800x6001024x768Auto Width
Главная

Грозовые разряды и загадка шаровой молнии

Шаровая молния в предшествующие века

Свойства грозовой молнии

Существует ли в действительности шаровая молния?

Наблюдения шаровой молнии

Фотографии шаровой молнии

Характерные черты шаровой молнии

Теоретические и экспериментальные исследования

Современное состояние проблемы шаровой молнии

Возникновение шаровой молнии при химических реакциях

Образование озона и двуокиси азота с помощью электрических разрядов было исследовано эспериментально. Отношение концентрации озона к концентрации двуокиси азота уменьшалось с повышением напряжения разряда. Согласно этим опытам, отношение 2,5 : 1 должно соответствовать потенциалу молнии в 300—400 кВ, если только естественные разряды сопоставимы с изучавшимися тихими разрядами. В серии экспериментов наблюдались колебания этого отношения от 1:1 до 6 : 1. При увеличении температуры оно уменьшалось, а для дуговых разрядов обычно было ниже единицы. Величина этого отношения примерно 0,9: 1 была получена при 2000—4000 К. Самые низкие величины, порядка 0,8, должны, видимо, означать, что температура шаровой молнии превышала 4000 К. Однако наблюдатель заметил, что свечение шара было сравнимо со свечением разряда плазмотрона при 14 000 К.

Образование при электролизе воды водорода и кислорода — газов, дающих взрывчатую смесь,— уже давно породило предположение, что обычный разряд линейной молнии, очень часто наблюдавшийся перед появлением шаровой молнии, создает взрывчатый газ, обладающий также и электрическим зарядом. Этот газ, возможно, заключен в водяную оболочку, а электрическая искра может вызвать его взрыв. Спустя почти сто лет после появления первой теории, снова выдвигались подобные же идеи о роли кислорода и водорода, образованных при термической диссоциации воды во время мощной вспышки молнии или при обычном электролизе. В пробах воздуха, взятых вблизи следа шаровой молнии, согласно сообщению, присутствовал водород. Средняя плотность составляла 1,2 мг/м3, а отношение плотностей водорода и кислорода было равно 4,3 10-6. Это отношение много меньше низшего предела отношения плотностей во взрывчатой смеси указанных газов, возникающей при весовом соотношении в 0,0026 : 1 (или объемном 0,04 : 1). Концентрации, указанные в сообщении, не подтверждают теории, что шаровая молния — это взрывчатая смесь водорода и кислорода. Но, с другой стороны, эту теорию нельзя считать и опровергнутой, поскольку газы для анализа были взяты на траектории огненного шара или вблизи нее, а не внутри самого шара. Таким образом, речь идет только о веществах, оставшихся после каких-то химических реакций, а не о тех, что существовали в этом месте до того, как шар его миновал.

Многие из свойств шаровой молнии удалось воспроизвести в опытах, где светящиеся сферы были получены при поджигании в воздухе горючих веществ с низкой концентрацией. Водород, метан, пропан и бензин воспламенялись кратковременными электрическими разрядами в вертикальных стеклянных колбах. Водород, который при концентрациях в воздухе от 3,8 до 9% легче всего давал желаемый эффект, излучал слабый голубой свет, видимый в затемненном помещении. Для пропана минимальная концентрация составляла 1,24%. Минимальная концентрация бензина, при которой возникала сфера, была настолько низка, что не поддавалась измерению, и если в колбе испарялось несколько капель бензина, светящаяся сфера возникала только после того, как концентрация паров бензина снижалась с помощью многократного откачивания воздуха из камеры. Пропан и бензин давали более яркие, хорошо видимые облака, обычно цветные — голубые, зеленые или фиолетовые. Верхний и нижний пределы концентраций, при которых образовывались сферы, были близки к минимальным концентрациям, при которых возможно воспламенение газов, и эти светящиеся облака были описаны как диффузное пламя, вызванное электрическим разрядом. При концентрациях горючего газа выше предельной может начаться обычное горение, как у пропана в воздухе.