Шаровая молния.

Остался от родителей в родном городе дом. Он на сестре. Строил дед. Дед строил основательно: просмоленные брусья, крепкий фундамент, ничего нигде с 35-го не покосилось. И посадил дед возле дома лиственницу. В Западной Беларуси часто возле дома сажали хвойное дерево. Вымахала лиственница большая-пребольшая -- в два раза выше дома. Деда давно нет, а она растёт. Не думал дед, не гадал, что климат изменится, а Беларусь станет грозовой страной.

Тут надо сделать отступление: через лиственницу от столба в дом заходит пара проводов -- ноль и фаза. Ветви вокруг проводов обрублены, но, как потом оказалось, от проводов удалены недостаточно -- примерно на метра полтора.

13-го июля. Сестра с племянницами уехали на море, швагер, потягивая пиво, отдыхает: смотрит телевизор. Небо в облаках, но дождя пока нет. Внезапно -- оглушительный сухой щелчок. Швагер аж подпрыгнул. И одновременно со щелчком из распределительной коробки над телевизором (в доме проводка открытая) появляется Она -- величиной с кулак жёлтая шипящая шаровая молния. Поплыла к швагеру, он бежать по комнатам, она за ним, но не догнала: утекла через вьюшку в голладскую печь, а что с ней было дальше -- неизвестно: то ли вышла во двор, то ли ушла в землю, но не взорвалась.

В доме испортилось многое: модем, телефон, сплиттер; телевизор уцелел, комп тоже -- был отключен. У соседа (дом рядом) расплавился LED-экран монитора -- был включён, и сгорел холодильник.

Лиственница тоже пострадала: от вехушки до примерно проводов с одной стороны ободрана кора.

 

О, пора на работу, допишу после. Да и писать с телефона неудобно. Самое интересное -- мои соображения о природе шаровой молнии.

Итак, продолжу. Знаете ли вы, что такое "разрыв шаблона"? Нет, это не всегда словесный троп. Понаблюдайте за весенним ручейком воды. Он непрерывный -- не разбивается на фрагменты, не так ли? А теперь посмотрите на ручеёк из крана. Если высота достаточна, то обязательно увидите, что он фрагментируется и в месте падения издаёт дробь. Почему это происходит? Такой вопрос, помнится, я видел и в каком-то учебнике по физике. Ответ прост: скорости движения участков воды на по мере удаления от крана под действием силы земного притяжения возрастают, и повехностное натяжение делает своё дело: передавливая истончающийся ручеёк, рвёт его на части. Понимаете, к чему я веду?

Молния -- это тоже ручеёк плазмы -- сильно ионизированного воздуха и паров воды. Но в отличие от водяного ручейка -- это сразу два ручейка: поток ионов в одну сторону и поток электронов в противоположную под действием силы электрического поля между облаком и землёй. Эту силу в течение короткого промежутка времени можно считать квазипостоянной (на самом деле по мере разряда она уменьшается -- всё зависит от времени рассасывания накопленного заряда, порождающего пробой).

Здесь надо сделать ещё одно отступление. Очень часто путают понятие "скорость электрического тока" с понятием "скорость распространения электрического тока", которая равна скорости распространения электромагнитного поля. На самом деле заряды движутся по известному второму закону Ньютона: "фы равно мы а". Зная заряд и массу носителя (электрона или иона) и время или, если хотите, расстояние от начала разряда,  легко вычислить скорость носителя. Поупражняйтесь. :)

Таким образом, я утверждаю, что при пробое влажного воздуха может возникнуть и возникает, фрагментирование плазмы. Это подтверждают многочисленные снимки разрядов молнии и не только молнии. Но во фрагменте количество ионов и электронов не может быть одинаковым, так как скорость поступления носителей во фрагмент непосредственно перед фрагментированием оказывается существенно разной из-за большого различия масс носителей! Другими словами -- фрагмент не электронейтрален и обязательно несёт избыточный электрический заряд. А если так, то: 1) фрагмент не может быстро  исчезнуть из-за равновесной рекомбинации и 2) фрагмент обладает потенциальной энергией.

Теперь давайте вспомним, что такое электрический ток: это протекание зарядов. И всё? Нет, не всё: цепь тока всегда замкнута! Об этом знает любой электромонтёр. Причём, как тока проводимости, так и тока смещения. (Гуманитарии, скорее всего, не знают, что такое "ток смещения", погуглите, ссылку не дам).

Все, конечно, или знают, или слышали, что такое токи Фуко. На всякий случай напомню: это вихрь тока (кольцевой ток), возникающий в теле сплошного проводника, при изменении магнитного поля. Откуда берётся магнитное поле? При завершении разряда быстро уменьшается напряжённость электрического поля, как известно, изменение электрического поля должно порождать ортогональное поле магнитное, которое тоже изменяется, так как электрическое поле изменяется нелинейно. Именно это изменение магнитного поля порождает во фрагменте плазмы замкнутый в кольцо электрический ток, и фрагмент приобретает форму тора. Доказательство -- фотографии (не видео!) шаровой молнии с короткой выдержкой. Но и это ещё не всё. Тор с током -- это общеизвестная рамка проводника с током.

Проделайте эксперимент: сделайте из толстого провода рамку в разрез которой поместите батарейку и резистор, подвесьте рамку -- она начнёт вращаться. Тяжёлая рамка в магнитном поле Земли вращается медленно -- слишком велика её масса. Но масса тороидального фрагмента примерно равна массе воздуха того же объёма, и плазменный тор, быстро вращаясь вдоль диагональной оси, визуально воспринимается, как шар. А так как он несёт избыточный электрический заряд, то при соприкосновении с проводящими предметами он может в них разрядиться, что сопровождается его разрушением, похожим на взрыв. Если фрагмент не встретит на своём пути ничего подходящего для разряда, то он должен исчезнуть из-за рассеяния энергии в окружающий воздух -- рассеяние происходит излучением, нагреванием и стеканием электрического заряда, не говоря уже о рекомбинации части электронов с ионами. Однако возникает вопрос: почему этот тор метастабилен? Ведь магнитное поле, возбудившее вихрь внутри фрагмента плазмы, изменяется достаточно быстро -- всего лишь доли секунды. Что-то замедляет исчезновение вращающегося тороидального фрагмента плазмы. Думаю, что кольцевой ток в торе продолжает некоторое время существовать и после исчезновения возбудившего его магнитного поля. Мой ответ: либо высокотемпературная сверхпроводимость в плазме, либо... Но обо всём по порядку.

Эффект высокотемпературной сверхпроводимости в плазме не наблюдается в экспериментальных установках. Это не удивительно: электрически заряженную плазму невозможно удержать магнитной ловушкой -- её собственное электрическое поле делает неизбежным взаимодействие с материалом камеры -- достаточно малейшего отклонения от оси симметрии. Совсем другое дело -- шаровая молния. Здесь уже ничего не надо создавать искусственно, и мы имеем дело с особой формой состояния материи плазмы -- избыточные электроны могут восприниматься ионами, как "свои", но находящиеся на очень далёких энергетических уровнях. Такие состояния называются ридберговскими. Вообще же ридберговский атом может иметь размер порядка миллиметра; невероятно, правда?

При высокой концентрации возбуждённых электронов (а они в избытке!) при их сближении с ионами волновая функция их взаимодействия с ионами и друг с другом начинает меняться, перестаёт осциллировать и становится гладкой -- внутри плазмы возникает состояние, напомнающее металлы, где каждый электрон и общий, и ничей. Возможно, что такое состояние и приводит к сверхпроводимости внутри плазмы, вырожденной в возбуждённое ридберговское вещество. Такое вещество метастабильно и способно проходить насквозь через тонкие диэлектрики, как вода через марлю. Естественно, время существования такого состояния ограничено запасённой энергией, которая должна быстро рассеиваться -- сверхпроводимость не идеальная, рассеяния электронов (не забудем, что электрон -- это и волна) на ионах всё же случаются. Однако, пока по кольцу течёт ток, плазма существует, как агрегатное состояние вещества. Если через плазму не течёт ток -- неважно какой -- постоянный или переменный -- из-за рекомбинации электронов с ионами она гаснет. Однако высокотемпературная сверхпроводимость в плазме и ридберговское вещество -- это экзотическое допущение. На мой взгляд есть более простая и прозаическая причина метастабильности плазменного тора.

Ток, возбудившись в торе, не может не излучать электромагнитные волны, так как носители заряда -- электроны и ионы -- движутся в противоположных направлениях по кругу, т.е. ускоренно. А из уравнений Максвелла следует, что в этом случае неизбежно будет возбуждено электромагнитное поле высокой частоты. Вырваться из тора оно не может из-за полного внутреннего отражения на границе плазма-воздух. Так, например, короткие волны отражаются от ионосферы. Значит, электромагнитное поле остаётся внутри вращающегося тора. И тут вспомним об объёмных резонаторах. Кстати, первые объёмные резонаторы конструировались именно в форме тора. Внутри тора возбуждаются многомодовые стоячие волны, частота которых зависит от размера шаровой молнии. Именно они и поддерживают ионизацию, обеспечивая метастабильность образования. И вот почему: избыточные электроны, колебаясь под воздействием переменного электрического поля стоячей волны, повторно ионизируют результаты рекомбинации, препятствуя ей статистически, и, кроме того, поддерживают температуру плазмы.

Но для поддержки резонанса нужна подожительная обратная связь. Где она? Давайте  вспомним о генераторных приборах, использующих факт наличия массы у электронов. Избыточные электроны в плазменном торе движутся по кругу. Если пути электронов и длины волн синфазны, то колебания не затухают или затухают медленно. Таким образом, энергия электрического заряда расходуется на генерирование стоячей волны внутри тора шаровой молнии.

Значит, не так уж и ошибался П.Л.Капица: причина метастабильности заключается в стоячих СВЧ-волнах! Но в отличие от него я полагаю, что это не внешние, а внутренние волны. Диэлектрики, через которые проходит шаровая молния, не разрушают резонансную систему шаровой молнии и не являются препятствием для внутренних стоячих волн.

А как же шаровая молния появляется "из ничего"? Фишка в том, что из ничего ничего и не появляется. В результате удара молнии в токопроводящий материал вдоль него со скоростью света распространяется электрическое поле, и на окончании проводника происходит выброс электронов во влажный воздух. Возникает ионизирующая струя. Кстати, это хорошо умел делать Никола Тесла. Как он это делал -- забыто. Однако я отвлёкся.

Дальше судьба струи может происходить по схеме, которую я описал для молнии. Если изменение электрического поля в месте окончания проводника благоприятно для возникновения сверхпроводящего плазменного кольца, то и возникает то явление, которое мы называем "шаровая молния".

В своих соображениях  я сделал одно крайне важное и шаткое допущение -- существование высокотемператкрной плазменной сверхпроводимости. Конечно, это только сумасшедшая гипотеза. Но её можно или подтвердить, или опровергнуть. Правда, сделать это экспериментально очень трудно. Выше я писал почему. Другое объяснение метастабильности -- объёмный резонанс -- мне кажется более правдоподобным.

Что говорит в пользу моих соображений? Шаровая молния -- всегда тело вращения, несущее заряд.  Именно тело вращения, а не всегда шар. Таковы наблюдения. А что вращается? Рамка с током в магнитном поле Земли. Визуально мы видим тело вращения. Но что-то должно же объяснять метастабильность этой рамки! Я предложил своё объяснение -- сверхпроводимость или, что вероятнее, объёмный резонанс.

Если прочли до конца -- примите мою благодарность.

 

 

Версия для печатиВерсия для печати
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Всего голосов: 4
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!

Читайте также

 

Комментарии

Страницы

Аватар пользователя mike

На ютъюбе масса видео с шаровыми молниями.

Друзья, я расширил свою концепцию природы шаровой молнии. Но почеиу-то мой коммент, посвящёнными этому, редакция предпочла удалить.

Из-за разногласией с редакцией прекращаю бложить. Жаль, но по-другому поступить не могу.

К этому посту мы ничего не удаляли.

Аватар пользователя mike

Значит,  мой смартфон удалил. Давно заметил: по ночам он тайком этим занимается. От бездействия, полагаю. Что с него возьмёшь --  одно слово -- "Андроид". Опасен.

 

Влад пытался предупредить:)

Аватар пользователя mike

Думал и я на Влада сослаться, да вломм было.

mike пишет:

На ютъюбе масса видео с шаровыми молниями.

Масса - это сколько? Тысячи или десятки.

Дело в том, что сейчас смартфоны у сотен миллионов людей - а реальных видео шаровой молнии нет. - Вывод: Шаровая молния есть миф (С)

Аватар пользователя admin

mike пишет:

Но почеиу-то мой коммент, посвящёнными этому, редакция предпочла удалить.

Вот логи нашего сервера, относящиеся к вашим действиям в данной публикации:

- Вы изменяете текст блога (вчера):
XXX.XXX.XXX.55 - - [15/Aug/2016:12:56:56 +0300] "POST /blog/users/mike/1048835-sharovaya-molniya/edit HTTP/1.0" 302 - "http://www.kv.by/blog/users/mike/1048835-sharovaya-molniya/edit" "Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1; rv:36.0) Gecko/20100101 Firefox/36.0 SeaMonkey/2.33.1"

- Вы заходите в этот пост (сегодня):
YYY.YYY.YYY.158 - - [16/Aug/2016:05:52:54 +0300] "GET /blog/users/mike/1048835-sharovaya-molniya HTTP/1.0" 200 124499 "http://www.kv.by/blog/users/mike" "Mozilla/5.0 (Linux; Android 5.0.2; LG-D690 Build/LRX22G) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/4.0 Chrome/34.0.1847.118 Mobile Safari/537.36"

- Вы читаете вторую страницу комментариев:
YYY.YYY.YYY.158 - - [16/Aug/2016:05:53:21 +0300] "GET /blog/users/mike/1048835-sharovaya-molniya?page=1 HTTP/1.0" 200 127174 "http://www.kv.by/blog/users/mike/1048835-sharovaya-molniya" "Mozilla/5.0 (Linux; Android 5.0.2; LG-D690 Build/LRX22G) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/4.0 Chrome/34.0.1847.118 Mobile Safari/537.36"

- Вы оставляете комментарий (#191343) с неким текстом:
YYY.YYY.YYY.158 - - [16/Aug/2016:05:57:31 +0300] "POST /comment/reply/48835 HTTP/1.0" 302 - "http://www.kv.by/blog/users/mike/1048835-sharovaya-molniya?page=1" "Mozilla/5.0 (Linux; Android 5.0.2; LG-D690 Build/LRX22G) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/4.0 Chrome/34.0.1847.118 Mobile Safari/537.36"

- Вы заходите в редактирование этого же комментария:
YYY.YYY.YYY.158 - - [16/Aug/2016:05:57:45 +0300] "GET /comment/191343/edit HTTP/1.0" 200 48562 "http://www.kv.by/blog/users/mike/1048835-sharovaya-molniya?page=2" "Mozilla/5.0 (Linux; Android 5.0.2; LG-D690 Build/LRX22G) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/4.0 Chrome/34.0.1847.118 Mobile Safari/537.36"

- Что-то исправив, сохраняете его:
YYY.YYY.YYY.158 - - [16/Aug/2016:05:58:03 +0300] "POST /comment/191343/edit HTTP/1.0" 302 - "http://www.kv.by/comment/191343/edit" "Mozilla/5.0 (Linux; Android 5.0.2; LG-D690 Build/LRX22G) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/4.0 Chrome/34.0.1847.118 Mobile Safari/537.36"

Теперь этот комментарий выглядит так, как сейчас.

Кроме этих ваших действий, больше никаких изменений в комментариях к этой публикации между [15/Aug/2016:12:56:56 +0300] и [16/Aug/2016:05:57:31 +0300] не происходило.

 

Зайдем с другой стороны. Рассмотрим комментарии по их уникальным ID (который представляет собой поле типа int(11) с AUTO_INCREMENT):

#191340 - ваш комментарий от 15 августа, 2016 - 18:50 в блоге "Что ты за птица, IT-журналист?"

#191341 - еще один ваш комментарий от 15 августа, 2016 - 19:28 там же

#191342 - ваш комментарий от 16 августа, 2016 - 06:40 в статье "10 языков программирования, которые больше никому не нужны" (комментарий сделан в 05:51, затем отредактирован в 06:34 и 06:40, поэтому указано последнее время)

#191343 - уже упоминавшийся комментарий в этом блоге от 16 августа, 2016 - 05:58

Как видно, никаких пропусков в нумерации нет.

 

Так какой ваш комментарий и где именно "редакция предпочла удалить"?

Аватар пользователя mike

Глюк на сервере, у меня или у провайдера -- а фиг с ним. Ну не удаляли, так не удаляли. Нашли чем заморачиваться. И так много мне чести -- такую простыню соорудили. Спасибо, без булды.

...Реальных видео шаровой молнии нет.

И как ты отличишь реальное видео от нереального?

Реального Логика тоже нет. Кто-нибудь его видел? Нет? Значит -- нет реального Логика.

+1

mike пишет:

И как ты отличишь реальное видео от нереального?

Несколько миллионов смартфонов!!!! А такого видео - чтобы эксперты сказали - да, это не фейк или это не фары автомобиля, едущего вдалеке в ночи  - такого видео просто нет! (С)

 

-1
Аватар пользователя mike

А такого видео - чтобы эксперты сказали - да, это не фейк или это не фары автомобиля

А такого поста, чтобы эксперты сказали: "Да, это не бот, это реально философ Логик!" -- такого поста просто нет! (С)

+1

Страницы