Звідки беруться блискавки у плазмовій кулі олімпіада. Таємниці кульової блискавки. Поява кульової блискавки

Кульова блискавка

Кульова блискавка- куля, що світиться плаває в повітрі, унікально рідкісне природне явище, єдиної фізичної теорії виникнення і перебігу якого до теперішнього часу не представлено. Існує близько 400 теорій, що пояснюють явище, але жодна з них не отримала абсолютного визнання в академічному середовищі. У лабораторних умовах схожі, але короткочасні явища вдалося отримати кількома. різними способамиАле питання про єдину природу кульової блискавки залишається відкритим. Станом на кінець XX століття не було створено жодного досвідченого стенду, на якому це природне явище штучно відтворювалося відповідно до описів очевидців кульової блискавки.

Широко поширена думка, що кульова блискавка - явище електричного походження, природної природи, тобто є особливим видом блискавку, що існує тривалий час і має форму кулі, здатної переміщатися по непередбачуваній, іноді дивовижній для очевидців траєкторії.

Традиційно достовірність багатьох свідчень очевидців кульової блискавки залишається під сумнівом, зокрема:

за фактом спостереження будь-якого явища;
факту спостереження саме кульової блискавки, а чи не якогось іншого явища;
окремих подробиць у свідоцтві очевидця явища.

Сумніви у достовірності багатьох свідчень ускладнюють вивчення явища, а також створюють ґрунт для появи різних спекулятивно-сенсаційних матеріалів, нібито пов'язаних із цим явищем.

Кульова блискавка зазвичай з'являється у грозову, штормову погоду; найчастіше, але не обов'язково, поряд із звичайними блискавками. Але є багато свідчень її спостереження у сонячну погоду. Найчастіше вона як би «виходить» з провідника або породжується звичайними блискавками, іноді спускається з хмар, в окремих випадках - несподівано з'являється в повітрі або, як повідомляють очевидці, може вийти з якогось предмета (дерево, стовп).

У зв'язку з тим, що поява кульової блискавки як природного явища відбувається рідко, а спроби штучно відтворити його в масштабах природного явища не вдаються, основним матеріалом для вивчення кульових блискавок є свідчення непідготовлених до проведення спостережень випадкових очевидців, проте деякі свідчення дуже докладно описують. кульову блискавку та достовірність цих матеріалів не викликає сумнівів. У деяких випадках сучасні очевидці зробили фото та/або відеозйомку явища.

Історія спостережень

Розповіді про спостереження кульової блискавки відомі вже дві тисячі років. У першій половині XIX століття французький фізик, астроном і дослідник Ф. Араго, можливо першим в історії цивілізації, зробив збір і систематизував всі відомі на той час свідчення появи кульової блискавки. У його книзі було описано 30 випадків спостереження кульових блискавок. Статистика невелика, і не дивно, що багато фізиків XIX століття, включаючи Кельвіна і Фарадея, за свого життя були схильні вважати, що це або оптична ілюзія, або явище зовсім іншого, неелектричної природи. Проте кількість випадків, докладність опису явища і достовірність свідчень зростала, що привернула увагу вчених, зокрема великих фізиків.

Наприкінці 1940-х років. над поясненням кульової блискавки працював П. Л. Капіца.

Великий внесок у роботу зі спостереження та опису кульової блискавки вніс радянський учений І. П. Стаханов, який разом із С. Л. Лопатніковим у журналі «Знання – сила» у 1970-х рр. н. опублікував статтю про кульові блискавки. Наприкінці цієї статті він доклав анкету та попросив очевидців надіслати йому свої докладні спогади цього явища. У результаті він накопичив велику статистику - більше тисячі випадків, що дозволило йому узагальнити деякі властивості кульової блискавки та запропонувати свою теоретичну модель кульової блискавки.

Історичні свідоцтва

Гроза у Вайдкомбі Мур
21 жовтня 1638 блискавка з'явилася під час грози в церкві села Вайдкомб Мур графства Девон в Англії. Очевидці розповідали, що до церкви влетіла величезна вогненна куля близько двох з половиною метрів у поперечнику. Він вибив зі стін церкви кілька великих каменів і дерев'яних балок. Потім куля, нібито, зламала лавки, розбила багато вікон і наповнила приміщення густим темним димом із запахом сірки. Потім він розділився навпіл; перша куля вилетіла назовні, розбивши ще одне вікно, друга зникла десь усередині церкви. В результаті 4 людей загинуло, 60 отримали поранення. Явище пояснювали «настанням диявола», або «пекельним полум'ям» і звинуватили у всьому двох людей, які наважилися грати в карти під час проповіді.

Випадок на борту «Кетрін енд Марі»
У грудні 1726 деякі британські газети надрукували уривок з листа якогось Джона Хоуелла, який знаходився на борту шлюпа «Кетрін енд Марі». «29 серпня ми йшли затокою біля берегів Флориди, як раптом з частини корабля вилетіла куля. Він розбив нашу щоглу на 10000 частин, якби це було можливо, і розніс бімс в тріски. Також куля вирвала три дошки з бічної обшивки, з підводної та три з палуби; убив одну людину, поранив руку іншій, і якби не рясні дощі, то наші вітрила були б просто знищені вогнем».

Випадок на борту "Монтаг"
Про значні розміри блискавки повідомляється зі слів корабельного доктора Грегорі в 1749 році. Адмірал Чемберс на борту Монтаг близько полудня піднявся на палубу заміряти координати судна. Він помітив досить велику блакитну вогненну кулю на відстані близько трьох миль. Негайно був відданий наказ спустити топселі, але куля рухалася дуже швидко, і перш ніж вдалося змінити курс, вона злетіла практично вертикально і перебуваючи не вище сорока-п'ятдесяти ярдів над оснащенням, зникла з потужним вибухом, який описується, як одночасний залп тисячі знарядь. Верхівка грот-щогли була знищена. П'ятьох людей збило з ніг, один із них отримав безліч забій. Куля залишила по собі сильний запах сірки; перед вибухом його величина досягала розмірів млинового жорна.

Смерть Георга Ріхмана
У 1753 році Георг Ріхман, дійсний член Петербурзької Академії Наук, загинув від удару кульовою блискавкою. Він винайшов прилад для вивчення атмосферної електрики, тому коли на черговому засіданні почув, що насувається гроза, терміново вирушив додому разом із гравером, щоб сфотографувати явище. Під час експерименту з приладу вилетів синювато-жовтогарячий шар і вдарив вченого прямо в лоб. Пролунав оглушливий гуркіт, схожий на постріл рушниці. Ріхман упав мертвий, а гравер був оглушений і збитий з ніг. Пізніше він описав те, що сталося. На лобі вченого залишилася маленька темно-малинова цятка, його одяг був опалений, черевики розірвані. Дверні косяки розлетілися в тріски, а самі двері знесло з петель. Пізніше огляд місця події здійснив особисто М. В. Ломоносов.

Випадок із кораблем «Уоррен Хастінгс»
Одне британське видання повідомляло про те, що в 1809 корабель «Уоррен Хастінгс» під час шторму «атакувало три вогняні кулі». Команда бачила, як один із них спустився та вбив людину на палубі. Того, хто вирішив забрати тіло, вдарив другий шар; його збило з ніг, на тілі залишилися легкі опіки. Третя куля вбила ще одну людину. Команда зазначила, що після події над палубою стояв огидний запах сірки.

Ремарка у літературі 1864 року
У виданні "A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar" 1864 Ебенезер Кобем Брюер розмірковує про "кулясту блискавку". У його описі блискавка постає як вогненна куля, що повільно рухається, з вибухонебезпечного газу, яка іноді спускається до землі і рухається вздовж її поверхні. Також зазначається, що кулі можуть ділитися на кулі меншого розміру та вибухати «подібно до гарматного пострілу».

Опис у книзі «Блискавка та світіння» Вільфріда де Фонвьюеля
Книга французького автора повідомляє про приблизно 150 зустрічах з кулястою блискавкою: «Зважаючи на все, кулясті блискавки сильно притягуються металевими предметами, тому вони часто опиняються біля балконних поручнів, водопровідних та газових труб. Вони не мають певного забарвлення, відтінок їх може бути різний, наприклад, у Кетен у герцогстві Ангальт блискавка була зеленою. М. Колон, заступник голови Паризького Геологічного Товариства бачив, як куля повільно спустилася вздовж кори дерева. Торкнувшись поверхні землі, він підстрибнув і зник без вибуху. 10 вересня 1845 року в долині Корреце блискавка влетіла на кухню одного з будинків села Саланьяк. Куля прокотилася через все приміщення, не завдаючи жодної шкоди людям, що перебувають там. Діставшись до хліва, що межує з кухнею, він несподівано вибухнув і вбив випадково замкнену там свиню. Тварина не була знайома з чудесами грому і блискавки, тому наважилася запахнути непристойним і неналежним чином. Рухаються блискавки не дуже швидко: деякі бачили, як вони зупиняються, але від цього кулі приносять не менше руйнувань. Блискавка, що влетіла до церкви міста Штральзунд, під час вибуху викинула кілька маленьких куль, які теж вибухали як артилерійські снаряди.»

Випадок із життя Миколи II
Останній російський імператор Микола II у присутності свого діда Олександра II спостерігав явище, яке він назвав «вогненною кулею». Він згадував: «Коли мої батьки були у від'їзді, ми з дідусем робили обряд всеношного чування в Олександрійській церкві. Була сильна гроза; здавалося, що блискавки, що йдуть одна за одною, готові струснути церкву і весь світ прямо вщент. Раптом стало зовсім темно, коли порив вітру відчинив ворота церкви і загасив свічки перед іконостасом. Пролунав грім сильніший за звичайний, і я побачив, як у вікно влетіла вогненна куля. Куля (це була блискавка) покружляла на підлозі, пролетіла повз канделябр і вилетіла через двері в парк. Моє серце завмерло від страху і я глянув на дідуся - але його обличчя було спокійне. Він перехрестився з таким самим спокоєм, як і коли блискавка пролітала повз нас. Тоді я подумав, що злякатися, як я – це неналежно і немужественно… Після того, як куля вилетіла, я знову глянув на дідуся. Він трохи посміхнувся і кивнув мені. Страх мій зник, і я більше ніколи не боявся грози».

Випадок із життя Алістера Кроулі
Відомий британський окультист Алістер Кроулі говорив про явище, яке він називав «електрикою у формі кулі» і яке він спостерігав у 1916 під час грози на озері Пасконі в Нью-Гемпширі. Він сховався в невеликому заміському будинку, Коли «в безмовному подиву помітив, що на відстані шести дюймів від мого правого коліна зупинився сліпучий шар електричного вогню трьох-шостій дюймів в діаметрі. Я дивився на нього, а він раптом вибухнув із різким звуком, який неможливо було сплутати з тим, що буяло зовні: шумом грози, стукотом граду або потоками води та тріском дерева. Моя рука була найближчою до кулі і вона відчула лише слабкий удар».

Інші свідоцтва

Під час Другої світової війни підводники багаторазово і послідовно повідомляли про маленькі кульові блискавки, що виникають у замкнутому просторі підводного човна. Вони з'являлися при включенні, вимкненні, або неправильному включенні батареї акумуляторів або у разі відключення, або неправильного підключення високоіндуктивних електромоторів. Спроби відтворити явище, використовуючи запасну батарею підводного човна, закінчувалися невдачами та вибухом.

6 серпня 1944 року в шведському місті Упсала кульова блискавка пройшла крізь закрите вікно, залишивши за собою круглу дірку близько 5 см у діаметрі. Явище не лише спостерігали місцеві жителі, а й також спрацювала система стеження за розрядами блискавки Уппсальського університету, що знаходиться на відділенні електрики та блискавки.

У 1954 році фізик Domokos Tar спостерігав блискавку у сильну грозу. Він описав побачене досить докладно. «Це сталося на острові Маргарет на Дунаї. Було десь 25-27 градусів за Цельсієм, небо швидко затягнуло хмарами та почалася сильна гроза. Поблизу не було нічого, де можна було б сховатись, поряд тільки знаходився самотній кущ, що гнуло вітром до землі. Раптом приблизно за 50 метрів від мене в землю вдарила блискавка. Це був дуже яскравий канал 25-30 см у діаметрі, він був точно перпендикулярний поверхні землі. Десь дві секунди було темно, а потім на висоті 1,2 м з'явилася гарна куля діаметром 30-40 см. Вона з'явилася на відстані 2,5 м від місця удару блискавки, так що це місце удару було прямо посередині між кулею кущем. Куля блищала подібно до маленького сонця і оберталася проти годинникової стрілки. Вісь обертання була паралельна землі та перпендикулярна лінії „кущ-місце удару-куля“. У кулі було також один-два червоні завитки, але не такі яскраві, вони зникли через частки секунди (~0,3 с). Сам шар повільно рухався по горизонталі по тій же лінії від куща. Його кольори були чіткими, а сама яскравість – постійною на всій поверхні. Обертання більше не було, рух відбувався на незмінній висоті та з постійною швидкістю. Зміни у розмірах я не помітив. Пройшло ще приблизно три секунди - куля різко зникла, причому абсолютно беззвучно, хоча через шум грози я міг і не почути». Сам автор припускає, що різниця температур всередині і поза каналом звичайної блискавки за допомогою пориву вітру сформувала якесь вихрове кільце, з якого потім утворилася кульова блискавка.

10 липня 2011 року у чеському місті Ліберець кульова блискавка з'явилася у диспетчерській будівлі міських аварійних служб. Куля з двометровим хвостом підскочила до стелі прямо з вікна, впала на підлогу, знову підскочила до стелі, пролетіла 2-3 метри, а потім упала на підлогу і зникла. Це злякало співробітників, які відчули запах горілої проводки, і вважали, що почалася пожежа. Всі комп'ютери зависли (але не зламалися), комунікаційне обладнання вибуло з ладу на ніч, поки його не відремонтували. Крім того, було знищено один монітор.

4 серпня 2012 року кульова блискавка налякала сільчанку у Пружанському районі Брестської області. Як розповідає газета «Районні будні», кульова блискавка влетіла до будинку під час грози. Причому, як розповіла виданню господиня будинку Надія Володимирівна Остапук, вікна та двері в будинку були зачинені і жінка так і не змогла зрозуміти, як вогненна куля проникла до приміщення. На щастя, жінка здогадалася, що не варто робити різких рухів і залишилася просто сидіти на місці, спостерігаючи за блискавкою. Кульова блискавка пролетіла над її головою та розрядилася в електропроводку на стіні. Внаслідок незвичайного природного явища ніхто не постраждав, лише була пошкоджена внутрішнє оздобленнякімнати, повідомляє видання.

Штучне відтворення явища

Огляд підходів для штучного відтворення кульової блискавки

Оскільки в появі кульових блискавок простежується явний зв'язок з іншими проявами атмосферної електрики (наприклад, звичайною блискавкою), то більшість дослідів проводилося за наступною схемою: створювався газовий розряд (а світіння газового розряду - річ відома), і потім шукалися умови, коли розряд, що світився, міг б існувати як сферичного тіла. Але в дослідників виникають лише короткочасні газові розряди сферичної форми, що живуть максимум кілька секунд, що не свідчить очевидців природної кульової блискавки.

Список заяв про штучне відтворення кульової блискавки

Було зроблено кілька заяв про отримання кульової блискавки в лабораторіях, але в основному до цих заяв склалося скептичне ставлення до академічного середовища. Залишається відкритим питання: «Чи дійсно явища, що спостерігаються в лабораторних умовах, тотожні природному явищу кульової блискавки»?

Перші детальні дослідження безелектродного розряду, що світився, були проведені тільки в 1942 році радянським електротехніком Бабатом: йому вдалося на кілька секунд отримати сферичний газовий розряд усередині камери з низьким тиском.

Капиця змогла отримати сферичний газовий розряд при атмосферному тиску в гелієвому середовищі. Добавки різних органічних сполук змінювали яскравість та колір світіння.

Теоретичні пояснення явища

У наш час, коли фізики знають, що відбувалося в перші секунди існування Всесвіту, і що діється в ще не відкритих чорних дірах, все ж таки доводиться з подивом визнати, що основні стихії давнини - повітря і вода - все ще залишаються загадкою для нас.

І.П.Стаханов

Більшість теорій сходиться на тому, що причина утворення будь-якої кульової блискавки пов'язана з проходженням газів через область з великою різницею електричних потенціалів, що викликає іонізацію цих газів та їхнє стиснення у вигляді кулі.

Експериментальна перевірка існуючих теорій утруднена. Навіть якщо вважати лише припущення, опубліковані в серйозних наукових журналах, кількість теоретичних моделей, які з різним ступенем успіху описують явище і відповідають на ці питання, досить велика.

Класифікація теорій

За ознакою місця енергетичного джерела, що підтримує існування кульової блискавки, теорії можна розділити на два класи: що передбачають зовнішнє джерело, і теорії, які вважають, що джерело знаходиться всередині кульової блискавки.

Огляд існуючих теорій

Наступна теорія передбачає, що кульова блискавка – це важкі позитивні та негативні іони повітря, що утворилися при ударі звичайної блискавки, рекомбінації яких заважає їхній гідроліз. Під дією електричних сил вони збираються в кулю і можуть досить довго співіснувати, доки не зруйнується їх водяна «шуба». Це пояснює ще й той факт, як різний колір кульової блискавки та його пряма залежність від часу існування самої кульової блискавки – швидкості руйнування водяних «шуб» та початок процесу лавинної рекомбінації.

Див. також

Література

Книги та звіти, присвячені кульовій блискавці

Стаханов І.П.Про фізичну природу кульової блискавки. - Москва: (Атоміздат, Енергоатоміздат, Науковий світ), (1979, 1985, 1996). – 240 с.
С. СінгерПрирода кульової блискавки. Пров. з англ. М: Мир, 1973, 239 с.
Іменітов І. М., Тихий Д. Я.За межею законів науки. М.: Атоміздат, 1980
Григор'єв А. І.Кульова блискавка. Ярославль: ЯрГУ, 2006. 200 с.
Лисиця М. П., Валах М. Я.Цікава оптика. Атмосферна та космічна оптика. Київ: Логос, 2002, 256 с.
Brand W. Der Kugelblitz. Hamburg, Henri Grand, 1923
Стаханов І. П.Про фізичну природу кульової блискавки М: Енергоатоміздат, 1985, 208 с.
Кунін В. Н.Кульова блискавка на експериментальному полігоні. Володимир: Володимирський державний університет, 2000, 84 с.

Статті у журналах

Торчигін В. П., Торчигін А. В.Кульова блискавка як концентрат світла. Хімія і життя, 2003 № 1, 47-49.
Баррі Дж.Кульова блискавка. Чіткова блискавка. Пров. з англ. М: Мир, 1983, 228 с.
Шабанов Г.Д., Соколовський Б.Ю.// Plasma Physics Reports. 2005. V31. №6. P512.
Shabanov G.D.// Technical Physics Letters. 2002. V28. №2. P164.

Посилання

Смірнов Б. М.«Наглядові властивості кульової блискавки»// УФН, 1992, т.162, вип.8.
А. Х. Аміров, В. Л. Бичков.Вплив грозових атмосферних умов властивості кульових блискавок //ЖТФ, 1997, том 67, N4.
А. В. Шавлов.«Параметри кульової блискавки, що обчислюються за допомогою двотемпературної плазмової моделі»// 2008 р.
Р. Ф. Авраменко, В. А. Гришин, В. І. Ніколаєва, А. С. Пащина, Л. П. Поскачеєва.Експериментальні та теоретичні дослідження особливостей формування плазмоїдів//Прикладна фізика, 2000, N3, с.167-177
М. І. Зелікін.«Надпровідність плазми та кульова блискавка». СМФН, том 19, 2006, с.45-69

Кульова блискавка у художній літературі

Рассел, Ерік Френк«Зловісний бар'єр» 1939

Примітки

І. Стаханов «Фізик, який знав про кульову блискавку найбільше»
Такий російський варіант назви вказано у списку телефонних кодів Великобританії. Також існують варіанти Вайдкомб-ін-Мур та пряме озвучення оригінальної англійської Widecomb-in-the-Moor - Вайдкомб-ін-зе-Мур
Кондуктор із Казані врятувала пасажирів від кульової блискавки
Кульова блискавка налякала сільчанку у Брестській області - Новини Події. Новини@Mail.ru
К. Л. Корум, Дж. Ф. Корум «Експерименти зі створення кульової блискавки за допомогою високочастотного розряду та електрохімічні фрактальні кластери» // УФН, 1990, т.160, вип.4.
А. І. Єгорова, С. І. Степанова та Г. Д. Шабанова, Демонстрація кульової блискавки у лабораторії, УФН, т.174, вип.1, стор.107-109, (2004)
П. Л. Капіца Про природу кульової блискавки ДАН СРСР 1955. Том 101 № 2, стор 245-248.
B.M.Smirnov, Physics Reports, 224 (1993) 151, Смирнов Б. М. Фізика кульової блискавки// УФН, 1990, т.160. вип.4. стор.1-45
D.J.Turner, Physics Reports 293 (1998) 1
Е.А. Маникін, М.І. Ожований, П.П. Напівектів. Конденсована рідбергівська речовина. Природа №1 (1025), 22-30 (2001). http://www.fidel-kastro.ru/nature/vivovoco.nns.ru/VV/JOURNAL/NATURE/01_01/RIDBERG.HTM
А. І. Клімов, Д. М. Мельниченко, Н. Н. Суковаткін «ДОВГОЖНІ ЕНЕРГОЄМКІ ПОБУДЕНІ ОСВІТИ І ПЛАЗМОЇДИ В РІДКОМ АЗОТІ»
Segev M.G. Phys. Today, 51 (8) (1998), 42
"В. П. Торчигін, 2003. Про природу кульової блискавки. ДАН, т.389 № 3, с. 41-44.

Кульова блискавка. Це загадкове явище природи ще мало вивчено. Чимало випадків, коли цей потік нищівної енергії потрапляє в наші житла. Вона проникає у приміщення через найменші тріщини, димарі і навіть через гладке скло. Кульова блискавка - швидкоплинне явище, але іноді її можна спостерігати протягом 20 секунд.

Кульова блискавка вважається особливим видом блискавки, який являє собою вогненну кулю, що пливе по повітрю (іноді має вигляд гриба, краплі або груші).

Потрапляючи в квартиру, кульова блискавка веде себе по-різному: вона або гасне, або з тріском розбризкується. Розміри її бувають різними. Найчастіше зустрічаються блискавки розміром приблизно 15 див. Але бувають випадки, як у діаметрі вона сягає 1 метри і більше. При контакті з людиною переважно справа закінчується трагічно. Але в окремих випадках цього не відбувається. Нещодавно в Китаї трапився такий контакт: дивно, але 2 рази потрапивши в одну й ту саму людину, вона не вбила його (інцидент був показаний по телевізору).

Описано випадок такої зустрічі з кульовою блискавкою: у Зімбабве (Африка) молода жінка за такого контакту відбулася лише втратою сукні та зачіски. У П'ятигорську робітник-покрівельник обпік руки, намагаючись відмахнутися від невеликої кульки, яка ніби зависла над нею. Довелося довго лікуватися, бо такі опіки довго не гояться. Але випадків, які закінчуються трагічно набагато більше. Влітку стався випадок, коли було вбито нестару ще людину, яка пасла на вигоні громадську худобу. Кульова блискавка знищила його разом із конем.

Були випадки, коли літаки зустрічаються із цими вогненними кулями. Але поки що не зафіксовано загибелі літака або екіпажу (відзначалися лише незначні руйнування обшивки).

Як виглядає кульова блискавка

Кульові блискавки бувають різної форми: круглі, овальні, конусоподібні та ін. Колір блискавок теж має повний спектр забарвлень. Трапляються червоні з різними відтінками, зелені, оранжеві, білі. Деякі види блискавок мають "хвіст", що світиться. Що за явище природи? Вчені кажуть, що кульова блискавка це потік плазми, температура якого може становити 30000000 градусів. Це вище сонячної температуриу його центрі.

Чому це відбувається, якою є його природа виникнення. Відзначено спостереження виникнення цих "кульок" нізвідки - у сонячний ясний день загадкові помаранчеві кульки пересувалися поблизу поверхні, у місці, де не було ніяких високовольтних проводів та інших видів енергетичних джерел. Можливо, вони виникають глибоко у надрах нашої планети, може – у розломах її. Загалом це таємниче явище ніким ще не вивчене. Наші вчені більше знають про походження зірок, ніж про те, що відбувається у них під носом із віку у вік.

Типи кульових блискавок

На підставі оповідань очевидців виділяють два основні типи кульових блискавок.

Перший - це кульова блискавка червоного кольору, що спускається з хмар. Коли такий небесний гостинець торкнеться якогось предмета на землі, наприклад дерева, він вибухає. Цікаво: кульова блискавка розміром може бути з футбольний м'яч, вона вміє загрозливо шипіти і дзижчати.
Інший тип кульової блискавки довго подорожує вздовж земної поверхні та світиться яскравим білим світлом. Куля притягується до хороших провідників електрики і може торкнутися будь-чого — землі, лінії електропередачі або людини.

Час існування кульової блискавки

Кульова блискавка існує від кількох секунд до кількох хвилин. Чому так виходить?

Одна з теорії стверджує, що куля – маленька копія грозової хмари. Ось як це, можливо, і відбувається. У повітрі постійно знаходяться дрібні порошинки. Блискавка може повідомити електричний заряд порошинкам у певній ділянці повітря. Одні порошинки заряджаються позитивно, інші негативно. У подальшому світловому поданні тривалістю до багатьох секунд мільйони дрібних блискавок з'єднують різноіменно заряджені порошинки, створюючи в повітрі образ блискучої вогняної кулі - кульову блискавку.

Звідки з'являється кульова блискавка та як передбачати її появу? Скільки часу вона живе і яку таємну небезпеку може представляти для людини? Чи правда, що вона має власний розум? Щоб розібратися у цьому складному природному явищі, мало знань фізики. Можливо, тут ховається щось більше?

Що таке кульова блискавка?

Прийнято вважати, що кульова блискавка- це надзвичайно рідкісне явище природи, яке є електричним тілом у формі кулі, здатне переміщатися повітрям по абсолютно непередбачуваній траєкторії і долати величезні відстані.

Величина цієї кулі може бути різною – від кількох сантиметрів у діаметрі до розміру футбольного м'яча. "Живе" вона недовго, найбільше - дві хвилини, але навіть за цей час встигає зробити безліч незрозумілих і незрозумілих речей, які не піддаються логічному аналізу.

Найчастіше кульова блискавка народжується під час грози, коли повітря наповнене електричними частинками. З'єднуючись між собою, позитивно і негативно заряджені елементи створюють електричну кулю, що світиться. Він може бути не тільки білого, а й червоного, жовтого, а в окремих випадках навіть чорного кольору.

Очевидці розповідають, що блискавка може виникнути у абсолютно ясну погоду, а час та місце її появи неможливо передбачити. Вона легко може залетіти у квартиру через відчинене вікно, камін, розетку, вентилятор та навіть стаціонарний телефон.

Удар блискавки

Зустріч з такою електричною кулею не обіцяє нічого хорошого. І якщо удару блискавки з неба можна запобігти за допомогою блискавковідводу, то від кульової блискавки немає порятунку. Вона може проходити через тверді тіла – стіни, каміння, а при польоті видає дивні звуки – дзижчання, шипіння. Її дії не можна передбачати, від неї неможливо втекти, а іноді вона поводиться настільки дивно, що деякі вчені вважають її розумною істотою.

Спостереження цього явища з боку досить безпечне, але траплялися випадки, коли блискавки переслідували конкретних людей протягом усього їхнього життя. Найвідоміший випадок – це історія британського майора Саммерфорда, в якого блискавка потрапляла тричі за все його життя. Це завдало серйозної шкоди його здоров'ю. Але навіть після смерті зла доля не дала спокою — удар блискавки на цвинтарі повністю зруйнував могильну плиту нещасного майора.

Звідси виникає думка — а чи не є блискавка покаранням за якісь погані справи? Історії відомі випадки, коли блискавки вражали запеклих грішників, яких не змогли покарати звичайним, земним правосуддям. Недарма на Русі фраза: "Щоб тебе громом вразило!" - звучала як найстрашніше прокляття.

У багатьох стародавніх культурах блискавки і грім вважалися небесними знаменнями і виразом божественного гніву, що посилається на тих, хто провинився для залякування або як покарання. Кульові блискавкиназивали не інакше як «настанням диявола» або «пекельним полум'ям». Але чи завжди вони завдають шкоди?

В історії відомо чимало випадків, коли зустріч із кульовою блискавкою приносила удачу і навіть зцілення хвороб. Людину, яка вижила після удару блискавки, вважають праведним, «відзначеним Богом», якому після смерті обіцяно небеса. Нерідко люди, які пережили подібну подію, відкривали в собі нові здібності та таланти, яких раніше не було.

Наслідки удару блискавки

Удар блискавки небезпечний насамперед для літаків, оскільки може порушити радіозв'язок, роботу техніки та призвести до аварії. Блискавка, що потрапила в дерево або будівлю, призводить до пожеж та сильних руйнувань. Якщо її шляху виявиться людина, наслідки найчастіше трагічні — сильні опіки чи смерть .

Людина, яка вижила після удару блискавки, вважається щасливчиком. Але це дуже сумнівне щастя – наслідки опіку кульовою блискавкою для організму будуть сумними. Траплялося, після такого «везіння» люди втрачали пам'ять, мовлення, слух та зір. Особливо сильно від електричного струму страждає нервова система.

Зовсім інакше поводиться кульова блискавка. Від її появи не врятує навіть блискавковідведення. Вона діє вибірково: з кількох людей, що стоять поруч, одному може завдати сильної шкоди і навіть вбити, а іншому — ні. Вона здатна розплавити монети у гаманці, не пошкодивши паперових грошей.

Проходячи через людське тіло, кульова блискавка може не залишити слідів на шкірі, а спалити всі начинки. Від зіткнення з нею на тілі людини залишаються вигадливі візерунки - від цифрових символів до пейзажів місцевості, де відбулася фатальна зустріч.

Саме така дивна поведінка електричної кулі, що світиться, викликає у деяких учених підозри та припущення — а що, якщо це розумне життя? Надто вже непередбачено вона діє, до того ж часто після її появи на відкритих територіях з'являлися знамениті кола на полях. Але прямих доказів таким гіпотезам поки що немає.

Як поводитися при зустрічі з кульовою блискавкою

Якщо дотримуватися техніки безпеки, то швидше за все, така зустріч вам не загрожує. Проте є загальні рекомендації, до яких радимо прислухатися, навіть якщо ви вважаєте себе щасливою людиною.

Під час грози закривайте вікна, двері, отвори та інші виходи, в які може проникнути електричний розряд. Ідеальним варіантомбуде вимкнути електрику.
Якщо ви побачите кульову блискавку, що летить, не махайте їй руками і не намагайтеся знімати її на відео - висока ймовірність, що блискавка притягнеться до металевого предмета у вас в руках.
Якщо блискавка з'явилася поруч із вами, ніколи не намагайтеся втекти від неї! Оскільки кульова блискавка легша за повітря, рух від неї викличе повітряний вихор, який змусить блискавку піти за вами. Найкраще застигнути на місці і чекати, що буде.
Не надумайте щось кидати в кульову блискавку! Від цього вона може вибухнути і наслідки важко навіть передбачити.
Під час грози не ховайтеся під деревами та не залишайтеся всередині автомобіля.
За підрахунками, 86% людей, які потрапили під удар блискавки, — чоловіки. Тому, якщо у вашому організмі надлишок тестостерону – будьте подвійно обережні під час грози.
Якщо на вас мокрий одяг – шанси на зіткнення з блискавкою підвищуються. Електричні розряди завжди притягуються до води та вологи.

Людина, яка постраждала від удару блискавки, необхідно перенести в тепле приміщення, укутати ковдрою, при необхідності зробити штучне дихання і якнайшвидше доставити до лікарні.

Зібрані тут факти дано швидше для загального уявлення про природу кульової блискавки, ніж для практичного застосування, і навряд чи колись вам знадобляться в реальному житті. Адже шанс побачити таке явище дуже малий. За статистикою, ймовірність зустрічі людини з кульовою блискавкою – 1 із 600 000.

Про феномен кульової блискавки, її дослідження, розповіді очевидців ви можете переглянути в даному відеосюжеті:

«Отже, сьогодні тема нашої лекції – електричні явища у природі». Такими словами розпочалася чергова пара фізики. Вона не віщувала нічого цікавого, але я дуже помилилася. Стільки всього нового я давно не чула. Тоді мене й зачепила тема кульової блискавки.

Про неї було сказано побіжно, тому розібратися з нею я вирішила сама. Прочитавши не одну книгу та багато статей в інтернеті, я ось що з'ясувала. Виявляється, що досі ніхто точно не може сказати, звідки ж вона береться і що являє собою. Кульова блискавка є одним із найзагадковіших природних явищ. І це в наш час! Розповіді про спостереження кульової блискавки відомі вже дві тисячі років.

Перша згадка про неї відноситься до VI століття: єпископ Григорій Турський писав тоді про появу вогняної кулі під час церемонії освячення каплиці. Але першим, хто спробував досліджувати повідомлення про кульову блискавку, був француз Ф. Араго. І сталося це лише 150 років тому. У своїй книзі він описав 30 випадків спостереження кульових блискавок. Це дуже небагато, і цілком природно, що багато фізиків позаминулого століття, включаючи Кельвіна і Фарадея, вважали, що це оптична ілюзія, або явище неелектричної природи. Але з тих часів кількість та якість повідомлень значно зросла. Сьогодні задокументовано близько 10 000 випадків спостереження кульової блискавки.

Кульова блискавка - явище унікальне та своєрідне. Але досі вчені не можуть порадувати нас великими здобутками у сфері дослідження цих об'єктів. Як утворюється шарова блискавка? Існує безліч теорій про походження та «життя» кульових блискавок. Синтезувати кульову блискавку поки що не вдалося. Узагальнивши велику кількість свідчень, можна скласти усереднений портрет кульової блискавки. Найчастіше вона набуває форми кулі, а іноді груші, гриба чи краплі, або таку екзотичну, як бублик чи лінза. Розмір її різний: від кількох сантиметрів до цілого метра. Час «життя» так само тягнеться у широкому діапазоні — від декількох секунд до десятків хвилин. Наприкінці існування цього явища зазвичай відбувається вибух. Зрідка кульова блискавка може розпадатись на окремі частини або просто повільно згаснути. Пересувається вона зі швидкістю 0,5-1 метр за секунду. Різноманіття ж колірної гамипросто вражає: від прозорого до чорного, але лідирують все ж таки відтінки жовтого, помаранчевого, синього та червоного. Колір може бути неоднорідним, інколи ж кульові блискавки змінюють його, як хамелеон.

Найскладніше з визначенням температури та маси кульової блискавки. За даними вчених, температура може бути в межах від 100 до 1000?. Але при цьому люди, які стикалися з кульовими блискавками на відстані руки, вкрай рідко відзначали хоч якесь тепло, що виходило від них, хоч за логікою, вони мали отримати опіки. Така сама загадка і з масою: якого блискавка була розміру, вона важить трохи більше 5-7 грам. Що стосується напрямку руху, то найчастіше кульова блискавка рухається горизонтально, приблизно за метр над землею, може по ходу руху здійснювати хаотичні рухи. Іноді вона може зупинитися, проходячи повз будинок, і обережно зайти до будинку. У приміщення кульова блискавка може проникнути не лише через відчинене вікно або двері. Іноді вона, деформуючись, просочується у вузькі щілини або навіть проходить крізь скло, не залишаючи в ньому жодних слідів. Цікаво, що вона може наводити радіоперешкоди. Нерідкі випадки, коли спостерігається кульова блискавка акуратно облітає предмети, що знаходяться на шляху, поки не досягне цілком конкретного і одного їй відомого об'єкта.

Підсумовуючи всього вищесказаного, хочеться сказати, що на прикладі кульової блискавки людина може ще раз переконатися, скільки таємниць і загадок приховує в собі природа і людина буде повним дурнем, якщо скаже, що все вивчив. Ну, принаймні не на цьому етапі розвитку науки. Це далеко не все, що я дізналася про це природне явище, але, мабуть, все інше зачекає наступного разу!

Плазмово-пучкова модель пояснює утворення шарової блискавки з електронного пучка лінійної блискавки. Електронний пучок, замкнений в області зниженого тиску, іонізує навколишнє повітря, створюючи плазмовий шар. Причому, плазма підтримується енергією замкненого у ній електронного пучка і тому може існувати довго. Фізична модель пояснює освіту, властивості та розпад кульової блискавки.

Вступ.

Лінійна блискавка та електронний пучок.

Утворення кульової блискавки.

Будова кульової блискавки.

Розпад кульової блискавки.

Властивості кульової блискавки.

Хімічний склад. Випромінювання та спектр кульової блискавки. Температура кульової блискавки. Звукові ефекти, що супроводжують кульову блискавку. Розподіл електричного заряду у кульовій блискавці.

Висновок.

Реферат

Кожен із нас неодноразово бачив звичайну блискавку. Це так звана лінійна блискавка, але дуже мало людей стали свідками появи іншої більш загадкової – кульової блискавки.

У чому ж загадка цієї блискавки, очевидно, що це дуже рідкісне явище природи. Приблизно на тисячу звичайних лінійних блискавок припадає всього 2...3 кульових.

Хоча багато хто, на жаль або на щастя, не стикалися з кульовою блискавкою, на сьогоднішній день існує більше сотні різних теорій, які намагаються пояснити її природу. Але стародавнє як світ питання: «що таке кульова блискавка?» досі залишається відкритим.

У більшості випадків поява кульової блискавки пов'язана зі звичайною грозою, а точніше з лінійною блискавкою. Ось деякі приклади свідчень, описаних у книзі словацького автора А. Главача «Блискавка і людина» (видання російською мовою: Головна редакція науково-технічної літератури, Алма-Ата, Казахстан, 1989 р.):

– А. Старостін із Москви: «Кілька років тому я разом із сім'єю проводив відпустку в Міхневі, під Москвою. Увечері, під час грози, я вийшов на сходи, що вели до будинку з вулиці. Раптом сталося щось, про що я незабаром забуду. Блискала блискавка, яка біля землі, приблизно за 15 м від мене, зупинилася і перетворилася на двометрову вогненну кулю. Він виглядав як маленьке сонце, у середині був сліпуче білий. По краях вихорилися вогняні протуберанці. Якийсь час куля крутилася на місці, потім раптово зникла. Мене засліпило, очі сльозилися три дні. Потім все минулося!».

– Це сталося у квітні 1976 року. Викладач вишу професор О.С. Тимощук бачив, як з відстані 20...30 м блискавка вдарила у лінію електропередачі. Одночасно на опорі електропередачі з'явився жовто-зелений спалах, і виникла куля діаметром близько 15 см, яка, збільшуючи поступово швидкість, почала котитися. Із жовто-зеленого він став червоним. Досягши найближчої точки електропроводу, перестрибнув на нижній провід, звідти – на гілку дерева, що стояло під ним. Впавши на землю, він поскакав автострадою, розпався на кілька частин і погас.

- Інженер-будівельник Н.Д. Трусаєв із Севастополя згадує те, що сталося з ним одного з травневих днів 1938 року. Після спалаху блискавки він побачив, як по ораному полі покотилися кольорові кульки. Через 3...5 секунд вони злилися, утворивши вогняну кулю діаметром 50...70 см. Вона відірвалася від ріллі, піднялася на висоту приблизно 2 м і почала рухатися. Кілька разів змінивши напрямок руху, куля налетіла на стог соломи і підпалила його.

- У 1943 році метеоролог Н.В. Мартинов також бачив, як відразу після лінійної блискавки з телефону вискочила кульова блискавка діаметром 10 см. Вогненна куля покотилася по підлозі і вибухнула з сильним шумом. Ніхто із присутніх не постраждав.

- 9 грудня 1956 року в Майкопі несподівано вибухнула сильна гроза. З хмар вилетіла іскра і залишила за собою три кульові блискавки. Одна з них по відводу радіоантени проникла в будинок, спалила електропроводку, розбила лічильник і з вибухом розділилася на дві вогняні кулі. Вибух підняв стелю, і стіни розвалилися. Одна куля пробила стіну і вилетіла у двір. Там він обпік коневі хвіст і підкотився під стог сіна, який одразу ж спалахнув, другий – перебив у домі поперечину. Друга і третя кульові блискавки проникли до сусідніх будинків, не викликавши в них пожежі.

Таким чином, можна зробити висновок, що саме лінійна блискавка, в більшості випадків породжує кульову блискавку. Про те, як це може відбуватися, можливо, дасть відповідь ця стаття.

Зупинимося питанням поширення лінійної блискавки у атмосфері. Вивчення лінійної блискавки дозволило вченим встановити механізм її поширення, який включає два головні етапи:

1) лідер - головний розряд є послідовністю розрядів, близько 50 метрів завдовжки, що визначає траєкторію лінійної блискавки. Заряд лідера до 5 кл.

2) основний розряд – каналом прокладеним лідером від хмари до землі (або між хмарами) спрямовується основний заряд (у середньому 25 Кл) блискавки зі швидкістю 10 7 ...10 8 м/с, при цьому температура в каналі блискавки (діаметром від 2 до 30 см) майже миттєво досягає декількох десятків тисяч градусів, що викликає швидке розширення газу, утворюючи ударні хвилі, які ми чуємо як грім.

Вже на етапі лідера в каналі лінійної блискавки формується вузький потік електронів, що рухаються зі швидкістю близько 10 5 ...10 6 м/с – електронний пучок.

Електронний пучок, що розповсюджується в газовому середовищі, це пов'язане електричними і магнітними взаємодіямиспрямований рух електронів, що володіють колективними властивостями, які при русі пучка в іонізованому повітрі ще більше посилюються. Розрахунки показують, (див. повну версіюстатті: PDF, DOC) що викликані в газовому середовищі іонізаційні каскади, що проходять через неї електронним пучком, утворюють потоки вторинних, третинних і т.д. утворених при іонізації електронів швидкість яких приблизно на порядок перевищує швидкість самого пучка! Ці потоки вторинних електронів, прямуючи на всі боки від головного заряду лідера, іонізують навколишнє повітря вони, як би «промацують» найбільш вигідне поширення електронного пучка в середовищі. Розрахунки показують, що найбільш енергетично вигідним напрямком пучка в газовому середовищі слід вважати ті області, де концентрація частинок газу найменша. Проще кажучи, що менше щільність газу, то легше його «пробити» електричним розрядом. Звідси висновок, що лінійна блискавка вибирає такі області повітря, де концентрація частинок мінімальна (звичайно, якщо рахувати електричне поле і хімічний складповітря однорідним по всьому об'єму). На повітрі завжди є незначна нерівномірність у концентрації через перепадів у тиску, температурі, турбулентності тощо.

А тепер представимо ситуацію, при якій електронний пучок лінійної блискавки, з якихось причин буде замкнений у певній області простору з низькою концентрацією частинок оточених з усіх боків щільним середовищем. Однією з таких причин може стати об'ємний вибух газу, ініційований розігрівом та іонізацією газового середовища швидким потоком електронів. Внаслідок вибуху утворюється фронт ударної хвилі, що розширюється зі швидкістю, в середньому, 1000 м/с, причому концентрація частинок у ньому збільшується у 8 разів у порівнянні з концентрацією навколишнього повітря. У той же час, в центрі вибуху утворюється зона низької концентрації частинок газу, в яку цілком може потрапити електронний пучок лінійної блискавки. Електронний пучок, наштовхуючись на щільний фронт ударної хвилі, відбивається у зону низької концентрації, оскільки це найбільш енергетично вигідне напрям, т.о. пучок у пошуках виходу багаторазово розсіюється у зону низької концентрації частинок газу. Так як швидкість електронного пучка набагато вище швидкості розширення фронту ударної хвилі, то в мінімальний момент часу він іонізує навколишній газ у фронті ударної хвилі і в зоні низької концентрації, перетворюючи їх на плазму - плазмовий шар. Такий можливий сценарій народження кульової блискавки.

Плазмово-пучкова модель кульової блискавки складається з двох зон:

Центральна частина – зона низької концентрації іонів, у якій з швидкістю безладно рухається електронний пучок.
Зовнішня плазмова сфера з високою концентрацією позитивних іонів, яка більша або дорівнює концентрації молекул навколишнього повітря.

Подібну ідею замикання висував свого часу академік, лауреат Нобелівської премії П.Л. Капиця, але він розглядав замикання електромагнітної хвиліпевної частоти у плазмі. Проте, т.к. енергії замкненої електромагнітної хвилі недостатньо для підтримки плазми, передбачалося їх закачування ззовні (наприклад, від розрядів звичайної лінійної блискавки), проте з'ясувалося, такі електромагнітні хвилі потрібної інтенсивності в природі не генеруються. Електронний пучок на відміну електромагнітної хвилі середовище більш енергійна, прискорений потужним електричним полем, енергія пучка може становити значну величину, якої цілком може вистачити підтримку плазми протягом щодо тривалого часу. Комп'ютерні розрахунки даної плазмово-пучкової моделі кульової блискавки дають середній час «життя» (найчастіше зустрічається кульової блискавки в природі з діаметром 10...15 см) кілька хвилин.