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

Шаровая молния как электрический разряд

Хотя вначале казалось, что теория Теплера объясняет ряд свойств шаровой молнии, вскоре выяснилось, что многие наблюдения уложить в ее рамки невозможно. В нескольких случаях шаровая молния появлялась без предшествующей вспышки линейной молнии или же в стороне от места этой вспышки. В подобных случаях приходилось предполагать присутствие несветящегося канала или невидимого разряда, о чем упоминалось выше. Как указали де Яне и Бранд, в отличие от экспериментальных разрядов, в которых образуется несколько ярких областей, в проводящем канале должна возникать только одна светящаяся область. Для длительного существования шаровой молнии требуется, чтобы канал, созданный первоначальной молнией, сохранял проводимость столь же долго. Это означает гораздо более длительное время, чем обычно полагают, однако уже упоминавшиеся наблюдения многократных вспышек молний в одном канале показывают, что такое длительное сохранение проводимости возможно.

Эксперименты свидетельствуют, что для поддержания так называемого огненного шара, возникающего при дуговом разряде в парах ртути, достаточно даже очень слабого непрерывного тока, тогда как полное прекращение тока приводит к распаду шара за микросекунды. Этот тип разряда возникает при низком давлении и использовании металлических электродов с низкой точкой кипения и обычно считается самоподдерживающимся газовым разрядом. Разность потенциалов между электродами при этом примерно равна потенциалу ионизации газа. При появлении огненного шара эмиссия электронов с катода, по-видимому, не определяется разогревом его тепловыми ионами, а является результатом либо туннельного эффекта, например из-за высокой напряженности поля у катода, либо уменьшения рабочей поверхности катода при накоплении вблизи него паров или плазмы высокой плотности. В плазме разряда электроны обладают только тепловой энергией. В дуге же электронный ток более чем в 50 раз превышает ионный. Сходную форму разряда дают низковольтные дуги при подогревном катоде. В этом случае разность потенциалов электродов может быть ниже потенциала ионизации газа. Разряд поддерживается тепловой энергией, получаемой от катода. Потенциал достигает максимума [в области положительного столба, отшнуровавшегося от стенок и имеющего шаровидную конфигурацию. — Перев]. Здесь и происходят возбуждение и ионизация. Типичный шар диаметром 1 мм с голубой сердцевиной и бледно-розовой оболочкой образуется в аргоне при давлении 6 мм рт. ст. и расстоянии между электродами около 1 см. Однако при более высоких давлениях, и в частности при атмосферном, такого образования шара, по-видимому, не произойдет, на что указывает полученное в экспериментах почти постоянное произведение давления на критическое расстояние между электродами для данного газа при давлении вплоть до 13 мм рт. ст. Изучение вспышек молний с особенно длительным свечением (0,04—0,27 с) показало, что непрерывное свечение происходило в случае, когда имелся непрерывный слабый ток, поддерживавший проводимость канала в разрядах с многократными импульсами.