ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДЫ ШАРОВОЙ МОЛНИИ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДЫ ШАРОВОЙ МОЛНИИ

Граблина Полина, студентка

БГОУ СПО «Гуманитарный колледж» г.о. Тольятти, 2 курс

Научный руководитель – Джусоева Ольга Владимировна,

заместитель директора по УВР

Шаровая молния - редкое явление. За весь прошлый век в России известны достоверные случаи ее наблюдения около 800 раз. Вероятность встречи с ней составляет 0,01%. Шаровые молнии – неразгаданная тайна даже на современном уровне развития науки. По свидетельствам очевидцев удалось установить, что время жизни шаровой молнии в среднем составляет 1 - 10с, а размеры колеблются в пределах 1 - 100см. Чаще всего цвет молнии - белый, но есть сообщения о молниях желтого, оранжевого, синего и даже зеленого цвета. При движении часто издает негромкое потрескивание или шипение. Световой поток от шаровой молнии сравним с тем, который испускает электрическая лампа, но при этом она почти не излучает тепло. Человек видит «раскаленный» шар и чувствует тепло, которого на самом деле нет. Часто шаровая молния проходит на расстоянии 10-20см от незащищенных одеждой частей тела, не вызывая никаких последствий. Однако при прямом контакте с объектом повреждения возможны: случалось, шар вылетал в окно и прожигал при этом занавеску или оплавлял металлические предметы, что говорит о возможности выделения значительной энергии, а не о высокой температуре вещества самой молнии. Существует множество гипотез о природе происхождения шаровой молнии. Например, гипотеза П.Л. Капицы: между облаками и землёй возникает стоячая электромагнитная волна, когда она достигает критической амплитуды, возникает пробой воздуха и образуется газовый разряд. В этом случае шаровая молния оказывается «нанизана» на силовые линии стоячей волны и будет двигаться вдоль проводящих поверхностей. Хотя выдвинутая гипотеза успешно разрешает ряд основных трудностей понимания процесса шаровой молнии, все же вопрос до конца не решен, ведь нужно показать существование в природе электромагнитных колебаний, питающих шаровую молнию. Принципиально другую гипотезу предлагает Б.М. Смирнов: ядро шаровой молнии - это переплетённая ячеистая структура, обеспечивающая прочный каркас из нитей плазмы при малой массе. Энергетический запас шаровой молнии скрывается в огромной поверхностной энергии микропористой структуры. Термодинамические расчеты на основе предложенной модели, в общем, не противоречат описанным очевидцами данным. По мнению профессора Самарского аэрокосмического университета, шаровая молния представляет собой сгусток низкотемпературной радиоактивной плазмы, возникающий в процессе β-распада ядер радиоактивного фосфора в связанное состояние. Алеманов С.Б. объясняет явление с точки зрения электродинамики - шаровая молния - замкнутый переменный электрический ток смещения. Но единственное подтверждение того, что шаровая молния, возможно, имеет электрический заряд - она притягивается и портит все электроприборы, плавит провода. Д. Тернер объясняет природу шаровых молний термохимическими эффектами, протекающими в насыщенном водяном паре при наличии достаточно сильного электрического поля. Д. Абрахамсон и Д. Диннис выяснили, что при ударе молнии в почву, содержащую силикаты и органический углерод, образуется клубок волокон кремния и карбида кремния, которые постепенно окисляются и начинают светиться. При этом рождается медленно тающий «огненный» шар, разогретый до 1200-1400°С. Но эта теория не подтверждает все случаи возникновения молний. Шаровая молния несет большую энергию около 105 Джоулей. Учитывая незначительную массу и размеры, она весьма внушительна. Если бы такая энергия расходовалась только на световое излучение, она могла бы светиться несколько часов. При взрыве шаровой молнии может развиться мощность в миллион киловатт, так как взрыв этот протекает очень быстро. М. Юман и О. Финкельштейн утверждают, что шаровая молния - светящаяся часть канала, связывающего облако с землей, по которому течет большой ток. Молния - единственный видимый участок невидимой линейной молнии. Общая трудность теории в том, что она предполагает существование в течение длительного времени потоков энергии очень высокой плотности, поэтому согласно данной гипотезе вероятность существования шаровой молнии чрезвычайно мала. Кроме того, теория не объясняет форму молнии и ее наблюдаемые размеры - диаметр канала молнии обычно составляет около 3-5 см, а шаровые молнии встречаются и метрового диаметра. Как видно из идеи Д. Эшби и К. Уайтхеда, шаровая молния образуется при аннигиляции пылинок антивещества, попадающих в плотные слои атмосферы из космоса, а затем увлекаемых разрядом линейной молнии на землю. Эту теорию невозможно объяснить теоретически, пока ни одной частицы антивещества обнаружено не было. Китайские ученые под руководством профессора Цен Цзянь Юна совершенно случайно во время грозы в Тибете стали очевидцами молнии. Она ударила в землю. Образовался светящийся шар диаметром около 5м, который пролетел 15м и через 1,6с бесследно исчез, при этом он постоянно менял цвет. Спектрометр зафиксировал химический состав основных элементов шаровой молнии: кремний, железо и кальций, которые распространены в почве. Китайские физики подтвердили гипотезу Д. Абрахамсона, но не получили убедительных данных, что шаровая молния родилась именно от удара линейной молнии в почву. Все объясняется, если предположить, что на самом деле обычная молния ударила в ЛЭП и породила известный нам из курса физики дуговой разряд, который и двигался вдоль линии электропередач.

Таким образом, ситуация с шаровой молнией на протяжении многих лет кардинально не меняется. Ни одна из существующих ныне теорий не является общепризнанной. В научных лабораториях удается получить кратковременные и очень маленькие образования, но ни одно из них не совпадает с тем, что описывают очевидцы. А ведь именно их свидетельства являются единственным аргументом существования явления. О шаровой молнии можно рассказать немало удивительных историй, но это не приблизит нас к постижению ее природы. Каждый из исследователей по-своему объясняет природу существования шаровой молнии. Но какая из гипотез одержит победу? Это можно будет выяснить только тогда, когда ученые научатся создавать настоящую шаровую молнию в лабораторных условиях.