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

Наиболее крупные шары, иногда более 50 см в диаметре, возникавшие в закиси азота, были ярко оранжевого цвета. Они сохранялись после отключения тока до 2 с. Для образования этих разрядов успешно использовались электроды из разных металлов (платина, золото, серебро, медь, цинк, кадмий, олово, алюминий, вольфрам), а также угольные. Свинцовые электроды и электроды, покрытые ртутью, результатов не дали. Исследователи пришли к выводу, что разряды в среднем сохранялись тем дольше, чем труднее испарялся электрод. Температура огненных шаров была определена в 2000—2500 К по сопротивлению вольфрамовых проволочек толщиной 75 мкм. Эта температура много ниже той, при которой воздух начинает заметно светиться (—4000 К), а потому объяснение наблюдавшегося свечения превратилось в трудную проблему.

Было измерено общее излучение в видимой и инфракрасной областях спектра при длинах волн от 0,4 до 1,1 мкм. При наиболее ярком разряде — в кислороде — излучалась мощность до 160 Вт. Значительно более тусклый разряд в воздухе излучал примерно 1/10 этой мощности в видимой области спектра между 0,4 и 0,72 мкм и еще меньше в инфракрасной — от 0,72 до 1,1 мкм. Наблюдавшееся свечение могли бы дать возбужденные частицы с концентрацией 1015—1016 в 1 см3 и энергией возбуждения 3—6 эВ. Согласно расчетам, их требовалось примерно в 10 раз больше, чтобы дать всю энергию, которая рассеивалась к стенкам камеры. В азоте концентрация электронов, измеренная через 100 мс после отключения тока, была равна 3•1012 см-3. Видимый свет разряда во всех газах оказался излучением примесей и не соответствовал спектру самого газа, находившегося в камере. В экспериментах с плазмой часто наблюдается свечение веществ, попадающих в разряд с электродов или через стенку камеры. В азоте все видимое свечение разряда было обусловлено частицами металла с электродов. Органические примеси в приборе давали также молекулы CN, иногда замечавшиеся в спектрах.

Излучение разряда в воздухе резко отличалось от излучения азота и определялось главным образом излучением чистого кислорода. Видимый свет был в основном непрерывным спектром двуокиси углерода от реакции окиси углерода с атомарным кислородом и включал несколько линий металла электродов. На длинах волн ниже видимой части спектра отмечались полосы Шумана — Рунге умеренной интенсивности (O2) и полоса гидроксила ОН (0,0) большой интенсивности, но не игравшая существенной роли в свечении, поскольку длина ее волны равна 3064 А. Цвет разряда также указывал на образование двуокиси азота, но выделить ее спектр на фоне спектра двуокиси углерода было невозможно. Сильное излучение двуокиси углерода можно объяснить только неравновесным возбуждением ее молекул, так как относительная концентрация ее, по-видимому, низка (<1%), а измеренная температура много ниже необходимой для такой интенсивности излучения.