Извештај за топката молња. Топчестата молња е нерешена мистерија на природата. Боја на молња на топката
Првото писмено спомнување на мистериозни и мистериозни огнени топки може да се најде во летописите од 106 п.н.е. п.н.е.: „Над Рим се појавија огромни огнени птици кои носеа вжештени јаглени во клуновите, кои, паѓајќи надолу, изгореа куќи. Градот гореше...“ Исто така, повеќе од еден опис на топчести молњи беа откриени во Португалија и Франција во средниот век, чиј феномен ги поттикна алхемичарите да трошат време барајќи можности да доминираат над огнените духови.
Топчестата молња се смета за посебен вид молња, која е светлечка огнена топка која лебди низ воздухот (понекогаш во облик на печурка, капка или круша). Неговата големина обично се движи од 10 до 20 см, а самиот доаѓа во сини, портокалови или бели тонови (иако често можете да видите други бои, дури и црни), бојата е хетерогена и често се менува. Луѓето кои виделе како изгледа топката молња велат дека внатре се состои од мали, неподвижни делови.
Што се однесува до температурата на плазма топката, таа сè уште не е одредена: иако, според пресметките на научниците, таа треба да се движи од 100 до 1000 степени Целзиусови, луѓето кои се нашле во близина на огнената топка не ја почувствувале топлината од неа. Ако неочекувано експлодира (иако тоа не се случува секогаш), целата течност во близина испарува, а стаклото и металот се топат.
Евидентиран е случај кога плазма топка, еднаш во куќа, паднала во буре во кое имало шеснаесет литри свежо донесена бунарска вода. Меѓутоа, не експлодирала, туку ја зоврила водата и исчезнала. Откако водата завршила со вриење, била топла дваесет минути.
Огнената топка може да постои доста долго, а при движење може наеднаш да го промени правецот, па дури може да виси во воздух неколку минути, по што нагло се оддалечува на страна со брзина од 8 до 10 m/ с.
Топчестата молња се јавува главно за време на невреме со грмотевици, но забележани се и повторени случаи на нејзино појавување во сончево време. Обично се појавува во една копија (барем модерната наука не снимила ништо друго), а често и на најнеочекуван начин: може да се спушти од облаците, да се појави во воздухот или да исплива од зад столб или дрво. Не и е тешко да навлезе во затворен простор: познати се случаи на појавување од штекери, телевизори, па дури и во пилотските кабини.
Евидентирани се многу случаи на постојана појава на топчести молњи на истото место. Значи, во еден мал град во близина на Псков постои Ѓаволска Глејд, каде молњата од црна топка периодично скока од земјата (почна да се појавува овде по падот на метеоритот Тунгуска). Неговото постојано појавување на истото место им даде можност на научниците да се обидат да го снимат овој изглед користејќи сензори, но безуспешно: сите тие беа стопени додека топката молња се движеше низ чистината.
Тајните на топката молња
Долго време, научниците дури и не го признаа постоењето на таков феномен како топчести молњи: информациите за неговиот изглед се припишуваа главно или на оптичка илузија или на халуцинации кои влијаат на мрежницата на окото по блесок на обична молња. Покрај тоа, доказите за тоа како изгледа топката молња беа во голема мера неконзистентни, а за време на нејзината репродукција во лабораториски услови беше можно да се добијат само краткорочни феномени.
Сè се промени по почетокот на 19 век. физичарот Франсоа Араго објави извештај со собрани и систематизирани извештаи на очевидци за феноменот на топката молња. Иако овие податоци успеаја да убедат многу научници за постоењето на овој неверојатен феномен, скептиците сепак останаа. Покрај тоа, мистериите на топката молња не се намалуваат со текот на времето, туку само се множат.
Како прво, природата на изгледот на неверојатната топка е нејасна, бидејќи се појавува не само во бура, туку и во чист, убав ден.
Составот на супстанцијата е исто така нејасен, што ѝ овозможува да навлезе не само низ отворите на вратите и прозорците, туку и низ ситни пукнатини, а потоа повторно да ја добие својата првобитна форма без да си наштети (физичарите во моментов не можат да го решат овој феномен).
Некои научници, проучувајќи го феноменот, ја изнесоа претпоставката дека топката молња е всушност гас, но во овој случај, плазма топката, под влијание на внатрешната топлина, би морала да лета нагоре како балон со топол воздух.
И природата на самата радијација е нејасна: од каде доаѓа - само од површината на молњата или од целиот нејзин волумен. Исто така, физичарите не можат а да не се соочат со прашањето каде исчезнува енергијата, што има внатре во топката молњите: ако таа само отиде во зрачење, топката нема да исчезне за неколку минути, туку ќе светне неколку часа.
И покрај огромниот број теории, физичарите сè уште не можат да дадат научно издржано објаснување за овој феномен. Но, постојат две спротивставени верзии кои се здобија со популарност во научните кругови.
Хипотеза бр.1
Доминик Араго не само што ги систематизирал податоците за плазма топката, туку се обидел да ја објасни и мистеријата на топката молња. Според неговата верзија, топчестата молња е специфична интеракција на азот со кислород, при што се ослободува енергија што создава молња.
Друг физичар Френкел ја дополнил оваа верзија со теоријата дека плазма топката е сферичен вител, кој се состои од честички прашина со активни гасови кои станале такви поради добиеното електрично празнење. Поради оваа причина, вител-топката може да постои доста долго време. Неговата верзија е поддржана од фактот дека плазма топката обично се појавува во правлив воздух по електрично празнење, а зад себе остава мал чад со специфичен мирис.
Така, оваа верзија сугерира дека целата енергија на плазма топката е внатре во неа, поради што топката молња може да се смета за уред за складирање енергија.
Хипотеза бр.2
Академик Пјотр Капица не се согласи со ова мислење, бидејќи тврдеше дека за континуиран сјај на молњите е потребна дополнителна енергија што ќе ја нахрани топката однадвор. Тој изнесе верзија дека феноменот на топчести молњи е поттикнат од радио бранови со должина од 35 до 70 см, кои произлегуваат од електромагнетните осцилации што се јавуваат помеѓу громовите облаци и земјината кора.
Тој ја објасни експлозијата на топката молња со неочекувано запирање во снабдувањето со енергија, на пример, промена на фреквенцијата на електромагнетни осцилации, како резултат на што редок воздух „се урива“.
Иако неговата верзија им се допадна на многумина, природата на топката молња не одговара на верзијата. Во моментов, современата опрема никогаш не снимила радио бранови со саканата бранова должина, кои би се појавиле како резултат на атмосферски празнења. Покрај тоа, водата е речиси непремостлива пречка за радио брановите и затоа плазма топката не би можела да ја загрее водата, како во случајот со бурето, а уште помалку да ја зоврива.
Хипотезата, исто така, фрла сомнеж во размерите на експлозијата на плазма топката: таа не само што е способна да топи или крши издржливи и силни предмети на парчиња, туку и да крши дебели трупци, а неговиот ударен бран може да преврти трактор. Во исто време, обичниот „колапс“ на редок воздух не е способен да ги изврши сите овие трикови, а неговиот ефект е сличен на пукање на балон.
Што да направите ако наидете на молња со топка
Без оглед на причината за појавата на неверојатна плазма топка, мора да се има на ум дека судирот со неа е крајно опасен, бидејќи ако топката полна со електрична енергија допре живо суштество, може да убие, а ако експлодира, ќе уништи сè наоколу.
Кога ќе видите огнена топка дома или на улица, главната работа е да не паничите, да не правите нагли движења и да не трчате: топката молња е исклучително чувствителна на какви било воздушни турбуленции и може добро да ја следи.
Треба полека и мирно да се оттргнете од патот на топката, обидувајќи се да останете што подалеку од неа, но во никој случај не го вртете грбот. Ако топката молња е во затворен простор, треба да отидете до прозорецот и да го отворите прозорецот: следејќи го движењето на воздухот, молњата најверојатно ќе излета надвор.
Исто така, строго е забрането да се фрла нешто во плазма топката: тоа може да доведе до експлозија, а потоа повредите, изгорениците, а во некои случаи дури и срцев удар се неизбежни. Доколку се случи некое лице да не може да се оддалечи од траекторијата на топката, а таа го погоди, предизвикувајќи губење на свеста, жртвата треба да се премести во проветрена просторија, да се завитка топло, да се даде вештачко дишење и, се разбира, веднаш повикајте брза помош.
Топчести молња -необичен природен феномен кој е светло згрутчување на електрична струја. Речиси е невозможно да се најде во природата, дури и некои научници тврдат дека тоа е невозможно.
Како настанува топката молња?
Повеќето експерти велат дека топката молња се појавува по удар на обична молња. Нивната големина може да биде голема како обична праска и до големина на фудбалска топка. Бојата на топката молња може да биде портокалова, жолта, црвена или светло бела. Со секое приближување на топката, можете да слушнете страшно зуење и шушкање.
Животот на топката молња може да достигне неколку минути. Постои една теорија која вели дека топката молња е реплика на мал громоблак.Можеби ситни дамки прашина постојано постојат во воздухот, а молњите, пак, им даваат електрично полнење на точките прашина во одредена област на воздухот. Некои честички прашина се наелектризираат негативно, додека други се наполнети позитивно. Потоа милиони мали громови поврзуваат различно наелектризирани честички од прашина, а потоа во воздухот се создава блескава тркалезна топка.
- Топчестата молња е прилично редок природен феномен.
- Во моментов е невозможно да се каже точно како настанува молњата на топката. Постојат стотици теории кои го објаснуваат неговиот изглед, но ниту една од нив не е докажана.
- Во 1638 година, за прв пат беше документирана појавата на топчести молњи. Во тоа време таа влетала во црквата при невреме со грмотевици.
- Топчестата молња лесно може да го стопи прозорското стакло.
- Најчесто топката молња влегува во стан преку врати и прозорци.
- Брзината на движење на овој природен феномен може да достигне и до 10 метри во секунда.
- Се претпоставува дека температурата во центарот на топката е илјадници степени.
Како се формира топката молња и како да се однесуваме е важно секој човек да знае, бидејќи никој не е безбеден од средба со неа. Научниците веруваат дека топката молња е посебен вид молња. Се движи низ воздухот во форма на прозрачна огнена топка (може да изгледа и како печурка, капка или круша). Големината на топката молња е приближно 10-20 см. Оние кои ја виделе одблизу велат дека во внатрешноста на топката молња се гледаат мали неподвижни делови.
Топчестата молња може лесно да навлезе во затворени простори: се појавува од штекер, од телевизор или може да се појави во пилотската кабина. Познати се случаите кога топката молња се појавува на истото место, летајќи надвор од земјата.
Топчестата молња останува мистериозен феномен за научниците
Долго време, научниците дури и не го препознаа фактот дека постои топчести молњи. И кога се појавија информации дека некој ја видел, сè беше припишано на оптичка илузија или халуцинации. Сепак, извештајот на физичарот Франсоа Араго промени сè. Научникот систематизирал и објавил извештаи на очевидци за таков феномен како топчести молњи.
Оттогаш, многу научници го препознаа постоењето на феноменот на топчести молњи во природата, но тоа не го намали бројот на мистерии, напротив, тие само со текот на времето стануваат се побројни.
Сè за топката молња е нејасно: како се појавува оваа неверојатна топка - се појавува не само за време на грмотевици, туку и во чист, убав ден. Не е јасно од што се состои - од каква супстанца може да навлезе низ мала пукнатина и потоа повторно да стане кружна. Физичарите во моментов не можат да одговорат на сите овие прашања.
Денес постојат многу теории во врска со топката молња, но никој сè уште не успеал да го потврди феноменот од научна гледна точка. Во научните кругови постојат две спротивставени верзии кои се популарни денес.
Топчести молњи и неговото формирање во согласност со хипотезата бр.1
Доминик Араго успеа не само да ги систематизира сите собрани информации во врска со плазма топката, туку и да даде објаснувања за мистеријата на овој објект. Верзијата на научникот е дека топчестата молња се формира поради специфична интеракција помеѓу азот и кислород. Процесот е придружен со ослободување на енергија, што предизвикува формирање на молња.
Според друг физичар, Френкел, оваа верзија сепак може да биде додадена од друга теорија. Тоа вклучува формирање на плазма топка од сферичен вител, чиј состав е честички од прашина и активни гасови создадени од електрично празнење. Ова предизвикува постоење на топчест вител долго време.
Оваа верзија е потврдена со фактот дека појавата на плазма топка се јавува по електрично празнење токму таму каде што воздухот е прав, а кога топката молња ќе исчезне, по неа останува одредена магла и специфичен мирис. Од оваа хипотеза можеме да заклучиме дека целата енергија на топчестата молња се наоѓа во него, што значи дека оваа супстанца е уред за складирање на енергија.
Топчести молњи и неговото формирање во согласност со хипотезата бр.2
Според Капица, топчестите молњи се поттикнати од радио бранови, чија должина може да биде 35-70 см Причината за нивното појавување е поврзана со електромагнетни осцилации - резултат на интеракцијата на громовите облаци и земјината кора.
Академик сугерираше дека топката молња експлодира во моментот кога снабдувањето со енергија наеднаш престанува. Ова може да се појави како промена на фреквенцијата на електромагнетниот бран. Се јавува таканаречениот процес на „колапс“.
Имаше поддржувачи на втората хипотеза, но по својата природа, топката молња ја побива. До денес, со помош на современа опрема, радио брановите што ги споменува Капица не се откриени по испуштањата во атмосферата.
Обемот на настанот за време на експлозија на топка гром, исто така, е во спротивност со втората хипотеза: високо издржливи предмети се топат или се кршат на парчиња, трупци со огромна дебелина се кршат и трактор еднаш бил превртен од ударниот бран.
Топчестата молња бара посебно однесување од оние што ќе наидат на него
Ако имате можност да наидете на топчести молњи, нема потреба од паника, а камоли да брзате. Мора да се однесуваш кон неа како лудо куче. Без нагли движења или трчање, бидејќи со најмала турбуленција во воздухот, молњите може да се насочат кон ова место.
Однесувањето на една личност треба да биде лежерно и мирно. Треба да се трудите да останете што подалеку од молњите, но не треба да му го вртите грбот. Ако плазма топката се наоѓа во затворен простор, препорачливо е да стигнете до прозорецот и да го отворите прозорецот. Топката може да подлегне на движењето на воздухот и да заврши на улица.
Не можете да фрлите ништо на плазма топката, бидејќи ова е полн со експлозија, што неизбежно ќе доведе до големи проблеми поврзани со повреди и изгореници. Понекогаш срцето на луѓето дури и застанува.
Доколку се најдете покрај лице кое нема среќа и го удри гром, поради што ја губи свеста, треба да му се укаже прва помош и да повика брза помош. Жртвата треба да се премести во проветрено место и да се завитка топло. Покрај тоа, лицето треба да се подложи на вештачко дишење.
Како што често се случува, систематското проучување на топчестите молњи започна со негирање на нивното постоење: на почетокот на 19 век, сите расфрлани набљудувања познати до тоа време беа препознаени или како мистицизам или, во најдобар случај, како оптичка илузија.
Но, веќе во 1838 година, прегледот составен од познатиот астроном и физичар Доминик Франсоа Араго беше објавен во Годишникот на Француското биро за географски должини.
Последователно, тој стана иницијатор на експериментите на Физо и Фуко за мерење на брзината на светлината, како и работата што го доведе Ле Верие до откривањето на Нептун.
Врз основа на тогаш познатите описи на топчести молњи, Араго заклучил дека многу од овие набљудувања не може да се сметаат за илузија.
Во текот на 137 години што поминаа од објавувањето на прегледот на Араго, се појавија нови извештаи и фотографии на очевидци. Беа создадени десетици теории, екстравагантни и генијални, кои објаснија некои од познатите својства на топката молња, и оние кои не издржаа на елементарната критика.
Фарадеј, Келвин, Арениус, советските физичари Ја. И. Френкел и П. Л. Капица, многу познати хемичари и конечно, специјалисти од Американската национална комисија за астронаутика и аеронаутика НАСА се обидоа да го истражат и објаснат овој интересен и застрашувачки феномен. А топката молња и понатаму останува во голема мера мистерија до ден-денес.
Веројатно е тешко да се најде феномен за кој информациите би биле толку контрадикторни. Постојат две главни причини: овој феномен е многу редок, а многу набљудувања се вршат на крајно неквалификуван начин.
Доволно е да се каже дека големите метеори, па дури и птиците беа помешани со топчести молњи, прашина од скапани, светлечки во темнината трупците залепени за нивните крилја. А сепак, има околу илјада сигурни набљудувања на топчести молњи опишани во литературата.
Кои факти треба научниците да ги поврзат со една теорија за да ја објаснат природата на појавата на топчести молњи? Какви ограничувања наметнуваат набљудувањата на нашата имагинација?
Првото нешто што треба да се објасни е: зошто топчестите молњи се појавуваат често ако се појавуваат често, или зошто се појавуваат ретко ако се случуваат ретко?
Нека читателот не биде изненаден од оваа чудна фраза - зачестеноста на појавата на топчести молњи е сè уште контроверзно прашање.
И, исто така, треба да објасниме зошто топката молња (не се нарекува така за џабе) всушност има форма што обично е блиску до топка.
И за да се докаже дека е, генерално, поврзано со молњите - мора да се каже дека не сите теории ја поврзуваат појавата на овој феномен со грмотевици - и не без причина: понекогаш се случува во време без облаци, како и други феномени на грмотевици, за на пример, светла Свети Елмо.
Овде е соодветно да се потсетиме на описот на средбата со топчести молњи даден од извонредниот набљудувач на природата и научник Владимир Клавдиевич Арсењев, познат истражувач на тајгата на Далечниот Исток. Оваа средба се одржа во планините Сихоте-Алин во чиста месечева ноќ. Иако многу од параметрите на молњата забележани од Арсениев се типични, таквите случаи се ретки: топчестата молња обично се јавува за време на бура со грмотевици.
Во 1966 година, НАСА дистрибуираше прашалник до две илјади луѓе, во првиот дел од кој беа поставени две прашања: „Дали сте виделе топчести молњи? и „Дали видовте линеарен удар на гром во вашата непосредна близина?
Одговорите овозможија да се спореди фреквенцијата на набљудување на топчести молњи со фреквенцијата на набљудување на обичните молњи. Резултатот беше зачудувачки: 409 од 2 илјади луѓе видоа линеарен удар на гром од непосредна близина, а два пати помалку видоа топчести молњи. Имаше дури и среќник кој наишол на молња со топка 8 пати - уште еден индиректен доказ дека ова воопшто не е толку редок феномен како што обично се мисли.
Анализата на вториот дел од прашалникот потврди многу претходно познати факти: топката молња има просечен дијаметар од околу 20 см; не свети многу светло; бојата е најчесто црвена, портокалова, бела.
Интересно е што дури и набљудувачите кои виделе топчести молњи во близина често не го чувствувале неговото топлинско зрачење, иако гори при директен контакт.
Таквата молња постои од неколку секунди до една минута; може да навлезе во просториите преку мали дупки, а потоа да ја врати својата форма. Многу набљудувачи известуваат дека исфрла некои искри и ротира.
Обично лебди на кратко растојание од земјата, иако е забележано и во облаците. Понекогаш топката молња тивко исчезнува, но понекогаш експлодира, предизвикувајќи забележително уништување.
Веќе наведените својства се доволни за да го збунат истражувачот.
Од каква супстанца, на пример, треба да се состои топчестата молња ако не лета брзо нагоре, како балонот на браќата Монголфие исполнет со чад, иако е загреан на најмалку неколку стотици степени?
Ниту за температурата не е сè јасно: судејќи според бојата на сјајот, температурата на молњата не е помала од 8.000°К.
Еден од набљудувачите, хемичар по професија запознаен со плазма, ја процени оваа температура на 13.000-16.000°К! Но, фотометријата на трагата на молња оставена на фотографскиот филм покажа дека зрачењето излегува не само од неговата површина, туку и од целиот волумен.
Многу набљудувачи исто така известуваат дека молњите се проѕирни и низ неа се гледаат контурите на предметите. Тоа значи дека неговата температура е многу пониска - не повеќе од 5.000 степени, бидејќи со поголемо загревање слој од гас дебел неколку сантиметри е целосно непроѕирен и зрачи како целосно црно тело.
Фактот дека топката молња е прилично „ладна“ е доказ и од релативно слабиот термички ефект што го произведува.
Топчестата молња носи многу енергија. Во литературата, сепак, често има намерно надуени проценки, но дури и скромната реална бројка - 105 џули - за молња со дијаметар од 20 см е многу импресивна. Кога таквата енергија би се потрошила само на светлосно зрачење, таа би можела да свети многу часови.
Кога топката молња експлодира, може да се развие моќност од милион киловати, бидејќи оваа експлозија се случува многу брзо. Навистина, луѓето можат да создадат уште посилни експлозии, но ако се споредат со „мирни“ извори на енергија, споредбата нема да биде во нивна корист.
Особено, енергетскиот капацитет (енергија по единица маса) на молњите е значително поголем од оној на постоечките хемиски батерии. Патем, тоа беше желбата да се научи како да се акумулира релативно голема енергија во мал волумен што привлече многу истражувачи во проучувањето на топчестите молњи. Прерано е да се каже колку овие надежи можат да се оправдаат.
Комплексноста на објаснувањето на таквите контрадикторни и разновидни својства доведе до фактот дека постоечките гледишта за природата на овој феномен се чини дека ги исцрпиле сите замисливи можности.
Некои научници веруваат дека молњите постојано добиваат енергија однадвор. На пример, P. L. Kapitsa сугерираше дека тоа се случува кога се апсорбира моќен зрак од дециметарски радио бранови, кои можат да се испуштат за време на грмотевици.
Во реалноста, за формирање на јонизиран тромб, како што е топката молња во оваа хипотеза, неопходно е постоење на постојан бран на електромагнетно зрачење со многу висока јачина на полето кај антинодите.
Потребните услови може да се реализираат многу ретко, така што, според P. L. Kapitsa, веројатноста за набљудување на топчести молњи на дадено место (односно, каде што се наоѓа специјалист набљудувач) е практично нула.
Понекогаш се претпоставува дека топчестата молња е светлиот дел од каналот што го поврзува облакот со земјата, низ кој тече голема струја. Фигуративно кажано, поради некоја причина му е доделена улогата на единствениот видлив дел од невидливата линеарна молња. Оваа хипотеза први ја изразија Американците М. Јуман и О. Финкелштајн, а подоцна се појавија неколку модификации на теоријата што ја развија.
Заедничката тешкотија на сите овие теории е што тие претпоставуваат постоење на енергетски текови со екстремно висока густина долго време и токму поради тоа тие ги осудуваат топчестите молњи како исклучително неверојатен феномен.
Покрај тоа, во теоријата на Јуман и Финкелштајн, тешко е да се објасни обликот на молњата и неговите набљудувани димензии - дијаметарот на каналот на гром е обично околу 3-5 см, а топката молња може да се најде до еден метар во дијаметар.
Постојат неколку хипотези кои сугерираат дека топката молња е извор на енергија. Измислени се најегзотичните механизми за извлекување на оваа енергија.
Пример за таква егзотика е идејата на Д. испуштање на линеарни молњи на земја.
Оваа идеја можеби би можела теоретски да се поддржи, но, за жал, досега не е откриена ниту една соодветна честичка на антиматерија.
Најчесто, различни хемиски, па дури и нуклеарни реакции се користат како хипотетички извор на енергија. Но, тешко е да се објасни сферичната форма на молњата - ако реакциите се случат во гасовита средина, тогаш дифузијата и ветерот ќе доведат до отстранување на „супстанцијата на грмотевици“ (терминот на Араго) од топката од дваесет сантиметри за неколку секунди и го деформира уште порано.
Конечно, не постои ниту една реакција за која се знае дека се случува во воздухот со ослободување на енергија неопходно за да се објасни топката молња.
Оваа гледна точка е изразена многу пати: топката молња ја акумулира енергијата ослободена кога е погоден од линеарна молња. Исто така, постојат многу теории засновани на оваа претпоставка; детален преглед на нив може да се најде во популарната книга на С. Сингер „Природата на топката молња“.
Овие теории, како и многу други, содржат потешкотии и противречности, кои добија значително внимание и во сериозната и во популарната литература.
Кластер хипотеза на топката молња
Ајде сега да зборуваме за релативно новата, таканаречена кластерска хипотеза за топката молња, развиена во последниве години од еден од авторите на овој напис.
Да почнеме со прашањето зошто молњата има форма на топка? Општо земено, не е тешко да се одговори на ова прашање - мора да постои сила способна да ги држи честичките на „супстанцијата на грмотевици“ заедно.
Зошто капка вода е сферична? Површинскиот напон му ја дава оваа форма.
Површинскиот напон во течноста се јавува затоа што нејзините честички - атоми или молекули - силно комуницираат едни со други, многу посилно отколку со молекулите на околниот гас.
Затоа, ако некоја честичка се најде во близина на интерфејсот, тогаш на неа почнува да дејствува сила, со тенденција да ја врати молекулата до длабочината на течноста.
Просечната кинетичка енергија на течните честички е приближно еднаква на просечната енергија на нивната интеракција, поради што течните молекули не се разлетуваат. Кај гасовите, кинетичката енергија на честичките ја надминува потенцијалната енергија на интеракција толку многу што честичките се практично слободни и нема потреба да се зборува за површинскиот напон.
Но, топката молња е тело налик на гас, а „супстанцијата на грмотевици“ сепак има површинска напнатост - оттука и сферичната форма што ја има најчесто. Единствената супстанција што може да има такви својства е плазмата, јонизиран гас.
Плазмата се состои од позитивни и негативни јони и слободни електрони, односно електрично наелектризирани честички. Енергијата на интеракција меѓу нив е многу поголема отколку помеѓу атомите на неутрален гас, а површинскиот напон е соодветно поголем.
Сепак, при релативно ниски температури - да речеме, 1.000 степени Келвин - и при нормален атмосферски притисок, молњите од плазма топката може да постојат само илјадити делови од секундата, бидејќи јоните брзо се рекомбинираат, односно се претвораат во неутрални атоми и молекули.
Ова е во спротивност со набљудувањата - топката молња живее подолго. На високи температури - 10-15 илјади степени - кинетичката енергија на честичките станува преголема, а топката молња едноставно треба да се распадне. Затоа, истражувачите треба да користат моќни средства за да го „продолжат животот“ на топката молња, одржувајќи ги барем неколку десетици секунди.
Конкретно, P. L. Kapitsa воведе во својот модел моќен електромагнетен бран способен постојано да генерира нова плазма со ниска температура. Други истражувачи, кои сугерираа дека плазмата од молња е потопла, мораа да откријат како да држат топка од оваа плазма, односно да решат проблем што сè уште не е решен, иако е многу важен за многу области од физиката и технологијата.
Но, што ако тргнеме по друг пат - во моделот воведеме механизам што ја забавува рекомбинацијата на јоните? Ајде да се обидеме да користиме вода за оваа намена. Водата е поларен растворувач. Нејзината молекула грубо може да се смета како стап, чиј крај е позитивно наелектризиран, а другиот негативно.
Водата се прикачува на позитивни јони со негативен крај, а на негативни јони со позитивен крај, формирајќи заштитен слој - обвивка за солвација. Може драматично да ја забави рекомбинацијата. Јонот заедно со неговата солвациона обвивка се нарекува кластер.
Така, конечно доаѓаме до главните идеи на теоријата на кластерите: кога ќе се испушти линеарна молња, се случува речиси целосна јонизација на молекулите што го сочинуваат воздухот, вклучувајќи ги и молекулите на водата.
Добиените јони почнуваат брзо да се рекомбинираат; оваа фаза трае илјадници делови од секундата. Во одреден момент, има повеќе неутрални молекули на вода од преостанатите јони и започнува процесот на формирање на кластери.
Таа, исто така, трае, очигледно, дел од секундата и завршува со формирање на „супстанција од грмотевици“ - слична по своите својства на плазмата и која се состои од јонизирани молекули на воздух и вода опкружени со растворливи школки.
Навистина, досега сето ова е само идеја, и треба да видиме дали може да ги објасни бројните познати својства на топката молња. Да се потсетиме на добро познатата изрека дека на чорбата од зајаци и треба барем зајак и да си го поставиме прашањето: дали може да се формираат кластери во воздухот? Одговорот е утешен: да, можат.
Доказот за ова буквално падна (донесен) од небо. На крајот на 60-тите години, со помош на геофизички ракети, беше извршена детална студија на најнискиот слој на јоносферата - слој Д, кој се наоѓа на надморска височина од околу 70 km. Се испостави дека, и покрај фактот што на таква височина има исклучително малку вода, сите јони во слојот D се опкружени со растворливи школки кои се состојат од неколку молекули на вода.
Теоријата на кластерот претпоставува дека температурата на топчестата молња е помала од 1000 ° K, така што нема силно топлинско зрачење од него. На оваа температура, електроните лесно се „лепат“ за атомите, формирајќи негативни јони, а сите својства на „материјалната молња“ се одредуваат со кластери.
Во овој случај, густината на молскавична супстанција се покажува приближно еднаква на густината на воздухот во нормални атмосферски услови, односно молњата може да биде нешто потешка од воздухот и да оди надолу, може да биде нешто полесна од воздухот и да се издигне, и , конечно, може да биде во суспензија ако густината на „материјата од гром“ и воздухот се еднакви.
Сите овие случаи се забележани во природата. Патем, тоа што молњата се спушта не значи дека ќе падне на земја - со загревање на воздухот под него, може да создаде воздушно перниче што го држи суспендиран. Очигледно, ова е причината зошто издигнувањето е најчестиот вид на движење на топката молња.
Кластерите комуницираат едни со други многу посилно од неутралните гасни атоми. Проценките покажаа дека добиената површинска напнатост е сосема доволна за да му даде на молњата сферична форма.
Дозволеното отстапување на густината брзо се намалува со зголемување на радиусот на молња. Бидејќи веројатноста за точна совпаѓање на густината на воздухот и супстанцијата на молњите е мала, големите молњи - повеќе од еден метар во дијаметар - се исклучително ретки, додека малите треба да се појавуваат почесто.
Но, молњите помали од три сантиметри исто така практично не се забележуваат. Зошто? За да одговорите на ова прашање, неопходно е да се разгледа енергетскиот биланс на топчести молњи, да се открие каде се складира енергијата во неа, колку е и на што се троши. Енергијата на топката молња е природно содржана во кластери. Кога негативните и позитивните кластери се рекомбинираат, се ослободува енергија од 2 до 10 електрон волти.
Типично, плазмата губи доста енергија во форма на електромагнетно зрачење - нејзиниот изглед се должи на фактот дека светлосните електрони, кои се движат во јонското поле, добиваат многу високи забрзувања.
Супстанцијата на молњите се состои од тешки честички, не е толку лесно да се забрзаат, затоа електромагнетното поле се емитува слабо и поголемиот дел од енергијата се отстранува од молњата со протокот на топлина од неговата површина.
Протокот на топлина е пропорционален на површината на топката молња, а енергетската резерва е пропорционална на волуменот. Затоа, малите молњи брзо ги губат своите релативно мали резерви на енергија и иако се појавуваат многу почесто од големите, потешко се забележуваат: живеат прекратко.
Така, молњата со дијаметар од 1 cm се лади за 0,25 секунди, а со дијаметар од 20 cm за 100 секунди. Оваа последна бројка приближно се совпаѓа со максималниот забележан животен век на топката молња, но значително го надминува неговиот просечен животен век од неколку секунди.
Најреалниот механизам за „умирање“ на големи молњи е поврзан со губење на стабилноста на нејзината граница. Кога пар кластери се рекомбинираат, се формираат десетина светлосни честички, што на иста температура доведува до намалување на густината на „супстанцијата на грмотевици“ и нарушување на условите за постоење на молња долго пред да се исцрпи нејзината енергија.
Површинската нестабилност почнува да се развива, молњите исфрлаат парчиња од својата супстанција и се чини дека скокаат од страна на страна. Исфрлените парчиња се ладат речиси веднаш, како мали громови, а згмечениот голем гром го завршува своето постоење.
Но, можен е и друг механизам на неговото распаѓање. Ако, поради некоја причина, дисипацијата на топлина се влоши, молњата ќе почне да се загрева. Истовремено, ќе се зголеми бројот на кластери со мал број на молекули на вода во обвивката, тие ќе се рекомбинираат побрзо и ќе дојде до дополнително зголемување на температурата. Резултатот е експлозија.
Зошто топката молња свети?
Кои факти треба научниците да ги поврзат со една теорија за да ја објаснат природата на топката молња?
Кога кластерите се рекомбинираат, ослободената топлина брзо се дистрибуира помеѓу поладните молекули.
Но, во одреден момент, температурата на „волуменот“ во близина на рекомбинираните честички може да ја надмине просечната температура на молњавата супстанција за повеќе од 10 пати.
Овој „волумен“ свети како гас загреан на 10.000-15.000 степени. Има релативно малку такви „жешки точки“, така што супстанцијата на топчестата молња останува проѕирна.
Јасно е дека од гледна точка на теоријата на кластери, топката молња може да се појавува често. За да се формира гром со пречник од 20 см, потребни се само неколку грама вода, а при невреме со грмотевици обично има многу. Водата најчесто се прска во воздухот, но во екстремни случаи, топката молња може да ја „најде“ на површината на земјата.
Патем, бидејќи електроните се многу подвижни, кога се формираат молњи, некои од нив може да се „изгубат“; топката молња како целина ќе биде наполнета (позитивно), а неговото движење ќе се определи со распределбата на електричното поле.
Преостанатиот електричен полнеж помага да се објаснат таквите интересни својства на топчестите молњи како што е неговата способност да се движи против ветерот, да биде привлечен од предмети и да виси на високи места.
Бојата на топката молња се определува не само од енергијата на растворливите школки и температурата на жешките „волумини“, туку и од хемискиот состав на неговата супстанција. Познато е дека ако топката молња се појави кога линеарна молња удира во бакарни жици, таа често е обоена сина или зелена - вообичаените „бои“ на бакарни јони.
Сосема е можно возбудените метални атоми, исто така, да формираат кластери. Појавата на такви „метални“ кластери може да објасни некои експерименти со електрични празнења, што резултираше со појава на светлечки топчиња слични на топчести молњи.
Од кажаното, може да се добие впечаток дека благодарение на теоријата на кластерот, проблемот со топката молња конечно го доби своето конечно решение. Но, не е така.
И покрај фактот дека зад теоријата на кластери постојат пресметки, хидродинамички пресметки на стабилност, со нејзина помош очигледно беше можно да се разберат многу од својствата на топката молња, би било погрешно да се каже дека мистеријата на топката молња повеќе не постои. .
Има само еден удар, еден детал за да го докаже тоа. Во својата приказна, В.К. Арсениев споменува тенка опашка која се протега од топчести молњи. Засега не можеме да ја објасниме причината за нејзиното појавување, па дури ни за што се работи ...
Како што веќе беше споменато, во литературата се опишани околу илјада сигурни набљудувања на топчести молњи. Ова, се разбира, не е многу. Очигледно е дека секое ново набљудување, кога е темелно анализирано, овозможува да се добијат интересни информации за својствата на топката молња и помага во тестирањето на валидноста на една или друга теорија.
Затоа, многу е важно што повеќе набљудувања да станат достапни за истражувачите и самите набљудувачи да учествуваат активно во проучувањето на топчестите молњи. Токму кон тоа е насочен експериментот Ball Lightning, за што ќе се дискутира понатаму.
Од каде доаѓа и што е молњата со топка? Научниците си го поставуваат ова прашање многу децении по ред, а досега нема јасен одговор. Стабилна плазма топка што произлегува од моќно високофреквентно празнење. Друга хипотеза се антиматерија микрометеорити.
...Меѓу материјата и антиматеријата може да се појави бариера со сферична површина. Моќното гама зрачење ќе ја надува оваа топка одвнатре и ќе го спречи навлегувањето на материјата до влезната антиматерија, а потоа ќе видиме блескава пулсирачка топка која ќе лебди над Земјата. Се чини дека оваа гледна точка е потврдена. Двајца англиски научници методично го испитувале небото користејќи детектори за гама зрачење. И тие забележаа четири пати аномално високо ниво на гама зрачење во очекуваниот енергетски регион.
Како се формираат топчести молњи?
Колку антиматеријални метеорити се потребни за да се обезбеди фреквенцијата со која се набљудува топчестата молња? Се испостави дека за ова е доволно само сто милијардити дел од вкупната количина на метеоритска материја што паѓа на Земјата. Ова е резултат на оваа неочекувана работа. Се разбира, објаснувањето на научниците е далеку од конечно и бара проверка. Но, дали тоа има некаква врска со топката молња?
Не! - одговара друг научник и изјавува дека топката молња воопшто не постои. Таа блескава топка што ја гледаме е само илузија на нашата визија. Во својата лабораторија, тој користел блиц светилки за да симулира молњи со иста фреквенција со која обично се појавуваат за време на грмотевици, а сите присутни биле изненадени кога „виделе“ чудни светлечки топки како непречено летаат низ воздухот...
Има многу хипотези, но тие имаат една заедничка работа, заеднички пристап. Топчестата молња се смета за посебно, изолирано нешто што живее независно.
На крајот на минатиот век, францускиот научник Гастон Планте и рускиот научник Н.А. Тие веруваа дека светлечката топка е поврзана со облаци - невидлива колона од електрифициран воздух. Но, тие не можеа да ја развијат и да ја поткрепат оваа хипотеза тогаш, во пред минатиот век, и таа исчезна под куп други, во кои топката молња се сметаше за посебен мистериозен објект. И сега идеите кои беа пред своето време оживуваат на нова основа.
Како изгледа топката молња? Како тоа. Оваа фотографија најверојатно е направена случајно. Невреме со грмотевици, заслепувачки гранки на молњи кои се протегаат кон Земјата. И топката брзо лета надолу. Кретен момент, моментално запирање, топката набрзина наоколу, потоа повторно кретен надолу кон Земјата, повторно застанување, хаотично брзо движење на страните... Еве ја Земјата. И силна експлозија - празнење. Тоа е јасно видливо на фотографијата. Уникатна фотографија, единствена - летот на топчести молњи кон Земјата од облак.
Но, во близина на Земјата, топката молња може да не експлодира веднаш. Малата топка често сака да патува ниско на почетокот, по површината, а тука и нејзиното движење е немирно. Брзи грчеви на страните, блесок, па мазен, тивок лет, повторно блесок и фрлање... Но, брзината на Земјата е многу помала отколку кога лета од црно небо. Сега блесоците на топчести молњи се речиси невидливи. За време на времето меѓу нив, топката едвај има време да помине половина од својот радиус. И трепкањата се спојуваат во едно треперење со фреквенција од 10 до 100 херци.
Овде топката молња се спушта до самата Земја и, без да ја допре, отскокнува од нешто невидливо, како спортист од трамболина. Откако скокна, топката молња повторно се спушта и повторно се одбива од слојот на брануваа. Така огнената топка ја прескокнува Земјата, впечатувајќи ја имагинацијата на секој што ќе успее да ја види. Сега, наоѓајќи се на мостот над реката, се движи по нив, како бајковитиот Колобок кој бега од баба и дедо. Колобок трча по патеката и, како да се плаши да не падне во вода и да се удави, се движи не право, туку по закривените патеки, следејќи ги нивните свиоци. Колобок трча, потпевнувајќи ја својата омилена песна поради некоја причина со шепот: „Го оставив дедо ми, ја оставив баба ми...“, а оддалеку се слуша само „ш-ш-ш“, а очевидците гарантираат само за фактот дека тие можеа да го слушнат шушкачкиот звук на Колобок - топчести молњи.
Колобок е модерен, тој е радио аматер и не само што ја пее својата песна, туку и ја емитува на радио на долги бранови. Вклучете го ресиверот и во опсег од околу илјада до 10 илјади метри ќе ги слушнете истите потсвиркувачки знаци... „Јас сум Колобок...“ со иста акустична фреквенција од 10-100 херци, што може да биде се слуша директно од увото.
Силен налет на ветер го однесе нашиот електричен Колобок од мостот, а тој прелета преку реката и полето и заврши во дворот на дрвена куќа. Гледајќи буре со вода, се качил во него и... се раширил по водата. Сега тој не е Колобок, туку палачинка, но не е тој што се пржи, туку тој што пржи, поточно, готви. Водата во бурето почна да се загрева и врие. Откако ја завршивте работата, испаривте ја целата вода. Пунџата повторно се свитка во топка и полета низ дворот, летајќи низ прозорецот во колибата. Полетав покрај електрична сијалица - силно блесна и веднаш изгоре. Вртејќи се наоколу во собата, тој долета до прозорецот и, откако стопи мала дупка во стаклото, се лизна и полета во шумата. Таму тој замрзна за момент во близина на големо дрво“. Маскенбалот заврши.
Долга електрична искра скока од топката молња и брза кон најблиската електрично спроводлива површина - влажната кора на блиското дрво. Силна експлозија оглувува сè наоколу. Во Колобок се разбуди огромна сила. Слабо блескавата топчеста молња се претвори во моќна линеарна молња која го расцепи стеблото на столетниот век и ги потсети луѓето на нескротливите сили на природата кои беснеат за време на бура со грмотевици.
Топчестата молња е доказ за нашето многу слабо познавање на таков навидум обичен и веќе проучен феномен како струјата. Ниту една од претходно изнесените хипотези сè уште не ги објаснила сите нејзини чуда. Она што е предложено во оваа статија можеби не е ни хипотеза, туку само обид да се опише феноменот на физички начин, без прибегнување кон егзотични работи како антиматерија. Првата и главна претпоставка: топката молња е празнење на обична молња што не стигнала до Земјата. Поточно: топката и линеарната молња се еден процес, но во два различни режими - брз и бавен.
Кога се префрлате од бавен режим на брз, процесот станува експлозивен - топката молња се претвора во линеарна молња. Можна е и обратна транзиција на линеарни молњи во топчести молњи; На некој мистериозен, или можеби случаен начин, оваа транзиција беше постигната од талентираниот физичар Ричман, современик и пријател на Ломоносов. Својата среќа ја плати со животот: топката гром што ја прими го уби нејзиниот творец.
Топчестата молња и невидливата патека на атмосферско полнење што го поврзува со облакот се во посебна состојба „елма“. Елма, за разлика од плазмата - електрифициран воздух со ниска температура - е стабилна, се лади и се шири многу бавно. Ова се објаснува со својствата на граничниот слој помеѓу Елма и обичниот воздух. Овде обвиненијата постојат во форма на негативни јони, гломазни и неактивни. Пресметките покажуваат дека брестовите се шират за дури 6,5 минути, а редовно се надополнуваат на секои триесетти од секундата. Во овој временски интервал поминува електромагнетен пулс на патеката за празнење, надополнувајќи го Колобок со енергија.
Затоа, времетраењето на постоењето на топката молња во принцип е неограничено. Процесот треба да престане само кога ќе се исцрпи полнењето на облакот, поточно „ефективното полнење“ што облакот може да го пренесе на рутата. Токму вака може да се објасни фантастичната енергија и релативната стабилност на топчестите молњи: таа постои поради приливот на енергија однадвор. Така, фантомите во научно-фантастичниот роман на Лем „Соларис“, кои поседуваат материјалност на обичните луѓе и неверојатна сила, би можеле да постојат само со снабдување со колосална енергија од живиот океан.
Електричното поле кај топчестите молњи е блиску по големина до нивото на распаѓање во диелектрик, чие име е воздух. На такво поле, оптичките нивоа на атомите се возбудени, поради што свети топчести молњи. Теоретски, слабите, непрозрачни, а со тоа и невидливите топчести молњи треба да бидат почести.
Процесот во атмосферата се развива во режим на топка или линеарна молња, во зависност од специфичните услови на патеката. Нема ништо неверојатно или ретко во ова двојност. Да се потсетиме на обичното согорување. Можно е во режимот на бавно ширење на пламенот, што не го исклучува режимот на брзо движечки бран на детонација.
Од што се состои топчестата молња?
...Од небото слегува молња. Сè уште не е јасно што треба да биде, сферично или редовно. Лакомо го цица полнењето од облакот, а полето на патеката соодветно се намалува. Ако, пред да удри во Земјата, полето на патеката падне под критична вредност, процесот ќе се префрли на режимот на топчести молњи, патеката ќе стане невидлива и ќе забележиме дека топката молња се спушта кон Земјата.
Надворешното поле во овој случај е многу помало од сопственото поле на топката молња и не влијае на неговото движење. Ова е причината зошто силните молњи се движат хаотично. Помеѓу блесоците, топчестите молњи светат послабо, а полнежот е мал. Движењето сега е насочено од надворешното поле и затоа е линеарно. Топчестата молња може да ја носи ветерот. И јасно е зошто. На крајот на краиштата, негативните јони од кои се состои се исти молекули на воздухот, само со електрони залепени на нив.
Едноставно е објаснето отскокнувањето на топчестите молњи од слојот на воздух во близина на Земјата „трамбулина“. Кога топката молња се приближува до Земјата, таа предизвикува полнење во почвата, почнува да ослободува многу енергија, се загрева, се шири и брзо се крева под влијание на Архимедската сила.
Топчестата молња плус површината на Земјата формира електричен кондензатор. Познато е дека кондензаторот и диелектрикот се привлекуваат едни со други. Затоа, топката молња има тенденција да се лоцира над диелектричните тела, што значи дека претпочита да биде над дрвени патеки или над буре со вода. Долгобрановата радио емисија поврзана со топката молња е создадена од целата патека на топката молња.
Подсвирквата на топката молња е предизвикана од рафали на електромагнетна активност. Овие трепкања се јавуваат на фреквенција од околу 30 херци. Прагот на слухот на човечкото уво е 16 херци.
Топчестата молња е опкружена со сопствено електромагнетно поле. Летајќи покрај електрична сијалица, може индуктивно да го загрее и да го изгори своето влакно. Откако ќе влезе во жици на осветлување, радио емитување или телефонска мрежа, ја затвора целата своја рута до оваа мрежа. Затоа, за време на невреме со грмотевици, препорачливо е мрежите да се заземјуваат, да речеме, преку празнините за празнење.
Топчестата молња, „распространета“ над буре со вода, заедно со полнежите предизвикани во земјата, формира кондензатор со диелектрик. Обичната вода не е идеален диелектрик, таа има значителна електрична спроводливост. Струјата почнува да тече внатре во таков кондензатор. Водата се загрева со топлина од џул. „Експериментот со буре“ е добро познат, кога топката молња загреа околу 18 литри вода до вриење. Според теоретските проценки, просечната моќност на топката молња кога таа слободно лебди во воздухот е приближно 3 киловати.
Во исклучителни случаи, на пример во вештачки услови, може да дојде до електричен дефект во внатрешноста на топката молња. И тогаш во него се појавува плазма! Во овој случај, се ослободува многу енергија, вештачката топка молња може да свети посилно од Сонцето. Но, обично моќта на топката молња е релативно мала - таа е во состојба на елма. Очигледно, транзицијата на вештачката топка молња од состојба на елма во состојба на плазма е можна во принцип.
Вештачка топка молња
Знаејќи ја природата на електричниот Колобок, можете да го направите да работи. Вештачката топка молња може во голема мера да ја надмине моќта на природната молња. Со исцртување јонизирана трага по дадена траекторија во атмосферата со фокусиран ласерски зрак, ќе можеме да ги насочиме топчестите молњи каде што ни е потребно. Ајде сега да го смениме напонот на напојување и да ја пренесеме топката молња во линеарен режим. Џиновските искри послушно ќе се втурнат по должината на траекторијата што ја избравме, дробејќи камења и сечајќи дрвја.
Над аеродромот има невреме со грмотевици. Аеродромскиот терминал е парализиран: забрането е слетување и полетување на авион... Но, копчето за стартување е притиснато на контролната табла на системот за дисипација на гром. Огнена стрела испука во облаците од кула во близина на аеродромот. Оваа вештачка, контролирана топка молња која се издигна над кулата се префрли на линеарен режим на молња и, брзајќи во облак со гром, влезе во неа. Патеката на молња го поврза облакот со Земјата, а електричното полнење на облакот беше испуштено на Земјата. Процесот може да се повтори неколку пати. Нема да има повеќе грмежи, облачноста се расчисти. Авионите можат да слетаат и повторно да полетаат.
На Арктикот ќе може да се палат вештачки пожари. Од една кула долга двесте метри се издигнува молња од вештачка топка долга триста метри. Топчестата молња се вклучува во режим на плазма и силно свети од височина од половина километар над градот.
За добро осветлување во круг со радиус од 5 километри, доволни се топчести молњи кои емитуваат моќност од неколку стотици мегавати. Во режимот на вештачка плазма, таквата моќност е решлив проблем.
Човекот од електричен ѓумбир, кој толку години избегнува да се запознае со научниците, нема да замине: порано или подоцна ќе биде скротен и ќе научи да им користи на луѓето.
Се вчитува...