.
В данной работе(1)
приведено обоснование плазменной модели природы шаровой молнии. В основе предлагаемой модели лежит теоретически предсказанная бессиловая магнитная конфигурация – сферомак. Зарождается она в канале линейной молнии при повторных разрядах в областях развития на нём неустойчивости типа перетяжек. Начальным полоидальным магнитным полем служит слабое магнитное поле Земли. В процессе сжатия токовой оболочки полоидальное магнитное поле возрастает и становится сравнимым с азимутальным магнитным полем пинча. В результате перезамыкания силовых линий полоидального магнитного поля в области перетяжек образуются бессиловые магнитные конфигурации с замкнутым магнитным полем, которые и являются основой шаровой молнии. В зависимости от числа слившихся бессиловых ячеек энергия и размеры шаровой молнии могут изменяться в широких пределах. Во внешней области, за сеперетрисой, силовые линии магнитного поля незамкнуты и уходят в бесконечность. Основная энергия в ней запасена в виде энергии магнитного поля.
На границе с воздухом образуется тонкая оболочка неизотермической плазмы. В ней по внутренней к сепаратисе поверхности протекает диамагнитный ток, экранирующий её от магнитного поля плазмоида. На внешней поверхности оболочки неизотермической плазмы возникает двойной электрический слой, являющийся потенциальным барьером для электронов. В результате интенсивной конденсации паров воды на отрицательных и положительных ионах в воздухе на границе двойного слоя образуется водяная плёнка. Молекулы воды играют также важную роль в образовании кластеров в двойном электрическом слое, в результате чего существенно снижается величина и энергия потока ионов. Кроме того, неизотермическая плазма оболочки служит отражательным экраном для интенсивного циклотронного излучения электронов из центральной бессиловой области. В целом, внешняя оболочка молнии является эффективным тепловым и магнитным экраном. Вследстивии сильного электростатического давления в двойном электрическом слое плотность энергии в шаровой молнии достигает порядка 10 Дж/см3
.
Известно, что сплюснутый бесиловый феромак является устойчивой магнитной ловушкой. В результате частичного поглощения циклотронного излучения поддерживается электронная температура в оболочке неизотермической плазмы.
В следствии различной скорости диффузии электронов и ионов центральная область плазмоида заряжена отрицательным зарядом. Шаровая молния обладает также электрическим и магнитным дипольным моментами, направленными вдоль её оси симметрии.
Перемещается она под действием силы тяжести, воздушных потоков и электромагнитных сил. Её движение при малой электромагнитной силе сходно с движением мыльного пузыря. В электрическом поле наведённого заряда в диэлектрике (стекле) она принимает такое положение, что бы направление её электрического дипольного момента совпадало с направлением поля. В результате она соприкасается со стеклом в области горловины её внешнего магнитного поля. Захваченные частицы, уходящие вдоль силовых линий магнитного поля, расплавляют стекло в этой области, проделывая в нём отверстие. Под действием разности давлений снаружи и внутри помещения шаровая молния переливается через это отверстие.
Основная энергия в ней запасена в виде энергии магнитного поля. При форме плазмоида близкой к форме шара его энергия W H2
1
R3
/3. Время жизни классического сферомака = 2πσR2
/2
(4,5)2
.
Вес шаровой молнии определяется весом водяной плёнки. Взрыв шаровой молнии сопровождается генерацией мощного электромагнитного импульса. Она является источником интенсивного рентгеновского излучения. Основной вклад в излучение в видимом спектре даёт неизотермическая плазма оболочки. Наличие водяной плёнки у шаровой молнии подтверждается наблюдением нескольких световых оттенков у неё, “экзотических” черных шаровых молний, а так же особенностями её движения. Голубой ореол вокруг шаровой молнии обусловлен рентгеновским и ультрафиолетовым излучением. Фиолетовое свечение вблизи её границы вызывается электронами, преодолевающими потенциальный барьер в двойном электрическом поле.
Наблюдение связанных шаровых молний, намагничивание металлических предметов и т.д. указывают на наличие у неё магнитного поля. В стадии угасания внешнее магнитное поле может отсутствовать.
Наиболее точно строение шаровой молнии описано в уникальном наблюдении М.Т.Дмитриева(12)
.
Заключение.
По грубым оценкам плотность плазмы в центральной области шаровой молнии N~1019
÷1014
см-3
, T~104
÷105
эВ при времени жизни τ= πσR2
/102
~1÷10 сек. Предельная напряженность электрического поля в двойном слое ~ 107
В/см, и, следовательно, плотность энергии в ней W=E2
n
/4π~10Дж/см-3
. Эта величина совпадает с величиной плотности энергии, установленной Стахановым И.П. (3)
на основе наблюдательных фактов. Таким образом, шаровая молния может служить источником нейтронов, если заполнить её дейтерием или другим термоядерным сырьём.
На основе данной модели удаётся дать удовлетворительное описание поведения шаровой молнии в различных условиях.
Внешний вид шаровой молнии
1 – горловина внешнего магнитного поля.
2 – водяная плёнка.
3 – двойной электрический слой.
4 – оболочка неизотермической плазмы.
5 – переходной токовый слой.
6 – сепаратриса.
7 – область бессилового магнитного поля.
Литература.
1. А.Ф. Попов. Тезисы докладов 24 Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС. Февраль 1997, стр.237.
3. И.П. Стаханов. О физической природе шаровой молнии. Энергоатомиздат, Москва, 1985.
12. М.Т. Дмитриев. Природа 6, стр.98, 1967.
Другие работы по теме:
Применение компьютерных технологий
Text Graphics Использование электронного ресурса «Библиотека электронных наглядных пособий» Физика 7 – 11 класс Кабинет физики МОУ СОШ с. Вязовка Учитель физики Харитонов Г.В. Graphics
Молнии
Сложные процессы трения, ударов, расщепления капелек или ледяных кристалликов на части приводят к образованию в облаках электрических зарядов. При этом положительно заряженные капельки обычно относятся воздушным потоком в верхнюю часть облака. Превращаясь в ледяные кристаллики, они образуют шапку грозового облака.
Природа шаровой молнии
Научные 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.
Явление молнии в природе
ОЛНИЯ. Молния представляет большой интерес не только как своеобразное явление природы. Она дает возможность наблюдать электрический разряд в газовой среде при напряжении в несколько сотен миллионов вольт и расстоянии между электродами в несколько километров.
Электрические явления в природе: молния
Физические 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.
Молния и статическое электричество
Природа 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.
Легенда о ягуарах
Ягуар - один из самых распространенных символов древних индейцев, ягуар - их прапрародич и родственник, которому были посвящены многочисленные изображения и статуи.
Дневник технологической практики в ателье
Приложение № 1 Дневник технологической практики студента гр. № _____ППИ Ф.И.О. Руководитель практики Дата Краткое описание выполненных работ, наблюдения и предложения
Сочинения на свободную тему - Майская гроза 1
Случалось ли вам когда нибудь попасть под первый весенний дождь. Оказаться в поле в разгар грозы. Слышать близкие раскаты грома и видеть сверкающие молнии в грозовом небе Эти впечатления остаются надолго пугающие и захватывающие одновременно очаровыв.
тема: Шаровая молния
Поведение шаровой молнии является совершенно непредсказуемым. Абсолютно невозможно предсказать направление, в котором в следующее мгновение переместится светящийся шар и чем завершится его появление (взрывом или простым исчезновением)
Молекулярная физика
Постоянная Авогадро, Броуновское движение, идеальный газ, температура и ее измерение.
Физика элементарных частиц
Можно предложить другую модель строения атома и элементарных частиц, которая имеет значительно меньше недостатков и условностей, кроме того, она не использует элементы, которые экспериментально не подтверждены.
Все формулы по математике в школе
Формулы сокр. умножения и разложения на множители : (a±b)?=a?±2ab+b? (a±b)?=a?±3a?b+3ab?±b? a?-b?=(a+b)(a-b) a?±b?=(a±b)(a?∓ab+b?), (a+b)?=a?+b?+3ab(a+b)
Шпаргалка по математике
Формулы сокр. умножения и разложения на множители : (ab)=a2ab+b (ab)=a3ab+3abb a-b=(a+b)(a-b) ab=(ab)(a∓ab+b), (a+b)=a+b+3ab(a+b) (a-b)=a-b-3ab(a-b)
Тела вращения
Цилиндр. Конус. Шар. Пирамида. Правильная пирамида. Многогранники. Призма.
Физическая модель шаровой молнии
На протяжении столетий многие исследователи во всем мире пытались раскрыть секрет шаровой молнии (далее ШМ), однако природа ее пока все еще остается тайной за семью печатями.
Шаровая молния
Шаровая молния (ШМ) существует без подвода энергии извне, т.е. энергия необходима только в начальный момент. После образования (например, в результате электрического разряда) ШМ существует без поглощения дополнительной энергии.
Условия образования шаровой молнии
Появление шаровой молнии, как правило, связано с грозовой деятельностью протекающей в атмосфере, поэтому прежде чем пытаться понять ее внутреннее строение, необходимо представить те внешние условия, в которых происходит ее образование.
Шаровая молния
В статье рассматривается модели шаровых молний, рассмотренные в книге Дж. Барри "Шаровая молния и четочная молния", с комментариями авторов на основе ими разработанной модели.
Смерть Ермака
Автор: Рылеев К.Ф. Ревела буря, дождь шумел, Во мраке молнии летали, Бесперерывно гром гремел, И ветры в дебрях бушевали... Ко славе страстию дыша, В стране суровой и угрюмой,
Адам Езерский
План Введение 1 Карьера 2 Личная жизнь 3 Фильмография Список литературы Введение А́дам Езе́рский (польск. Adam Jezierski, р. 11 июля 1990) — испанский актёр польского происхождения. Больше всего известен своей ролью Горки Мартинеса в сериале «Физика или химия» телеканала Antena 3.
Шаровая молния 2
Уральский Государственный Университет им. А.М.Горького Реферат по концепции естествознания «Прикладная информатика в экономике» Тема: «Шаровая молния»
Естествознание - фундаментальная наука
Ознакомление с содержанием, целью (поиск путей практического использования природных ресурсов), предметом и объектом исследования (различные виды материи), историей развития и современными концепциями естествознания как совокупности наук о природе.
Вавилов Сергей Иванович
Оптика — наука о свете — заинтересовала Сергея Ивановича Вавилова, когда он был еще студентом Московского университета. Особенно увлекли С. И. Вавилова опыты русского физика П. Н. Лебедева, когда было обнаружено давление света на тело.