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

Модели с заряженными пылевыми частицами и каплями

Очень трудно поддается объяснению длительное и непрерывное свечение шаровой молнии, а потому была выдвинута гипотеза, в которой это свечение сравнивалось с излучением, возникающим при биохимических процессах, таких, как ферментация. Согласно этой теории, вещества, которые вызывают реакции, сопровождающиеся свечением,— это имеющаяся в атмосфере пыль, а также пыльца цветущих растений. Идея, что шаровая молния образуется из содержащихся в облаках электрически заряженных капель и пылевых частиц, выдвигалась гораздо раньше, еще в 1855 г., когда шаровая молния считалась примером, показывающим, что вещество стремится принять форму сфероидов. Между пластинами изолирующих материалов, таких, как резина или стекло, в присутствии воды или пыли наблюдались маленькие электрические искры шаровидной формы и голубовато-красного цвета. Из-за небольшой величины этих шаров (около 0,5 мм в диаметре) и неустойчивого, легко поддающегося внешним воздействиям движения эти эксперименты мало способствовали подтверждению теории шаровой молнии как совокупности заряженных частиц. Сам исследователь указал и на дополнительные несоответствия: в частности, естественные огненные сферы, в отличие от этих экспериментальных шариков, не исчезали при соприкосновении с проводниками; не объяснялось также, каким образом подобные образования могли бы проникать внутрь закрытых помещений.

Появление мелких твердых частиц часто считалось необходимым для возникновения шаровой молнии. Один исследователь утверждал, что большинство огненных шаров возникает потому, что грозы заряжают пылевые частицы и, в частности, облака вулканической пыли. Советский физик Френкель высказал предположение, что молния порождает в атмосфере химически активные вещества, которые конденсируются на пылевых частицах в воздухе. Разряд молнии нагревает пылевые частицы до свечения. Конденсированные возбужденные газы образуют тонкую оболочку, так что шаровая молния напоминает своим строением пузырь. Эта модель имеет сходство с моделями типа сферического конденсатора, о которых говорилось выше. Позднее Френкель отказался от гипотезы сферической оболочки и предположил, что шаровая молния имеет вихревую структуру и состоит из смеси заряженных частиц дыма и возбужденных газов. Для объяснения движения шаровой молнии предлагалась сходная идея о вращающейся смеси заряженного града, снежной крупы или пыли. Частое проникновение светящихся шаров в здания через дымоходы, согласно теории сгустка заряженной пыли, объясняется тем, что первоначальная вспышка линейной молнии заряжала золу в дымоходе и создавала небольшой вихрь.

Равномерно распределяя с помощью вентилятора тонкую пыль по стеклянной камере с одним электродом, несущим электростатический заряд, удалось создать аэрозоль из заряженных твердых частиц. Когда вентилятор был выключен, в центре камеры постепенно образовалось почти сферическое скопление частиц диаметром 20 см. Заряженная проволока, опущенная в камеру, отталкивала или притягивала сферу в зависимости от заряда самой проволоки, а когда проволока была удалена, сфера вернулась в центр камеры. При использовании красителя р-ксилолазо-В-нафтола образовалась ярко-красная сфера, хотя равномерно распыленные частицы в проходящем свете даже после заряжения были зеленовато-голубыми. Скопление, образовавшееся в камере, содержало, однако, более крупные частицы, имевшие красный цвет. При исследовании некоторых из них под микроскопом оказалось, что они имеют форму длинных нитей или цепей, которая часто наблюдается у мелких заряженных частиц около электродов. Образование сферы было объяснено тем, что стенка стеклянной камеры отталкивала частицы, поскольку и стенка и частицы получили от электрода заряды одного знака. Было выдвинуто предположение, что шаровая молния образуется благодаря сходному процессу.