Cтраница 1
Диаметр шаровых молний находится в диапазоне от долей сантиметра до нескольких метров. [1]
Гистограмма размеров шаровой молнии, полученная на основе анализа 1005 событий, сообщения о которых содержались в ответах на первую анкету ( 1976 г.), приведена на рис. 2.6. Над каждой колонкой гистограммы записаны число случаев, когда диаметры шаровой молнии лежали в данной области значений, и доля в процентах, которую составляют эти случаи от общего числа наблюдений, а также вероятные пределы случайных отклонений. [2]
Таким образом, в результате взрыва шаровой молнии исчезло 24 г железа, на что должно было затратиться 18 4 кДж в случае плавления и почти 121 кДж при испарении. Диаметр шаровой молнии был около 8 см и соответственно, если считать, что вся выделившаяся энергия была запасена в шаровой молнии, получаем плотность энергии 8 6 Дж / см3 в первом случае и 56 Дж / см3 во втором. [3]
Сразу же отметим, что расчеты плотности энергии обеспечивают точность лишь по порядку величины; кроме того, точность уменьшают и систематические ошибки. Такие ошибки могут вноситься, скажем, за счет разности между наблюдаемым и истинным диаметрами шаровой молнии, поскольку эффект гало завышает реальный размер светящегося объекта. Видимый размер шаровой молнии может оказаться и меньше истинного из-за отсутствия данных об инфракрасном излучении объекта и распределении энергии по радиусу. [4]
Размеры шаровой молнии важны для расчета плотности энергии в ней и отбора гипотез о механизме ее образования. Из-за того что поперечник источника света обычно кажется меньше, чем его действительный размер, в вопросе об истинной величине диаметра шаровой молнии существует путаница. Влияние особенностей восприятия на наблюдателя и его сообщения обсуждаются в гл. Если бы удалось установить, что типичный диаметр молнии ( 15 Ю см) завышен, то полученные путем расчета или рассуждений свойства молнии, зависящие от ее диаметра ( такие, как плотность энергии), соответствующим образом уменьшились бы ( см. гл. [5]
Преимущества анкетного опроса современников по сравнению с анализом исторического материала особенно явно выступают при статистической обработке. Описания, составленные не по стандартной форме, как правило, не содержат многих сведений, что приводит к резкому сокращению объема данных, которые можно использовать. Предположим, что всего в 1 / 3 описаний нет сведений о диаметре шаровой молнии и такая же доля наблюдений не содержит длительности наблюдения. Тогда ( при условии, что эти данные отсутствуют по чистой случайности) при сопоставлении времени жизни и размеров можно использовать уже менее половины ( 4 / 9) наблюдений. При сопоставлении же трех свойств в аналогичных условиях остается менее 1 / 3 ( 8 / 27) всего исходного массива наблюдений и нет уже никакой возможности получить интересующие нас сведения. [6]
Вследствие этого характер движения может неожиданно меняться. При изменении заряда равновесие сил нарушается и молния может внезапно начать падать или подниматься вверх. Если молния в процессе движения полностью потеряет свой заряд, это еще не означает, что электрическое поле перестает влиять на нее. На расстоянии, равном диаметру шаровой молнии, разность потенциалов электрического поля, возникающая во время грозы, может достигать нескольких киловольт. Под действием поля вещество шаровой молнии будет поляризоваться, так что в ней возникнут наведенные электрические заряды. Поляризационные силы, действующие на незаряженную шаровую молнию, будут перемещать ее в область, где напряженность электрического поля больше. На большой высоте поле однородно и электрические силы не влияют на движение шаровой молнии, если она не заряжена. Однако вблизи поверхности земли незаряженная шаровая молния будет притягиваться к заряженным проводникам независимо от знака их заряда, что и наблюдается довольно часто. Возможно, этим и объясняется ее упорное стремление проникать в закрытые помещения даже через узкие отверстия. После соприкосновения с проводником часть индуцированного заряда нейтрализуется и молния, таким образом, снова может получить заряд одного знака. [7]
Заметим, что этот поток не имеет никакого отношения к потоку тепла из шаровой молнии в обычном состоянии, который, как мы видели выше, должен быть значительно меньше. Именно такой вывод вытекает и из рассматриваемого случая. В самом деле, отмеченная выше локальность нагрева означает, что столь большие значения теплового потока появились лишь в месте контакта шаровой молнии со стеклом. Если предположить, что диаметр шаровой молнии действительно был 5 - б см, то плотность энергии, запасенной в ней, оказывается, по-видимому, слишком большой - около 100 Дж / см3, что на порядок превышает полученную выше цифру. Но вполне возможно, что в действительности ее диаметр был занижен. Очень вероятно, что диаметр отверстия в стекле ( 5 см) повлиял на последующие оценки диаметра шаровой молнии наблюдателями. Между тем многочисленные факты свидетельствуют о том, что, как правило, шаровая молния проделывает на своем пути отверстия значительно меньше ее диаметра. [8]
Заметим, что этот поток не имеет никакого отношения к потоку тепла из шаровой молнии в обычном состоянии, который, как мы видели выше, должен быть значительно меньше. Именно такой вывод вытекает и из рассматриваемого случая. В самом деле, отмеченная выше локальность нагрева означает, что столь большие значения теплового потока появились лишь в месте контакта шаровой молнии со стеклом. Если предположить, что диаметр шаровой молнии действительно был 5 - б см, то плотность энергии, запасенной в ней, оказывается, по-видимому, слишком большой - около 100 Дж / см3, что на порядок превышает полученную выше цифру. Но вполне возможно, что в действительности ее диаметр был занижен. Очень вероятно, что диаметр отверстия в стекле ( 5 см) повлиял на последующие оценки диаметра шаровой молнии наблюдателями. Между тем многочисленные факты свидетельствуют о том, что, как правило, шаровая молния проделывает на своем пути отверстия значительно меньше ее диаметра. [9]
Возникает и еще один вопрос. Почему шаровая молния образуется, как правило, одна. Почему не возникают плазменные сгустки в соседних пучностях стоячей электромагнитной волны. Ведь появление небольшой затравочной ионизации едва ли представляет собой редкость во время грозы. В конце концов некоторое количество зарядов может попасть из шаровой молнии в соседние точки и положить тем самым начало новым молниям. Ссылка на четочную молнию ( не случайно, все гипотезы этого типа стремятся включить в себя и это явление - оно представляется естественным следствием такого взгляда на шаровую молнию) на самом деле говорит против теории с внешним источником энергии. В самом деле, четочная молния встречается настолько редко по сравнению с шаровой, что нет никаких оснований связывать эти два явления. Добавим также, что сам характер этих явлений тоже совершенно различен, например диаметр отдельных звеньев четочной молнии, судя по фотографиям, во много раз больше диаметра обычных шаровых молний. Резко различается и характер их движения, а также яркость, поскольку четочную молнию всегда наблюдают только с больших расстояний. [10]