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

Оценка возможности удержания плазмы с помощью приведенных выше уравнений движения отдельных частиц предполагает, что осуществляется лишь взаимодействие частиц с внешним полем. Это может быть справедливо только для малых концентраций заряженных частиц, поскольку уже при средних величинах концентраций поле внутри сгустка искажается собственным внутренним полем, а поглощение энергии внешнего поля происходит лишь у поверхности сгустка. Добавочная сила, возникающая в поле за счет магнитной составляющей электромагнитной волны при движении заряженных частиц, также может препятствовать удержанию, хотя это затруднение исчезает, если плазма находится в резонансе с внешней волной. Эти исследования подтвердили локализацию шара у узлов электрического поля, где напряженность электрического поля минимальна.

Однако, как замечено в работе, остается проблема о возможном удержании при сдвиге из области пучности, где наиболее благоприятны условия для ионизации, к узлам, где могут осуществляться условия удержания плазмы с низким импедансом. Остается также проблема искажения поля стоячей волны, особенно для сгустка в ее узле. Имеются также экспериментальные свидетельства образования характерных разрядов как в узлах, так и в пучностях высокочастотного поля.

Использование давления излучения внешней электромагнитной волны для того, чтобы помешать шару диаметром 10 см и с температурой в несколько тысяч градусов подняться благодаря силам плавучести ~600 дин, представляется затруднительным. Согласно оценке, при мощности 40 кВт, половина которой уходит на поддержание шара, максимально возможная сила составляет 20 дин, т. е. менее 10% силы, требуемой для равновесия. Подъемная сила шаровой молнии диаметром примерно 13 см с предполагаемой температурой 14 000 К, наблюдавшейся над р. Онегой, была оценена примерно 1700 дин. Сила, препятствующая подъему шара, была объяснена электростатическим притяжением земли или заземленных предметов из-за избыточного заряда 2,8 мкКл, который возник в шаре и при небольших отклонениях удерживался на нем в результате ухода электронов благодаря коронному разряду.

Общее движение шара также было сочтено результатом неустойчивого электростатического равновесия, в котором он должен был находиться. Вероятно, его положение осталось бы постоянным даже в отсутствие заряда, так как по расчетам его подъемная сила оказывалась очень малой. Оценка энергии, требующейся для поддержания такого шара, была сделана на основе предположения, что рассеяние энергии у него такое же, как у электрической дуги равной площади. Принимая, что энергия в дуге составляет примерно 60 Вт/см3, для шара диаметром 10 см была получена величина энергии рассеяния 18 кВт. На этом основании для возникновения естественной шаровой молнии необходимо излучение приблизительно пятикратной мощности, хорошо сфокусированное и при колебаниях частоты не более 2%; образование в естественных условиях подобной волны длиной 40 см рассматривалось как весьма вероятное.