряженным объектом, шаровая молния находится под влиянием как гравитационного, так и электрического поля Земли, которое сильно возрастает перед грозой и во время грозы.

 

      Вокруг поверхности Земли существуют так называемые эквипотенциальные невидимые для нас поверхности, характеризующиеся постоянным значением электрического



потенциала. Эти поверхности повторяют рельеф местности. Они огибают строения и верхушки деревьев.  Являясь легким свободно блуждающим зарядом, шаровая молния, может "сесть" на какую-либо эквипотенциальную поверхность и скользить по ней без затрат энергии. Со стороны же будет казаться, что она парит над поверхностью Земли и двигается вдоль нее, повторяя рельеф местности. Чтобы пробраться в закрытое помещение, шаровые молнии принимают форму нити  Другая отмечаемая многими наблюдателями странность в поведении шаровых молний заключается в том, что она стремится проникнуть в закрытые помещения, залетая туда через форточки, просачиваясь через щели, дырки в стекле и т.д. При этом шаровая молния временно принимает форму сосиски, лепешки или  тонкой нити, а затем превращается снова в шар, ведь в виде шара ей легче энергетически существовать. Сложнее обстоит со стремлением шаровой молнии просочиться в закрытые помещения, но и это объяснимо с физической точки зрения. Дело в том, что в закрытых помещениях электрическое поле Земли экранируется, и с шаровой молнии частично снимается гнет мощного электрического поля Земли. Не случайно поэтому, влетая через форточку, она часто опускается до пола. 

 

       Шаровые молнии часто притягиваются к металлическим предметам.   Шаровые молнии часто притягиваются к металлическим предметам. Это можно объяснить действием закона электромагнитной индукции. Являясь заряженным телом, шаровая молния при приближении к металлическим предметам наводит  в них заряд противоположного знака, а затем притягивается к ним, как к противоположно  заряженным телам.



 

      Шаровая молния может также двигаться вдоль электрических проводов. Это получило название "гидирование" (от слова "гид"). Известно, что поверхность проводника с током несет электрический заряд отрицательного знака. Поэтому шаровая молния, заряженная положительно, притягивается к проводам с током.   Шаровая молния может взорваться в волосах человека, не причинив ему вреда, а может - разрушить целый дом. Чаще всего существование шаровой молнии заканчивается взрывом, нередки случаи, когда она распадается на части. Большей частью это все же взрыв, сопровождаемый громким хлопком из-за быстрого схлопывания газа в объеме, занимаемом до этого шаровой молнией. При этом отмечаются разрушения легких предметов (например, легкого дачного домика, трансформаторной будки), вырывается асфальт в радиусе 1-1,5 метра, разбрасываются камни, бьется стекло, разбиваются изоляторы проводов, расщепляются бревна на причале и т.д.  

   Известен случай, когда шаровая молния влетела в комнату и взорвалась над столом, зацепившись за металлическую подвеску керосиновой лампы. Никто из людей, сидевших за столом, не пострадал. Однако в другом случае взрыв молнии произошел в волосах на голове у человека, в результате чего тот ощутил сильный удар и потерял сознание, но не умер. 

     При встрече с шаровой молнией лучше отнестись к ней, как к незнакомой собаке - стоять или сидеть неподвижно, наблюдая за ее поведением



ЗАГАДОЧНЫЙ ЛЕТЯЩИЙ ШАР

Люди, которые его видели, получили ожоги, их стали преследовать странные  сновидения



Вот какое письмо пришло из Кемеровской области. Автор его, Виталий  Шумилов, стал свидетелем необычного явления. «Это было после грозы, –  пишет Виталий Анатольевич. – Возвращаясь домой после работы, уже в полумраке, вдруг увидел на небе яркую радугу. Она заслоняла собой лес и будто опиралась на крышу моего дома. Позвал соседей. Мы минут 15 стояли и смотрели на странное явление».
Спустя некоторое время радуга начала меркнуть, и тут все увидели в небе быстро движущийся светящийся объект. Пронесясь над огородами, НЛО будто вспыхнул и исчез за лесом. «Я пошел в дом: было много дел по хозяйству, – продолжает автор письма. – Наверное, забыл бы об увиденном, но вскоре вышел в сад покурить и увидел, что листья клена, который растет как раз на месте, где «опиралась» радуга, покрылись белыми пятнами, будто их чем-то обожгли. Диаметр «пятна», в котором оказались обожженные деревья, был равен трем метрам. Посылаю вам несколько листьев клена. Может, кто-то из ученых сможет объяснить, что же у нас произошло».
    Я показала эти листья старшему научному сотруднику Института медико-биологических проблем РАН Дмитрию МАЛАШЕНКОВУ. Рассмотрев их под микроскопом, он пришел к заключению, что это не химический ожог, а результат действия некоего высокотемпературного излучения. Вероятно, ультрафиолетового или инфракрасного.
    Письмо Шумилова пролежало несколько месяцев, как вдруг пришло еще одно сообщение. Астроном-любитель, кандидат физико-математических наук, доцент Кемеровского технологического института Лев КОНСТАНТИНОВ рассказывает о своих наблюдениях за НЛО. «Около полуночи при наблюдении в телескоп за метеорным потоком я обратил внимание на необычно яркое свечение в небе, – пишет Лев Иванович. –     Приглядевшись, увидел радугу. Это было странно: грозы у нас не было. Спустя 25 минут радуга померкла, длинная полоса на моих глазах «сложилась» в шар, который все быстрее двигался по ночному небу. Через две минуты произошла вспышка, и объект исчез».
     Остается добавить, что свои наблюдения астроном-любитель производил из открытого чердачного окна.
Отправляясь спать, он почувствовал – кончики пальцев у него болят, как от легкого ожога. Утром исследователь обнаружил, что они покраснели и покрылись пузырьками. Не столько от боли, сколько из любопытства пошел к врачу. Тот вынес диагноз «ожог первой-второй степени» и порекомендовал мази и перевязки. Через три дня все прошло. Однако выяснилось, что радугу и летящий шар в ту ночь видел не только он, но и многие знакомые. Лев Иванович провел опрос 47 очевидцев, и они рассказали удивительные вещи. Первые семь-десять дней почти все жаловались на головные боли и сильную слабость. По ночам одних мучили кошмары, другие, наоборот, впадали в беспробудный сон и видели странные сны: будто они путешествуют по незнакомой местности, разговаривают на непонятном языке с удивительными существами, каких
никогда не встречали...
– Существует несколько вариантов возможного объяснения феномена, – полагает доктор физико-математических наук, профессор МГУ, академик РАЕН Леонид СПЕРАНСКИЙ. – Во-первых, шаровая молния. Это – одна из самых ярких загадок современной науки, и природа ее до сих пор неясна. Известны случаи, когда шаровая молния проходила сквозь стекло, оставляя лишь крошечное отверстие правильной формы. Чтобы просверлить такое, нужно алмазное сверло и несколько часов кропотливой работы. Каким же образом это удается шаровой молнии? Все это говорит о том, что она обладает температурой, сопоставимой с той, что царит на поверхности Солнца, и соответствующей энергией.
Скорость, с которой передвигается шаровая молния, превосходит звуковую в несколько раз. Ожоги листьев деревьев, кожи рук очевидцев –
распространенные последствия посещения «огненной странницы».

     Другой вариант – кометный взрыв. И необычно светлое небо, и вспышка, и последующие тревожные ощущения у животных и людей, а также ожоги, как правило, сопровождают это явление. Два наиболее заметных за последние сто лет кометных взрыва – Тунгусский и Витимский – имели сходное описание, но повлекли за собой значительно более катастрофические последствия. Третья версия – фантастическая. На мой взгляд, наименее вероятная, но обычно наиболее распространенная. Это – пролет корабля пришельцев из другой галактики, возможно, посетивших Землю с исследовательским визитом или потерпевших технологическую аварию. Или, быть может, пришельцы прибыли из параллельного мира, из четвертого измерения…


    Вокруг таких гипотез обычно возникает много свидетельств: люди видят существ с вытянутыми головами и паукообразными руками, разговаривают с ними, оказываются на их корабле и подвергаются «зомбированию». Некоторые даже показывают неизвестно откуда появившиеся на теле синяки и ссадины – метки «гуманоидов». Однако убедительных доказательств всех этих версий пока не существует.
Очевидцы рассказывают.

 

    В декабре 1975 года журнал "Наука и жизнь" обратился к своим читателям с анкетой, содержащей вопросы, касающиеся этого удивительного явления природы. Журнал просил тех читателей, которые лично наблюдали шаровую молнию, ответить на вопросы анкеты, прислать письма с описанием обстоятельств наблюдения и различных подробностей. В течение 1976 г. было получено 1400писем. Они интересны уж потому, что написаны очевидцами, в них содержится много фактических данных. Познакомимся с выдержками из нескольких писем.



     Я видел с расстояния около 10 м, что шаровая молния светло желтого цвета диаметром 30...40 см выскочила из земли в месте удара обычной молнии. Поднявшись на высоту 6 - 8 метров, она начала двигаться горизонтально. При этом она пульсировала, принимая то шаровую, то эллипсоидную форму. Пройдя за 1 мин. расстояние около 50 м, она наткнулась на сосну и взорвалась".

    Шаровую молнию я встретил вечером перед грозой, когда шел на охоту. Она была около 25 см в диаметре, белая, двигалась горизонтально, повторяя рельеф местности.

 

          Я видел, как шаровая молния диаметром 10 см прошла через отверстие в окне диаметром 8 мм.



 

     После сильного удара грома в открытую дверь влетела бело-голубая шарообразная масса диаметром 40 см и начала быстро двигаться по комнате. Она подкатилась под табурет, на котором я сидел. И хотя она оказалась непосредственно у моих ног, тепла я не ощутил. Затем шаровая молния притянулась к батарее центрального отопления и исчезла с резким шипением. Она оплавила участок батареи диаметром 6 мм, оставив лунку глубиной 2 мм.

 

    В городе разразилась сильная гроза с ливнем. В открытую форточку окна кухни на втором этаже влетела шаровая молния. Это был однородный желтый шар 20 см в диаметре. Шар медленно двигался по горизонтали, чуть снижаясь; прошел расстояние около 1 м. Он плыл в воздухе, как плавает тело внутри жидкости. Внутри шара стали образовываться тонкие красноватые полоски. Затем он, не распадаясь на части и не падая, тихо, без звука исчез. Все наблюдение заняло около 30 с".




Гипотеза

  Гипотеза  Капицы

 (1955 г.)

   Энергия подводится к шаровой молнии при помощи электромагнитного излучения диапазона сверхвысоких частот (точнее говоря, диапазона дециметровых и метровых волн). Сама шаровая молния рассматривается как пучность электростатического поля стоячей электромагнитной волны, находящейся на расстоянии четверти длины волны от поверхности земли или какого либо проводящего объекта. В области этой пучности напряженность поля очень велика, и поэтому здесь образуется сильно ионизированная плазма, которая и является веществом молнии.

   Несмотря на многие привлекательные стороны данной гипотезы, она все же представляется несостоятельной.

    Дело в том, что она не может объяснить характера перемещений шаровой молнии, ее причудливого блуждения и, в частности, зависимости ее поведения от воздушных потоков. В рамках данной гипотезы трудно объяснить хорошо наблюдаемую четкую поверхность молнии. К тому же взрыв такой шаровой молнии вообще не должен сопровождаться выделением энергии. Если по каким-то причинам поступление энергии электромагнитного излучения вдруг прекращается, нагретый в пучности волны воздух быстро остывает и, сжимаясь воспроизводит громкий хлопок.


 

 Гипотеза  Смирнова Б.М.

    ШМ имеет химическую природу. Она состоит из обычного воздуха (имеющего температуру примерно на 100 градусов выше температуры окружающей атмосферы), небольшой примеси озона, окислов азота. Принципиально важную роль играет здесь озон, образующийся при разряде обычной молнии; его концентрация около 3%. Внутри шаровой молнии проходят химические реакции, они сопровождаются выделением энергии. При этом в объеме диаметром 20 см выделяется примерно 1 кДж энергии.

 Это мало, для всех зарегистрированных ШМ таких размеров запас энергии должен составлять примерно 100 кДж. Недостатком рассматриваемой физической модели является также невозможность объяснения устойчивой формы шаровой молнии, существования поверхностного натяжения


 Гипотеза  Стаханова И. П.

(1974 г.)

Кластерная теория.

    Кластер - это положительный или отрицательный ион, окруженный своеобразной "шубой" из нейтральных молекул. Если ион окружен молекулами воды, его называют гидратированным.

Молекулы воды в силу своей полярности удерживаются вблизи ионов силами электростатического притяжения.. Два и более гидратированных иона могут объединяться в нейтральный комплекс. Вот из таких комплексов и состоит, согласно гипотезе Стаханова, вещество шаровой молнии. Таким образом, предполагается, что в шаровой молнии каждый ион окружен "шубой" из молекул воды.

Согласно этой теории, шаровая молния представляет собой самостоятельно существующее тело (без непрерывного подвода энергии от внешних источников), состоящее из тяжелых положительных и отрицательных ионов, рекомбинация которых сильно заторможена вследствие гидратации ионов. 



 Гипотеза Фернандеса-Раньяда (1998).

         Ее сложно пересказать, не прибегая к математическим формулам, но речь идет об образовании, похожем на клубок, только состоящий не из нитей пряжи, а из линий магнитного поля. Как видно из названия, это сочетание магнитных и электрических полей, обеспечивающее продолжение одного из них при существовании другого и так далее. Когда эти поля объединяются и взаимно усиливают друг друга, внутри них порождается сильное давление, удерживающее всю структуру. Короче, вид "магнитной бутылки". Внутри на протяжении необычно долгого для такого типа явлений времени накапливается энергия. Если в этом все дело, осталось только воспроизвести нечто подобное в лаборатории.


Смотрите также:
В м электрическая энергия облака превращается в тепловую
142.19kb.
1 стр.
Единый перечень продукции, подлежащей обязательной сертификации
438.12kb.
1 стр.
Памятка населению об электробезопасности «Рыбная ловля и электробезопасность»
17.84kb.
1 стр.
Для построения вкс должно использоваться оборудование видеоконференцсвязи ведущих мировых производителей в этой области
82.66kb.
1 стр.
Классный час в 10 классе по теме «Экономия и бережливость в нашей жизни»
268.95kb.
1 стр.
Рэйки. Восточная школа
88.05kb.
1 стр.
Викторина по физике. 10-й тур. 14. 03. 20. 03. 2011
175.9kb.
1 стр.
Чернобыль трагедия или предупреждение… Ни одно событие после Второй мировой войны
94.41kb.
1 стр.
Ш. А. Амонашвили Амон-Ра
3610.08kb.
44 стр.
Инструкция по организации в Минэнерго России работы по расчету и обоснованию нормативов удельного расхода топлива на отпущенную электрическую и тепловую энергию от тепловых электрических станций и котельных
1962.03kb.
11 стр.
Кровать функциональная электрическая Armed rs101-b-a с принадлежностями паспорт и инструкция по эксплуатации
168.65kb.
1 стр.
О предоставлении земельного участка для строительства электроподстанции закрытого типа (электрическая подстанция 330/110 кВ) по адресу: Василеостровский район, пер. Декабристов, участок 1
30.42kb.
1 стр.