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

Облака молекулярных ионов

Непосредственно после экспериментального изучения заряженных твердых частиц в 1931 г. было выдвинуто предположение, что шаровая молния создается не из крупных частиц пыли, а из ионизованных молекул газов. Согласно этой гипотезе, внутренняя часть шара состоит из разреженного заряженного газа. Для объяснения взрывов с сильным звуком внутри помещений, которые, однако, не вызывают никаких разрушений, шаровая молния сравнивалась с пустотной электролампой. Ионные теории шаровой молнии рассматривают состояние вещества, подобное тем, что рассматриваются в теории плазмы, хотя теоретические методы их совершенно различны. В последних ионных теориях сделана попытка рассмотреть возможные отличия вещества, из которого состоит шаровая молния, от плазмы; причем в качестве отличий указана низкая температура первого, низкая концентрация в нем заряженных частиц и отсутствие свободных электронов. Теория, объясняющая возникновение шаровой молнии тем, что обычный линейный разряд образует вещество, состоящее из положительных ионов и свободных электронов и обладающее плотностью газа при стандартных условиях, в свете новейших данных означала бы образование плазмы, которую вряд ли удалось создать даже в экспериментах по проблеме термоядерного синтеза. Ионизованный газ обычно считается плазмой, если расстояние, на котором заметно поле отдельно взятой частицы (дебаев-ский радиус экранирования), мало по сравнению с размерами области, занятой плазмой. Плазма нейтральна. Под этим подразумевается, что в области, размер которой значительно превышает дебаевский радиус, полный заряд близок к нулю. Общие положения, справедливые для плазмы (такие, например, как представление об ее нейтральности), должны быть перенесены и на газы из молекулярных ионов, поскольку последние рассматриваются в моделях как особое вещество. Это позволит выйти за пределы качественных описаний.

Выдвигалось предположение, что шаровая молния— это сфера, образованная слоем ионов озона или азота, возникших благодаря разряду молнии или какому-либо другому кистевому разряду. Как и в более ранней модели того же типа, рассматривавшейся выше, давление внутри этого шара предполагается пониженным, что в данном случае удерживало бы ионы от электростатического расталкивания. Неустойчивость этой системы, которая должна была бы разрушиться при малейшем отклонении от сферичности, компенсируется, согласно этой теории, неким электромагнитным полем, которое автор подробно не рассматривает, хотя и предполагает, что оно в состоянии сразу же восстановить пограничный слой. Взрыв шара опять-таки объясняется заполнением зоны низкого давления.

В некоторых теориях предполагалось, что шаровая молния состоит из более сложных разнородных смесей. Так, например, одна из теорий утверждала, что шаровая молния состоит из положительно и отрицательно заряженных частиц газа, возникающих при грозовых разрядах, а также из капель воды и твердых частиц. Считалось, что смесь остается стабильной, пока сохраняет высокую температуру, при которой она образовалась, а последующее ее поведение — в частности, взрыв — относилось за счет изменений ее химического состава при остывании. При дальнейшем развитии этой теории было выдвинуто предположение о накоплении энергии в шаровой молнии благодаря ионизации. Если бы все молекулы воздуха были диссоциированы и затем ионизованы, то затраченная на это энергия составляла бы до 150 Дж/см3, но в работе предполагалось, что температура шара невысока (последнее допущение было вызвано многочисленными сообщениями о шарах, которые как будто не излучали никакого тепла).