Плазменная теория и природа шаровой молнии
Изучение механизма образования шаровой молнии. Объяснение плазменной теории возникновения шаровой молнии, согласно которой она является плазмой, то есть положительными и отрицательными ионами, которые образуются в результате удара обычной молнии.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.02.2019 |
| Размер файла | 107,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ПЛАЗМЕННАЯ ТЕОРИЯ И ПРИРОДА ШАРОВОЙ МОЛНИИ
PLASMA THEORY AND NATURE OF BALL LIGHTNING
Маракин В.С.
Поволжский государственный университет
телекоммуникаций и информатики, Самара, Россия
Шаровая молния относится к числу достаточно редких явлений. Механизм образования шаровой молнии до сих пор окончательно не изучен. Впервыe научное описание шаровой молнии дал в книге «Гром и молния» французский физик Франсуа Арго в начале XIX века. Это первая книга о молнии, электрическую природу которой открыли за полвека до этого. В книге Арго были описаны два десятка случаев наблюдения шаровой молнии. Ее свойства до сих пор сложно определить, потому что описания в основном принадлежали людям, которые не были учеными, и делались обычно не по горячим следам. Сложность ее изучения в том, что невозможно предсказать где и когда она появится, а воспроизвести нечто подобное в лабораторных условиях невозможно.
Исследователи, которые собирали информацию об этом явлении, опирались на довольно ненадежный источник -- сообщения очевидцев. Свидетели явления говорят, что размеры шаровой молнии от пяти сантиметров до метра. Свечение длится от долей секунды до нескольких секунд и даже десятков секунд. При контакте с шаровой молнией люди часто испытывали сильный удар током, вплоть до смертельного. Некоторые наблюдатели говорили о шипении шаровой молнии, о том, что она представляла собой клубок светящихся каналов голубого цвета, но в крупных шаровых молниях были и красные цвета. Шаровая молния «проходит» сквозь стекла и ее даже как будто бы видели внутри самолетов. Шаровую молнию чаще всего видят после удара обычной молнии. Но разряд молнии вблизи выглядит как очень яркая вспышка света. Поэтому в начале XX века были ученые, которые считали, что шаровая молния -- это не физическое явление, а артефакт, засветка глаза.
Как возникает шаровая молния
Существует огромное количество теории о возникновении и составе шаровых молний (кластерная теория, электронно-ионная теория, кватаронная модель конденсации водяного пара и т.д.), но мы рассмотрим только основные.
1) Волновая теория
Эту теорию предложил советский физик, нобелевский лауреат Петр Леонидович Капица. В ней утверждается, что шаровая молния возникает в пучности стоячей электромагнитной волны, которая возникает в результате грозовой активности.
Рис.1 - Стоячая волна, приводящая к возникновению шаровой молнии
плазменный шаровая молния
Действительно, при падении волны на поверхность с их последующим отражением гребни волн могут наложиться друг на друга и тогда возникнет стабильная, не меняющаяся во времени стоячая волна (см. рис.1).
В стоячих волнах есть такие зоны, которые называются пучность. В этих областях очень высокое электрическое поле и возникает очень сильная ионизированная плазма, которую мы и называем шаровой молнией. В этой теории шаровая молния подпитывается энергией электромагнитной волны.
2) Химическая теория
В этой теории утверждается, что шаровая молния берет энергию не из электромагнитной волны, а из химических реакций. Таким образом, эта теория гласит о том, что шаровая молния состоит из оксидов азота и озона.
Внутри молнии происходят химические реакции:
NO+O3>NO2+O2,
NO2+O3>NO3+O2.
Однако, под некоторым подсчетам, энергии данных химических реакций не хватает, что бы молния светилась так ярко, как мы наблюдаем. Так что, наиболее состоятельно выглядит плазменная теория.
3) Плазменная теория
В этой теории считается, что шаровая молния является плазмой, то есть положительными и отрицательными ионами, которые образуются в результате удара обычной молнии. В этой случае положительные и отрицательные ионы сталкиваются и нейтрализуют друг друга. Это называется рекомбинацией.
Но из каких именно веществ состоит шаровая молния? Понять об этом нам поможет фульгурит спекшийся от удара молнии кварц SiO2.
Когда обычная молния попадает в печаный грунт, из-за высокого нагрева песок может расплавиться и при последующем охлаждении застыть в виде трубочки, изображенной на рисунке 2.
Рис.2 - Фульгрит
Внутри этих трубочек может образоваться оксид кремния, который даст начало образованию шаровой молнии.
Шаровая молния, помимо азота, содержит еще и железо, кальций и кремний, которые в большом количестве содержатся в почве. И это подтвержает, что шаровая молния состоит из веществ почвы, которые испаряются при ударе обычной молнии. Но, конечно же, это всего лишь гипотезы и в настоящем мире все может быть совершенно по-другому.
Вывод
Природа шаровой молнии еще малоизвестна миру, не смотря на то, что ее изучению учёные всего мира уделяют огромное внимание. Она может быть совершенно непредсказуемой и вести себя вопреки всем правилам и теориям. Но каждый человек должен получить знания об этом явлении природы.
Литература
1. Шаровая молния. [Электронный реcурc]. - Режим доcтупa: http://science-interest.ru/article/fizika/sharovaya-molniya.html - зaгл. c экрaнa (дaтa обрaщения: 21.12.2018)
2. ПостНаука. А Костинский о шаровой молнии, гипотезах ее существования и моделировании этого явления в лаборатории. - Режим доcтупa: https://postnauka.ru/longreads/78162 - зaгл. c экрaнa (дaтa обрaщения: 21.12.2018)
3. Что такое шаровая молния. - Режим доcтупa: https://youtu.be/LGgCqSSqdcI - зaгл. c экрaнa (дaтa обрaщения: 21.12.2018)
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общие сведения о шаровой молнии. Условия образования шаровой молнии. Случаи внезапного появления шаровой молнии. Разновидности шаровых молний, их вес, скорость передвижения, размер, время жизни, поведение, температура. Физическая природа шаровой молнии.
презентация [3,0 M], добавлен 04.05.2011Исследование шаровой молнии с точки зрения физики. Внешний вид, природа и свойства шаровой молнии: ее физическая и химическая характеристики. Гипотеза квантовой природы шаровой молнии. Основные правила безопасности при встречей с шаровой молнией.
реферат [69,2 K], добавлен 22.10.2008Научные теории происхождения электрического разряда над водной поверхностью. Сравнение жизненных циклов капли жидкого атомарного водорода и шаровой молнии для определения природы последней. Проблематика проведения исследований в лабораторных условиях.
статья [28,8 K], добавлен 23.01.2010Продолжительность жизни шаровой молнии как проявления атмосферного электричества. Сведения о случаях наблюдения шаровой молнии, собранные Д. Арго. Основные свойства шаровой молнии: бесшумность, характерный цвет, траектория движения, признаки угасания.
презентация [103,5 K], добавлен 09.02.2011Общая характеристика процесса возникновения шаровой молнии как физического явления, анализ перспектив ее использования в качестве источника электрической энергии. Описание технологий передачи энергии на расстояние путем использования шаровой молнии.
реферат [306,9 K], добавлен 19.12.2010Характеристика основных электрических явлений: грозы, шаровой молнии и огней Святого Эльма. Образование молнии при возникновении в облаках разности потенциалов и их разряда. Громовые раскаты - взрывная волна в результате расширения нагретого воздуха.
презентация [518,7 K], добавлен 01.05.2011Физические свойства и процесс формирования молнии. Стадии процесса развития наземной и внутриоблачные молнии. Взаимодействие молнии с поверхностью земли и расположенными на ней объектами. Последствия поражения человека молнией. Интересные факты о молнии.
доклад [22,9 K], добавлен 12.01.2011Природа молнии и методы ее измерения. Возникновение статического электричества при накоплении неподвижных зарядов. Шаровая молния как сферический газовый разряд, возникающий при ударе обычной молнии. Проявление электрических явлений в живой природе.
реферат [15,0 K], добавлен 20.10.2009Исследование физической природы шаровой молнии, состав её энергии. Описание хода светового луча в капле дождя и определение условий возникновения радуги. Природа чередования цветов в радуге и влияние размера капель на её спектр. Верхние и нижние миражи.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 12.02.2014Молнии, бьющие из грозовых облаков. Электрические разряды, переносящие отрицательный заряд величиной в несколько десятков кулон. Молния как вечный источник подзарядки электрического поля Земли. Как вызвать разряд молнии. Фульгурит или окаменевшая молния.
презентация [664,4 K], добавлен 24.02.2011Стационарная теплопроводность шаровой (сферической) стенки. Обобщенный метод решения задач стационарной теплопроводности. Упрощенный расчет теплового потока через плоскую, цилиндрическую и шаровую стенки (ГУ 1 рода). Методы интенсификации теплопередачи.
презентация [601,4 K], добавлен 15.03.2014Механизм развития грозы, физические характеристики грозовых облаков. Причины возникновения молнии, ее исследование с точки зрения физики. Схема образования града. Устройство заземляющего комплекса средств молниезащиты зданий, расчетные формулы и схемы.
контрольная работа [2,7 M], добавлен 13.11.2009Комплексная защита подстанции. Защита подстанции от прямого удара молнии. Принцип работы молниеотвода. Аппараты защиты подстанции от импульсных перенапряжений атмосферного характера или от грозовых перенапряжений. Правила защиты электроустановок.
реферат [536,7 K], добавлен 07.05.2016Парадокс психофизических явлений или заметки о современной парапсихологии. Перемещение во времени. Четочные молнии и аномальные дожди. Природные самосветящиеся образования. Координатные оси и плоскости. Видение реальных картин из прошлого и будущего.
курсовая работа [551,9 K], добавлен 22.03.2011Гром — звуковое явление в атмосфере, сопровождающее разряд молнии. Общее понятие и механизм образования искрового разряда. Молния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере. Стадии формирования и виды молний. Поражение человека молнией.
доклад [18,2 K], добавлен 18.11.2010Изолирующая подвеска проводов, расчет напряженности электрического поля под проводами. Определение параметров воздушной линии электропередачи и примыкающих систем, отключений при ударах молнии и обратных перекрытиях. Расчет коммутационных перенапряжений.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 16.11.2010Назначение и сущность расчета заземляющего устройства подстанции, особенности его монтажа, определение допустимого сопротивления, выбор формы и размеров электродов. Защита подстанции от прямых ударов молнии, характеристика методик и цели раcчета.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 30.09.2012Расчетная нагрузка питающих линий, вводов и на шинах РУ-0,4 кВ ТП от общего освещения общежитий. Устройство сети заземления, защита здания от прямых ударов молнии. Размеры и формы токоотводов. Расчет оплаты за электроэнергию по одноставочному тарифу.
дипломная работа [320,7 K], добавлен 23.01.2012Оценка защитного действия молниеотвода. Параметры стержневых и тросовых молниеотводов. Амплитуда напряжения, действующего на гирлянду изоляторов при ударе молнии в провод, и индуктированного перенапряжения. Защита распределительных сетей разрядниками.
курсовая работа [707,4 K], добавлен 02.02.2011Проектирование архитектуры CAD-приложения для расчета молниезащиты и заземления. Интеграция программы с САПР. Построение зон защиты молниеотводов. Моделирование грозовых перенапряжений на электрической подстанции при ударе молнии в воздушную линию.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 13.10.2017
