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

Плазменные теории и плазменные сгустки

Такое поле может быть создано четырьмя цилиндрическими стержнями, на которые подается синусоидальное напряжение и которые располагаются в вершинах квадрата по сторонам области, содержащей плазму. Соседние электроды имеют постоянный электрический потенциал одинаковой величины, но противоположного знака +u и —u; таким образом электроды, расположенные по диагонали, имеют потенциал одинакового знака. Вместе с переменным потенциалом V cos ? t такое поле обеспечивает ускорение с составляющими ах, ау частицы с соотношением заряд/масса qlm в точке с координатами х, у в объеме радиуса R. Подбирая соответствующие частоту и потенциал, можно добиться удержания любой заряженной частицы.

Таким способом удерживались твердые частицы железа и алюминия диаметром примерно 20 мкм и с зарядом 0,01 Кл/кг. Удержание с помощью радиочастот изучалось теоретически для плазмы, содержавшей избыточные электроны, с учетом добавочной силы, связанной с излучением движущегося электрона в переменном электрическом поле. Оказалось, что для захвата необходима кулоновская сила, определяемая избыточным зарядом, и градиент давления.

Приближенные оценки, полученные для изотермической плазмы в сферическом объеме, содержащей электроны с низкой энергией, показали, что добиться удержания нейтральной плазмы можно, если частота электромагнитной волны совпадает с плазменной частотой. Такой расчет был обобщен; при этом удалось учесть влияние столкновений и электромагнитного излучения электрона на движение вдоль магнитной компоненты волны. Сила торможения за счет излучения оказалась незначительной, но обычная сила со стороны электрического поля в условиях плазменного резонанса с электромагнитной волной всегда остается достаточно большой. Плотная плазма искажает поле электромагнитной волны, и обычные уравнения типа приведенного выше оказываются тогда несправедливыми.

В качестве более эффективного средства удержания плазмы было предложено использовать высокочастотное поле в сочетании с постоянным магнитным полем, подобно тому, как используется для этого постоянное электрическое поле, о чем шла речь выше. Переменное поле применялось как вспомогательное для фокусирования плазмы в цилиндрической конфигурации. В достаточно плотную плазму поле проникнуть не может и, следовательно, не может сфокусировать плазму вблизи оси цилиндра, как это было осуществлено для небольшого числа частиц. В этом случае следует считать, что электромагнитная волна удерживает плазму за счет своего давления, действующего на тонкий пограничный слой плазмы; это давление уравновешивается давлением плазмы, что можно записать как

где Е и В — электрическая и магнитная компоненты высокочастотного поля. Эксперименты продемонстрировали удержание плазмы с концентрацией 1013 частиц/см3 при энергии электронов 5 эВ (Г = 5,8 104К) при магнитной составляющей волны 60 Гс. Давление электромагнитного поля составляет ~70 дин/см2 и равно давлению в плазме.