Автор: Пользователь скрыл имя, 24 Февраля 2013 в 18:39, реферат
Уже из самого названия следует, что эта молния имеет форму шара. Но ее форма всего лишь близка к шару; молния может вытягиваться, принимая форму эллипсоида или груши, ее поверхность может колыхаться.
Шаровая молния светится - иногда тускло, а иногда достаточно ярко. Яркость света шаровой молнии сравнивают с яркостью света 100-ваттной лампочки. Чаще всего (в 60% случаев) шаровая молния имеет желтый, оранжевый или красный цвет.
1. Как выглядит шаровая молния.
Уже из самого названия следует, что эта молния имеет форму шара. Но ее форма всего лишь близка к шару; молния может вытягиваться, принимая форму эллипсоида или груши, ее поверхность может колыхаться.
Шаровая молния светится - иногда тускло, а иногда достаточно ярко. Яркость света шаровой молнии сравнивают с яркостью света 100-ваттной лампочки. Чаще всего (в 60% случаев) шаровая молния имеет желтый, оранжевый или красный цвет. В 20% случаев - это белый шар, в 20% - синий. Иногда цвет молнии изменяется в процессе наблюдения. Перед угасанием молнии внутри нее могут возникать темные области в виде пятен, каналов, нитей.
Как правило, шаровая молния имеет достаточно четкую поверхность, отграничивающую вещество молнии от окружающей ее воздушной среды. Это типичная граница раздела двух разных фаз. Наличие такой границы говорит о том, что вещество молнии находится в особом фазовом состоянии. В отдельных случаях на поверхности молнии начинают плясать язычки пламени, из нее выбрасываются снопы искр.
Диаметр шаровых молний находится в диапазоне от долей сантиметра до нескольких метров. Чаще всего встречаются молнии диаметром 15…30 см.
Обычно шаровая молния движется бесшумно. Но может издавать шипение или жужжание - особенно когда она искрит.
2. Поведение шаровой молнии
Шаровая молния может двигаться по различной траектории. Вместе с тем в ее движении обнаруживаются определенные закономерности:
Когда молния плавает над поверхностью земли (обычно на высоте метра или несколько больше), она напоминает тело, находящееся в состоянии невесомости. По-видимому, вещество молнии имеет почти такую же плотность, что и воздух. Точнее, молния немного тяжелее воздуха – потому что она, в конечном счете, всегда стремиться опуститься вниз. Разницу между силой тяжести и выталкивающей силой компенсируют конвекционные воздушные потоки, а так же сила, с какой действует на молнию атмосферное электрическое поле.
Во время грозы земля и объекты на ней заряжаются положительно, значит, шаровая молния, обходящая объекты и копирующая рельеф, также заряжена положительно. Если, однако, встречается предмет, заряженный отрицательно, молния притянется к нему и скорее всего взорвется. С течением времени заряд в молнии может измениться, и тогда меняется характер ее движения. Одним словом, шаровая молния очень чутко реагирует на электрическое поле вблизи поверхности земли, на заряд, имеющийся на объектах, которые оказываются на ее пути. Так, молния стремиться переместиться в те области пространства, где напряженность поля меньше; этим можно объяснить частое появление шаровых молний внутри помещений.
Вызывает удивление способность шаровой молнии проникать в помещение сквозь щели и отверстия, размеры которых намного меньше размеров самой молнии. Проходя сквозь малое отверстие, молния очень сильно деформируется. Еще более удивительна способность молнии после прохождения сквозь отверстие восстанавливать свою шаровую форму.
Скорость движения шаровой молнии невелика. За ней нетрудно следить. Внутри помещений молния может на некоторое время даже останавливаться, зависая над полом.
Живет шаровая молния примерно от 10 секунд до 1 минуты. Меньше живут очень маленькие молнии (диаметром порядка сантиметра и меньше) и очень большие (диаметром около метра и больше). Наиболее долго живут молнии диаметром 10 - 40 см. Существуют три разных способа прекращения существования молнии:
Маленькие молнии обычно угасают; большие чаще всего распадаются на части.
3. Энергия шаровой молнии
Энергия шаровой молнии принимает значения от нескольких килоджоулей до нескольких сотен килоджоулей.
В принципе, конечно, она опасна. Вообще же встречи с естественной шаровой молнией, как правило, заканчиваются без трагических последствий. Она может оплавить небольшой участок металла, согнуть не слишком толстую трубу, расщепить бревно.
Чаще всего шаровая молния обходит человека стороной. Многих наблюдателей удивляет тот факт, что даже на близком расстоянии они не ощущали тепла от молнии. В отдельных случаях даже прямое прикосновение молнии не причиняло никакого вреда; в других случаях такое прикосновение давало ожоги, но не смертельные. Следовательно, температура на поверхности молнии невысока. Внутри шаровой молнии температура выше, чем на ее поверхности, однако, вряд ли она превышает 300…400 ˚С.
5. Когда возникает шаровая молния?
В большинстве случаев (более 90%) шаровая молния возникает в период грозовой активности, когда наблюдаются обычные молнии и когда напряженность атмосферного поля особенно велика. Но есть отдельные сообщения о появлении шаровой молнии в ясную погоду.
Вопрос о том, как возникает шаровая молния, является, пожалуй, наиболее сложным и неясным. К сожалению, не так уж много людей оказались свидетелями ее возникновения. В большинстве своем наблюдатели утверждают, что шаровая молния возникла либо сразу после разряда, либо перед разрядом обычной молнии, что бывает реже.
Как именно рождается шаровая молния при разряде обычной молнии? На этот счет ничего определенного сказать пока нельзя. Имеются лишь разные предположения. Можно предположить, что шаровая молния возникает
Понятно, что во всех этих случаях шаровая молния образуется за счет энергии разряда обычной молнии.
6.Физическая природа шаровой молнии
В настоящее время мы не имеем каких-либо веских доводов считать, что в основе всех "шаровых молний" лежит общий физический механизм.
Все гипотезы, касающиеся физической природы шаровой молнии, можно разделить на две группы.
Поэтому сосредоточим внимание на гипотезе, согласно которой шаровая молния состоит из положительных и отрицательных ионов. Ионы образуются за счет энергии разряда линейной молнии. Затраченная на их образование энергия как раз и определяет запас энергии шаровой молнии. Она высвобождается при рекомбинации ионов. Благодаря электростатическим (кулоновским) силам, действующим между ионами, объем, заполненный ионами, будет обладать поверхностным натяжением, что и определяет устойчивую шаровидную форму молнии.
7.Попытки лабораторного воспроизведения
Нет ни одного случая искусственного получения шаровой молнии подобной природной в лабораторных условиях.
Прежде всего, поскольку
в появлении шаровых молний прослеживается
явная связь с другими
Исследователи могли получать кратковременные газовые разряды сферической формы, жившие максимум несколько секунд. Однако остаётся открытым вопрос о связи этих разрядов с той шаровой молнией, которая встречается в природе.
8. Интересный факт
На Земле одновременно существуют от 100 до 1000 шаровых молний, но вероятность увидеть шаровую молнию хотя бы раз в жизни составляет всего 0,01%.
1 . As the fireball looks.
Already from the name follows that this lightning has a sphere form. But its form is only close to a sphere; the lightning can be extended, taking the form of an ellipsoid or a pear, its surface can wave.
The fireball is shone - sometimes dimly, and is sometimes rather bright. Brightness of light of a fireball compare to brightness of light of a 100-watt bulb. Most often (in 60% of cases) the fireball has yellow, orange or red color. In 20% of cases is a white sphere, in 20% - blue, . Sometimes color of a lightning changes in the course of supervision. Before lightning fading in it there can be dark areas in the form of spots, channels, threads.
As a rule, the fireball has rather accurate surface delimiting substance of a lightning from the air environment surrounding it. It is typical limit of the section of two different phases. Existence of such border says that the substance of a lightning is in a special phase condition. In some cases on a surface of a lightning flame uvulas start dancing, sheaves of sparks jump out of it.
Diameter of fireballs is in range from centimeter shares to several meters. Most often lightnings with a diameter of 15 … 30 cm meet.
Usually the fireball moves silently. But can publish hissing or hum - especially when it sparks.
2 . Behavior of a fireball
The fireball can move on a various trajectory. At the same time in its movement certain regularities are found:
1 . Having arisen somewhere above, in clouds, it falls closer to an earth surface.
2 . Having appeared at an earth surface, it moves further almost horizontally, usually repeating a land relief.
3 . The lightning, as a rule, bypasses objects carrying out current and, in particular, people.
4 . The lightning finds obvious "desire" to get in rooms.
When the lightning floats over an earth surface (usually at height of meter or slightly more), it reminds a body being in a state of weightlessness. Apparently, the substance of a lightning has almost same density, as air. More precisely, the lightning is a little heavier than air – because it, finally, always to seek to fall down. The difference between the gravity and the pushing-out force is compensated by convection air streams, and as force with what atmospheric electric field affects a lightning.
During a thunder-storm the earth and objects on it are loaded positively, so the fireball bypassing objects and copying a relief, is also loaded positively. If, however, the subject which has been loaded negatively meets, the lightning will be attracted to it and most likely will blow up. Eventually the charge in a lightning can change, and then nature of its movement changes. In a word, the fireball very sensitively reacts to electric field near an earth surface, to a charge which is available on objects which appear on its way. So, the lightning to seek to move to those areas of space where intensity weeding less; these can explain frequent emergence of fireballs in rooms.
Ability of a fireball to get into the room through cracks and the openings which sizes there are less than sizes of the lightning is surprising. Passing through a small opening, the lightning is very strongly deformed. Ability of a lightning after passing through an opening is even more surprising to restore the spherical form.
Speed of movement of a fireball is insignificant. It is easy to watch it. In rooms the lightning can even stop for sometime, hanging over a floor.
There lives a fireball approximately from 10 seconds to 1 minute. There live very small lightnings (with a diameter about a centimeter and less) and very big (with a diameter about a meter and more) less. Most long there live lightnings with a diameter of 10 - 40 cm. There are three different ways of the termination of existence of a lightning:
1. Most often (in 55% of cases) the lightning blows up.
2. In 30% of cases the lightning quietly dies away.
3. In 15% of cases it breaks up to parts.
Small lightnings usually die away; big most often break up to parts.
3 . Energy of a fireball
Energy of a fireball accepts values from several kilojoules to several hundred kilojoules.
4 . Whether the fireball is dangerous?
In principle, of course, it is dangerous. In general meetings with a natural fireball, as a rule, come to an end without tragic consequences. It can melt off a small site of metal, bend not too thick pipe, split a log.
Most often the fireball avoids the person. Many observers are surprised by that fact, what even at a short distance they didn't feel heat from a lightning. In some cases even the direct touch of a lightning didn't do any harm; in other cases such touch gave burns, but not the deadly. Therefore, temperature on a surface of a lightning is low. In a fireball temperature is higher, than on its surface, however, hardly it exceeds 300 … 400 ˚С.
5 . When there is a fireball?
In most cases (more than 90%) the fireball arises in the period of storm activity when usual lightnings are observed and when intensity of an atmospheric field is especially great. But there are separate messages on emergence of a fireball in a clear weather.
The question of how there is a fireball, is, perhaps, the most difficult and not clear. Unfortunately, not much people appeared witnesses of its emergence. In the majority observers claim that the fireball arose either right after the category, or before the category of a usual lightning that happens more rare.
How the fireball is born at the category of a usual lightning? In this respect anything certain to tell while it is impossible. There are only different assumptions. It is possible to assume that the fireball arises
1. from the earth or water in that place which was just struck with a usual lightning.
2. at an electric discharge between clouds.
It is clear that in all these cases the fireball is formed due to energy of the category of a usual lightning.
6 . Physical nature of a fireball
Now we have no weighty arguments to consider that at the heart of all "fireballs" the general physical mechanism lies.
All hypotheses concerning the physical nature of a fireball, it is possible to divide into two groups.
§ hypotheses according to which the fireball continuously receives energy from the outside.
§ hypotheses according to which the fireball after the emergence becomes independently existing object.
7 . Attempts of laboratory reproduction
There is no case of artificial receiving a fireball similar natural in vitro.
First of all, as in emergence of fireballs obvious communication with other manifestations of atmospheric electricity (for example, a usual lightning) is traced, the majority of experiences was carried out according to the following scheme: the gas category was created, and then conditions when the being shone category could exist in the form of a spherical body were looked for.
Researchers could receive the short-term gas categories of a spherical form living at most some seconds. However there is open a question of communication of these categories with that fireball which meets in the nature.
8 . Interesting fact
On Earth at the same time exist from 100 to 1000 fireballs, but the probability to see a fireball at least time in life makes only 0,01 percent.