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

Было выдвинуто предположение о возбуждении метастабильных уровней молекулярного азота или кислорода, энергия которых передается излучающим частицам, создающим видимое свечение. Для объяснения длительного свечения самого азота было выдвинуто предположение о возбуждении состояний молекулы азота. Но в воздухе переход молекулы азота в нормальное состояние из возбужденных уровней при столкновениях, по-видимому, должен быть очень быстрым; учитывая большую яркость послеразрядного свечения кислорода, для объяснения длительного свечения в воздухе было принято, что молекула кислорода может находиться в состояниях . Хотя высвечивание в таких состояниях может длиться от 1 до 10 с, снятие возбуждения при столкновениях с частицами воздуха при атмосферном давлении и температуре 2000 К, согласно известным коэффициентам, должно быть настолько быстрым, чтобы оно эффективно уничтожило возбужденные молекулы кислорода менее чем за микросекунду, за исключением, может быть, молекулы в состоянии

Ввиду важнейшей роли, которую играют в этой модели шаровой молнии молекулы двуокиси углерода, атомы металлов и другие частицы с сильным излучением в видимой части спектра, образование огненного шара, согласно этой теории, зависит от возникновения излучающей смеси, содержащей эти вещества. Такая смесь могла бы образовываться при предварительном ударе линейной молнии в металлический или деревянный предмет. Наблюдавшиеся излучающие вещества в целом не характерны для воздуха, за исключением, возможно, двуокиси азота. Вот почему это относительно низкотемпературное свечение отличается от высокотемпературного излучения обычной молнии.

Оценка электрического поля в этих высокочастотных разрядах в 1000 В/см, что на несколько порядков превосходит высокочастотные поля, наблюдавшиеся в природе, заставила исследователей отказаться от мысли о возможности образования шаровой молнии естественным высокочастотным радиоизлучением. С другой стороны, грозовые электростатические поля такой величины вполне вероятны, почему их и предложили взамен в качестве возможного источника шаровой молнии. Светящаяся сфера в этом случае представляла бы собой шар положительных ионов, возникших при разряде постоянного тока. Свечение разрядов, созданных в высокочастотном поле в течение 0,5—1 с после отключения тока, походило на свечение в разряде постоянного тока. Поддержание разряда дольше этого периода — до тех нескольких секунд, которые, согласно многим сообщениям, составляют время жизни шаровой молнии,— связывают с током, возникающим в электрическом поле, которое сменило направление после предварительного разряда молнии. Обратная полярность поля помогает нейтрализовать подъемную силу положительно заряженной сферы. Таким образом, эксперименты с высокочастотными разрядами, показавшие возможность длительного существования светящегося шара после прекращения поступления внешней энергии, легли в основу и другой теории, а именно теории, согласно которой непрерывную энергию для шаровой молнии поставляет грозовое электростатическое поле.