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

Образование шаровой молнии естественным электромагнитным излучением

Первоначально область, в которой возникает шаровая молния, содержит в небольшой концентрации ионизированный газ, образованный предшествующим ударом молнии или каким-либо другим электрическим явлением во время грозы. Сначала возникает резонанс с высокочастотным полем области меньших размеров, где ионизуются частицы, имеющие низкий потенциал ионизации, затем энергия волны поглощается все более и более по мере того, как происходит ионизация и увеличивается объем сферы, пока не будет достигнут, наконец, равновесный размер, который в дальнейшем сохранится. Если же, например, увеличивается энергия внешнего излучения, то повышается температура плазмы, и объем шара соответственно увеличивается. Сфера большого размера уже не будет находиться в резонансе с электромагнитной волной. Это в свою очередь уменьшит поглощение энергии шаром, и размер его уменьшится до равновесного. Наиболее обычные размеры шаровой молнии, отмечавшиеся в наблюдениях, соответствовали бы длинам электромагнитных волн от 35 до 100 см.

При отражении линейно поляризованных радиоволн от поверхности земли могут возникать стоячие волны. Напряженность электрического поля в пучности стоячей волны возрастает вдвое, а высота, на которой находится пучность, остается для стационарной волны постоянной. Оба эти обстоятельства наводят на мысль, что именно стоячие волны могут создать наиболее благоприятные условия для образования ионизированного сгустка, причем постоянная высота стационарной пучности, возможно, как раз и не позволяет ему подниматься вверх подобно облаку раскаленных газов от ядерного взрыва. Согласно этой теории, проникновение шаровой молнии в здания объясняется распространением возникающих радиоволн по имеющимся волноводам, например по дымоходам. Среди проблем, связанных с этой теорией, Капица, в частности, рассматривал вопрос о требуемых электромагнитных волнах, которые должны были бы возникать в результате электрической активности грозы, но до сих пор еще не наблюдались. Он полагал, что источником такого излучения может быть колебание ионизированного газа либо около облака, либо вблизи земли.

Более ранние исследователи также высказывали предположение, что шаровая молния может возникать как электрический разряд, созданный стоячей волной. Де Яне указывал, что, согласно мнению Лоджа, стоячая электрическая волна возникает в подземных проводниках, пораженных молнией. Шаровая молния образуется подобно кистевому разряду над земной поверхностью в максимумах напряженности поля такой волны. Термин «стоячая волна» употреблялся только в обзоре де Янса, опубликованном в 1912 г., но не в более ранней работе 1892 г., на которую он ссылался. Подобные же соображения привлекались в 1930 г. для объяснения описанного ранее образования шаровой молнии в закрытом помещении. Сфера величиной с апельсин и такого же цвета возникла на металлической ручке с внутренней стороны двери в момент удара грома. Когда шар исчез, не сдвинувшись с места, раздался громкий взрыв. Наблюдатель предположил, что в телефонном проводе, протянутом по двум стенам, могла возникнуть стоячая волна в результате возбуждения высокочастотного тока в телефонных проводах при разряде молнии.