Kamuolinis žaibas kaip tai atsiranda. Kamuolinis žaibas. Plazminio pluošto modelis. Ką ji gali padaryti

„Taigi, šiandien mūsų paskaitos tema elektriniai reiškiniai gamtoje". Šiais žodžiais prasidėjo kita fizikos pora. Ji nieko įdomaus nepranešė, bet aš labai klydau. Jau seniai negirdėjau tiek daug naujų dalykų. Tada mane trenkė kamuolinio žaibo tema.

Tai buvo paminėta praeityje, todėl nusprendžiau su tuo susitvarkyti pats. Perskaičiusi ne vieną knygą ir daugybę straipsnių internete, štai ką sužinojau. Pasirodo, iki šiol niekas negali tiksliai pasakyti, iš kur jis kilęs ir kas tai yra. Kamuolinis žaibas – vienas paslaptingiausių gamtos reiškinių. Ir tai mūsų laikais! Istorijos apie kamuolinio žaibo stebėjimą žinomos jau du tūkstančius metų.

Pirmasis jo paminėjimas datuojamas VI amžiuje: vyskupas Gregory of Tours tada rašė apie ugnies kamuolio atsiradimą per koplyčios pašventinimo ceremoniją. Tačiau pirmasis, kuris bandė ištirti pranešimus apie kamuolinius žaibus, buvo prancūzas F. Arago. Ir tai įvyko tik prieš 150 metų. Savo knygoje jis aprašė 30 kamuolinio žaibo stebėjimo atvejų. Tai nėra daug, ir visiškai natūralu, kad daugelis praėjusio amžiaus fizikų, įskaitant Kelviną ir Faradėjų, manė, kad tai buvo arba Optinė iliuzija, arba neelektrinio pobūdžio reiškinys. Tačiau nuo to laiko pranešimų kiekis ir kokybė labai išaugo. Iki šiol dokumentuota apie 10 000 kamuolinių žaibų pastebėjimų.

Kamuolinis žaibas – unikalus ir savotiškas reiškinys. Tačiau mokslininkai vis dar negali mūsų pradžiuginti dideliais pasiekimais šių objektų tyrimų srityje. Kaip susidaro kamuolinis žaibas? Egzistuoja puiki suma teorijos apie kamuolinio žaibo kilmę ir „gyvenimą“. Kol kas nepavyko susintetinti kamuolinio žaibo. Apibendrinant didelis skaičiusįrodymų, galima sukurti vidutinį kamuolinio žaibo „portretą“. Dažniausiai tai būna rutulio, o kartais ir kriaušės, grybo ar lašo pavidalo, arba kažkas tokio egzotiško kaip spurgos ar lęšio. Jos dydis įvairus: nuo kelių centimetrų iki viso metro. „Gyvavimo laikas“ taip pat apima labai platų diapazoną - nuo kelių sekundžių iki dešimčių minučių. Pasibaigus šio reiškinio egzistavimui, dažniausiai įvyksta sprogimas. Kartais kamuolinis žaibas gali suskaidyti į atskiras dalis arba tiesiog lėtai išnykti. Jis juda 0,5-1 metro per sekundę greičiu. Spalvų įvairovė tiesiog nuostabi: nuo skaidrios iki juodos, tačiau geltonos, oranžinės, mėlynos ir raudonos spalvos atspalviai vis dar pirmauja. Spalva gali būti netolygi, o kartais kamuolinis žaibas ją keičia kaip chameleonas.

Sunkiausia nustatyti kamuolinio žaibo temperatūrą ir masę. Pasak mokslininkų, temperatūra gali svyruoti nuo 100 iki 1000? Tačiau tuo pačiu metu kamuolinį žaibą ištiestos rankos atstumu susidūrę žmonės retai pastebėjo nuo jų sklindančią šilumą, nors, logiškai mąstant, jie turėjo būti nudeginti. Ta pati paslaptis yra ir su mase: kad ir kokio dydžio būtų žaibas, jis sveria ne daugiau kaip 5-7 gramus. Kalbant apie judėjimo kryptį, kamuolinis žaibas dažniausiai juda horizontaliai, maždaug metrą virš žemės, ir pakeliui gali atlikti chaotiškus judesius. Kartais ji gali sustoti eidama pro namą ir atsargiai įeiti į namą. Kamuolinis žaibas į kambarį gali patekti ne tik pro atidarytas langas arba durys. Kartais jis deformuojasi ir prasiskverbia į siaurus plyšius ar net praeina pro stiklą nepalikdamas jame jokių pėdsakų. Įdomu tai, kad tai gali sukelti radijo trukdžius. Dažnai pasitaiko atvejų, kai stebimas kamuolinis žaibas atsargiai skrenda aplink savo kelyje esančius objektus, kol pasiekia labai konkretų ir vienintelį žinomą objektą.

Apibendrinant visa tai, kas išdėstyta aukščiau, noriu pasakyti, kad pasitelkus kamuolinio žaibo pavyzdį, žmogus gali dar kartą įsitikinti, kiek paslapčių ir paslapčių gamta slepia savyje, ir žmogus būtų visiškas kvailys, jei pasakytų, kad taip. jis viską iki galo išstudijavo. Na, bent jau ne šiame mokslo vystymosi etape. Tai dar ne viskas, ką sužinojau apie šį gamtos reiškinį, bet galbūt visa kita gali palaukti iki kito karto!

Įvykis iš Nikolajaus II gyvenimo Paskutinis Rusijos imperatorius, dalyvaujant savo seneliui Aleksandrui II, pastebėjo reiškinį, kurį pavadino „ugnies kamuoliu“. Jis prisiminė: „Kai mano tėvai buvo išvykę, su seneliu Aleksandrijos bažnyčioje atlikome visą naktį budėjimo apeigas. Buvo stipri perkūnija; atrodė, kad žaibai, sekdami vienas po kito, pasiruošę supurtyti bažnyčią ir visą pasaulį iki pat pamatų. Staiga visiškai sutemo, kai vėjo gūsis atidarė bažnyčios vartus ir užgesino žvakes priešais ikonostazą. Perkūnija buvo garsesnė nei įprastai, ir pamačiau, kaip pro langą įskrido ugnies kamuolys. Kamuolys (tai buvo žaibas) apskriejo ant grindų, praskriejo pro žvakidę ir išskrido pro duris į parką. Mano širdis sustingo iš baimės ir pažvelgiau į senelį – bet jo veidas buvo visiškai ramus. Jis persižegnojo taip pat ramiai, kaip kai žaibas praskriejo pro mus. Tada pagalvojau, kad bijoti tokia, kokia buvau, yra nedera ir nevyriška. Kamuoliui išskridus vėl pažvelgiau į senelį. Jis švelniai nusišypsojo ir linktelėjo man. Mano baimė dingo ir daugiau niekada nebijojau perkūnijos. Įvykis iš Aleisterio Crowley gyvenimo: Garsus britų okultistas Aleisteris Crowley kalbėjo apie reiškinį, kurį jis pavadino „elektra kamuolio pavidalu“, kurį pastebėjo 1916 m. per perkūniją prie Pasconi ežero Naujajame Hampšyre. Jis prisiglaudė mažame kaimo namas, kai „tyliai nustebęs pastebėjau, kad šešių colių atstumu nuo mano dešiniojo kelio sustojo akinantis elektros ugnies kamuolys, kurio skersmuo yra nuo trijų iki šešių colių. Pažvelgiau į jį ir jis staiga sprogo aštriu garsu, kurio negalima supainioti su tuo, kas siautėjo lauke: perkūnijos triukšmu, krušos ar vandens srovėmis ir medžio traškėjimu. Mano ranka buvo arčiausiai kamuolio ir ji pajuto tik silpną smūgį. Atvejis Indijoje: 1877 metų balandžio 30 dieną kamuolinis žaibas nuskriejo į centrinę Amristaro (Indija) šventyklą Harmandir Sahib. Keletas žmonių stebėjo šį reiškinį, kol kamuolys išėjo iš kambario pro lauko duris. Šis įvykis pavaizduotas ant Darshani Deodi vartų. Atvejis Kolorado valstijoje: 1894 metų lapkričio 22 dieną Aukso mieste Kolorado valstijoje (JAV) pasirodė kamuolinis žaibas, kuris truko netikėtai ilgai. Kaip pranešė laikraštis „Golden Globe“: „Pirmadienio vakarą mieste buvo galima stebėti gražų ir keistą reiškinį. Pūtė stiprus vėjas ir atrodė, kad oras prisipildė elektros. Tie, kurie tą vakarą buvo šalia mokyklos, pusvalandį galėjo matyti vienas po kito skriejančius ugnies kamuolius. Šiame pastate įrengtos, ko gero, geriausios gamyklos visoje valstybėje elektrinės dinamos. Tikriausiai praėjusį pirmadienį delegacija į dinamą atvyko tiesiai iš debesų. Neabejotinai šis vizitas buvo labai sėkmingas, kaip ir įnirtingas žaidimas, kurį jie pradėjo kartu. Atvejis Australijoje: 1907 m. liepą vakarinėje Australijos pakrantėje į Natūralisto kyšulio švyturį trenkė kamuolinis žaibas. Švyturio prižiūrėtojas Patrickas Bairdas prarado sąmonę, o reiškinį aprašė jo dukra Ethel. Kamuolinis žaibas povandeniniuose laivuose: Antrojo pasaulinio karo metu povandeniniai laivai ne kartą ir nuosekliai pranešdavo apie mažus kamuolinius žaibus, įvykusius uždaroje povandeninio laivo erdvėje. Jie atsirado įjungus, išjungus ar neteisingai prijungus akumuliatorių arba atjungus ar neteisingai prijungus didelio induktyvumo elektros variklius. Bandymai atkurti reiškinį naudojant atsarginę povandeninio laivo bateriją baigėsi nesėkme ir sprogimu. Atvejis Švedijoje: 1944 m., rugpjūčio 6 d., Švedijos Upsalos mieste kamuolinis žaibas praskriejo pro uždarytą langą, palikdamas apvalią maždaug 5 cm skersmens skylę. Reiškinį pastebėjo ne tik vietos gyventojai – suveikė Upsalos universiteto žaibo sekimo sistema, sukurta Elektros ir žaibo studijų katedroje. Byla prie Dunojaus: 1954 metais fizikas Taras Domokosas pastebėjo žaibą per smarkią perkūniją. Jis pakankamai išsamiai aprašė tai, ką matė. „Tai atsitiko Margaritos saloje prie Dunojaus. Buvo kažkur apie 25–27°C, dangus greitai apsiniaukojo, prasidėjo stipri perkūnija. Netoliese nebuvo nieko, kur būtų galima pasislėpti, šalia buvo tik vienišas krūmas, vėjo linkęs į žemę. Staiga apie 50 metrų nuo manęs žaibas trenkė į žemę. Tai buvo labai ryškus 25–30 cm skersmens kanalas, buvo tiksliai statmenas žemės paviršiui. Buvo tamsu apie dvi sekundes, tada 1,2 m aukštyje pasirodė gražus 30–40 cm skersmens rutulys, kuris pasirodė 2,5 m atstumu nuo žaibo smūgio vietos, todėl šis smūgio taškas. buvo pačiame viduryje tarp kamuolio ir krūmo. Kamuolys spindėjo kaip maža saulė ir sukosi prieš laikrodžio rodyklę. Sukimosi ašis buvo lygiagreti žemei ir statmena linijai „krūmas – smūgio vieta – rutulys“. Kamuolys taip pat turėjo vieną ar du raudonus sūkurius, bet ne tokius ryškius, jie išnyko po sekundės dalies (~0,3 s). Pats rutulys lėtai judėjo horizontaliai išilgai tos pačios linijos nuo krūmo. Jo spalvos buvo aiškios, o ryškumas buvo vienodas visame paviršiuje. Nebebuvo sukimosi, judėjimas vyko pastoviu aukščiu ir pastoviu greičiu. Daugiau dydžio pokyčių nepastebėjau. Praėjo dar trys sekundės – kamuolys staiga dingo ir visiškai tyliai, nors dėl perkūnijos triukšmo gal ir negirdėjau. Kazanės atvejis: 2008 metais Kazanėje kamuolinis žaibas įskriejo į troleibuso langą. Konduktorius, naudodamasis bilietų tikrinimo aparatu, numetė ją į salono galą, kur nebuvo keleivių, o po kelių sekundžių nugriaudėjo sprogimas. Salone buvo 20 žmonių, niekas nenukentėjo. Troleibusas neveikė, bilietų tikrinimo aparatas įkaito, pabalo, bet liko veikiantis.

Vienas nuostabiausių ir pavojingi reiškiniai gamta yra kamuolinis žaibas. Kaip elgtis ir ką daryti susitikus su ja, sužinosite iš šio straipsnio.

Kas yra kamuolinis žaibas

Stebėtinai šiuolaikinis mokslas sunku atsakyti į šį klausimą. Deja, to dar niekam nepavyko išanalizuoti gamtos reiškinys naudojant tiksliuosius mokslinius instrumentus. Visi mokslininkų bandymai jį atkurti laboratorijoje taip pat žlugo. Nepaisant daugybės istorinių duomenų ir liudininkų pasakojimų, kai kurie tyrinėtojai visiškai neigia šio reiškinio egzistavimą.

Tie, kuriems pasisekė, išgyvenę susidūrimą su elektriniu kamuoliu, duoda prieštaringus parodymus. Jie teigia matę 10–20 cm skersmens rutulį, tačiau apibūdina jį kitaip. Remiantis viena versija, kamuolinis žaibas yra beveik skaidrus, pro jį net matomi aplinkinių objektų kontūrai. Pagal kitą, jo spalva svyruoja nuo baltos iki raudonos. Kažkas sako, kad pajuto nuo žaibo sklindantį karštį. Kiti nepastebėjo jokios jos šilumos, net būdami arti.

Kinijos mokslininkams pasisekė užfiksuoti kamuolinius žaibus naudojant spektrometrus. Nors šis momentas truko pusantros sekundės, mokslininkams pavyko padaryti išvadą, kad jis skiriasi nuo įprasto žaibo.

Kur atsiranda kamuolinis žaibas?

Kaip elgtis ją sutikus, nes ugnies kamuolys gali pasirodyti bet kur. Jo susidarymo aplinkybės labai skiriasi ir sunku rasti apibrėžtą modelį. Dauguma žmonių mano, kad žaibą galima sutikti tik per perkūniją arba po jos. Tačiau yra daug įrodymų, kad jis pasirodė esant sausam, be debesų orui. Taip pat neįmanoma numatyti vietos, kur gali susidaryti elektrinis rutulys. Yra buvę atvejų, kai jis kildavo iš įtampos tinklo, medžio kamieno ir net nuo gyvenamojo namo sienos. Liudininkai matė, kaip žaibas pasirodė savaime, susidūrė su juo atvirose vietose ir patalpose. Taip pat literatūroje aprašomi atvejai, kai kamuolinis žaibas įvyko po eilinio smūgio.

Kaip elgtis

Jei jums „pasisekė“, kad susidūrėte su ugnies kamuoliu atviroje vietoje, turite laikytis pagrindinių elgesio taisyklių šioje ekstremalioje situacijoje.

Stenkitės lėtai tolti nuo pavojinga vieta per nemažą atstumą. Neatsuk žaibui nugaros ir nebandyk nuo jo bėgti.
Jei ji yra arti ir juda link jūsų, sustingkite, ištieskite rankas į priekį ir sulaikykite kvėpavimą. Po kelių sekundžių ar minučių kamuolys apjuos jus ir išnyks.
Niekada nemeskite į jį jokių daiktų, nes žaibas sprogs, jei į ką nors pataikys.

Kamuolinis žaibas: kaip pabėgti, jei jis pasirodo namuose?

Šis siužetas yra pats baisiausias, nes nepasiruošęs žmogus gali panikuoti ir padaryti lemtingą klaidą. Atminkite, kad elektrinė sfera reaguoja į bet kokį oro judėjimą. Todėl universaliausias patarimas – išlikti ramiam. Ką dar galite padaryti, jei į jūsų butą įskriejo kamuolinis žaibas?

Ką daryti, jei jis atsiduria šalia veido? Papūsk ant kamuoliuko ir jis nuskris.
Nelieskite geležinių daiktų.
Sustingkite, nedarykite staigių judesių ir nebandykite pabėgti.
Jei netoliese yra įėjimas į gretimą kambarį, pabandykite jame pasislėpti. Tačiau neatsuk žaibui nugaros ir stenkis judėti kuo lėčiau.
Nebandykite jo nuvaryti jokiu daiktu, kitaip rizikuojate sukelti didelį sprogimą. Tokiu atveju susidursite su šiais dalykais rimtų pasekmių pvz., širdies sustojimas, nudegimai, sužalojimai ir sąmonės netekimas.

Kaip padėti aukai

Atminkite, kad žaibas gali sukelti labai rimtus sužalojimus ar net mirtį. Jei matote, kad žmogus buvo sužeistas nuo jos smūgio, skubiai imkitės veiksmų - perkelkite jį į kitą vietą ir nebijokite, nes jo kūne neliks krūvio. Paguldykite jį ant grindų, apvyniokite ir iškvieskite greitąją pagalbą. Sustojus širdžiai, duokite jam dirbtinį kvėpavimą, kol atvyks gydytojai. Jei žmogus nėra rimtai sužeistas, uždėkite jam ant galvos drėgną rankšluostį, duokite dvi analgino tabletes ir raminančių lašų.

Kaip apsisaugoti

Kaip apsisaugoti nuo kamuolinio žaibo? Pirmas žingsnis – imtis priemonių, kad būtumėte saugūs per įprastą perkūniją. Atminkite, kad dažniausiai žmonės patiria elektros smūgį lauke arba kaimo vietovėse.

Kaip pabėgti nuo kamuolinio žaibo miške? Neslėpk po vienišais medžiais. Pabandykite rasti žemą giraitę ar krūmyną. Atminkite, kad žaibas retai trenkia į spygliuočius ir beržą.
Nelaikykite virš galvos metalinių daiktų (šakių, kastuvų, šautuvų, meškerės ir skėčių).
Nesislėpk šieno kupetoje ir negulk ant žemės – geriau pritūpk.
Jei perkūnija jus užklupo automobilyje, sustokite ir nelieskite metalinių daiktų. Nepamirškite nuleisti antenos ir važiuoti toliau nuo aukštų medžių. Patraukite į kelio pusę ir neįeikite į degalinę.
Atminkite, kad gana dažnai perkūnija eina prieš vėją. Kamuolinis žaibas juda lygiai taip pat.
Kaip elgtis namuose ir ar reikėtų sunerimti, jei esate po stogu? Deja, žaibolaidis ir kiti prietaisai jums padėti negali.
Jei esate stepėje, tada pritūpkite, stenkitės nepakilti virš aplinkinių objektų. Galite prisiglausti griovyje, bet palikite jį, kai tik jis pradės pilnėti vandens.
Jei plaukiate valtimi, jokiu būdu neatsistokite. Stenkitės kuo greičiau pasiekti krantą ir pasitraukti nuo vandens į saugų atstumą.

Nuimkite papuošalus ir atidėkite juos į šalį.
Išjunkite mobilųjį telefoną. Jei tai veikia, signalas gali pritraukti kamuolinį žaibą.
Kaip pabėgti nuo perkūnijos, jei esate vasarnamyje? Uždarykite langus ir kaminą. Kol kas nežinoma, ar stiklas yra kliūtis žaibai. Tačiau pastebėta, kad jis lengvai įsiskverbia į bet kokius plyšius, lizdus ar elektros prietaisus.
Jei esate namuose, uždarykite langus ir išjunkite elektros prietaisus, nelieskite metalinių daiktų. Stenkitės laikytis atokiai nuo elektros lizdų. Neskambinkite ir išjunkite visas išorines antenas.

Plazmos pluošto modelis paaiškina kamuolinio žaibo susidarymą iš tiesinio žaibo elektroninio pluošto. Elektronų pluoštas įstrigęs regione žemas kraujo spaudimas, jonizuoja jį supantį orą, sukurdamas plazmos rutulį. Be to, plazmą palaiko joje užfiksuoto elektronų pluošto energija, todėl ji gali egzistuoti santykinai ilgam laikui. Fizinis modelis paaiškina kamuolinio žaibo susidarymą, savybes ir nykimą.

Įvadas.

Tiesinis žaibas ir elektronų pluoštas.

Kamuolinio žaibo susidarymas.

Kamuolinio žaibo sandara.

Kamuolinio žaibo nykimas.

Kamuolinio žaibo savybės.

Cheminė sudėtis. Kamuolinio žaibo spinduliuotė ir spektras. Kamuolinio žaibo temperatūra. Kamuolinį žaibą lydintys garso efektai. Elektros krūvio pasiskirstymas kamuolinio žaibo metu.

Išvada.

Esė

Kiekvienas iš mūsų ne kartą matė įprastą žaibą. Tai vadinamasis linijinis žaibas, tačiau labai, labai mažai žmonių yra matę kito paslaptingesnio – kamuolinio žaibo – atsiradimą.

Kokia šio žaibo paslaptis, akivaizdu, kad tai labai retas gamtos reiškinys. Maždaug tūkstančiui paprastų, linijinių žaibų yra tik 2...3 kamuoliniai žaibai.

Nors daugelis, deja ar laimei, nesusidūrė su kamuoliniais žaibais, šiandien yra daugiau nei šimtas skirtingų teorijų, bandančių paaiškinti jo prigimtį. Tačiau klausimas senas kaip pasaulis: „kas yra kamuolinis žaibas? vis dar lieka atvira.

Daugeliu atvejų kamuolinio žaibo atsiradimas asocijuojasi su įprasta perkūnija, tiksliau – su linijiniu žaibu. Štai keletas įrodymų, aprašytų slovakų autoriaus A. Hlavacho knygoje „Žaibas ir žmogus“ (leidimas rusų kalba: Main Editorial of Scientific and Technical Literature, Alma-Ata, Kazachstanas, 1989):

– A. Starostinas iš Maskvos: „Prieš keletą metų su šeima atostogavau netoli Maskvos esančiame Michneve. Vakare per perkūniją išėjau į laiptus, vedančius į namą iš gatvės. Staiga atsitiko kažkas, ko greitai nepamiršiu. Blykstelėjo žaibas, kuris sustojo netoli žemės, maždaug 15 metrų nuo manęs, ir virto dviejų metrų ugnies kamuoliu. Atrodė kaip maža saulė, viduryje buvo akinančiai balta. Ugningi iškilimai sukasi aplink kraštus. Kamuolys kurį laiką sukosi vietoje, tada staiga dingo. Aš buvau apakęs ir mano akys ašarojo tris dienas. Tada viskas išnyko!"

– Tai atsitiko 1976 metų balandį. Universiteto dėstytojas profesorius A.S. Tymoščiukas matė, kaip žaibas trenkė į elektros liniją iš 20...30 m atstumo. Tuo pat metu ant elektros perdavimo bokšto pasirodė geltonai žalia blykstė ir maždaug 15 cm skersmens rutulys, kuris, palaipsniui didindamas greitį, pradėjo riedėti. Iš geltonai žalios jis tapo raudonas. Pasiekęs artimiausią elektros laido tašką, jis nušoko prie apatinio laido, o iš ten – prie po juo stovėjusios medžio šakos. Nukritęs ant žemės, lėkė greitkeliu, suskilo į kelias dalis ir išėjo.

– statybos inžinierius N.D. Trusajevas iš Sevastopolio prisimena, kas jam nutiko vieną iš 1938 m. gegužės dienų. Po žaibo pliūpsnio jis pamatė, kaip per artą lauką riedėjo spalvoti rutuliukai. Po 3...5 sekundžių jie susiliejo, suformuodami 50...70 cm skersmens ugnies rutulį, kuris atitrūko nuo dirbamos žemės, pakilo į maždaug 2 m aukštį ir pradėjo judėti. Kelis kartus keisdamas kryptį, kamuolys pataikė į šiaudų krūvą ir padegė.

– 1943 metais meteorologas N.V. Martynovas taip pat matė, kaip iškart po linijinio žaibo iš telefono aparato iššoko 10 cm skersmens kamuolinis žaibas, kuris riedėjo per grindis ir su dideliu triukšmu sprogo. Nė vienas iš dalyvavusių nebuvo sužeistas.

– 1956 m. gruodžio 9 d. Maykop mieste staiga praūžė smarki perkūnija. Iš debesų išskrido kibirkštis ir paliko tris ugnies kamuolius. Vienas jų per radijo anteną pateko į namą, apdegė elektros instaliaciją, sulaužė skaitiklį ir sprogimu suskilo į du ugnies kamuolius. Sprogimas pakėlė lubas, o sienos subyrėjo. Vienas kamuolys atsitrenkė į sieną ir nuskriejo į kiemą. Ten jis sudegino arklio uodegą ir pavirto po šieno kupetu, kuri tuoj užsiliepsnojo, dar vienas sulaužė namo skersinį. Antrasis ir trečiasis kamuolinis žaibas prasiskverbė į kaimyninius namus nesukeldamas gaisro.

Taigi galime daryti išvadą, kad kamuolinį žaibą dažniausiai sukuria linijinis žaibas. Šis straipsnis gali pateikti atsakymą, kaip tai gali atsitikti.

Pakalbėkime ties linijinio žaibo sklidimo atmosferoje klausimu. Linijinio žaibo tyrimas leido mokslininkams nustatyti jo sklidimo mechanizmą, kurį sudaro du pagrindiniai etapai:

1) lyderis - galvos iškrova yra apie 50 metrų ilgio iškrovų seka, kuri lemia linijinio žaibo trajektoriją. Lyderio įkrovimas iki 5 C.

2) pagrindinis iškrovimas - palei lyderio nutiestą kanalą iš debesies į žemę (arba tarp debesų) pagrindinis (vidutiniškai 25 C) žaibo krūvis veržiasi 10 7 ...10 8 m/s greičiu, tuo tarpu temperatūra žaibo kanale (kurio skersmuo nuo 2 iki 30 cm) beveik akimirksniu pasiekia kelias dešimtis tūkstančių laipsnių, todėl sparčiai plečiasi dujos, susidaro smūginės bangos, kurias girdime kaip griaustinį.

Jau lyderio stadijoje tiesiniame žaibo kanale - elektronų pluošte - susidaro siauras elektronų srautas, judantis 10 5 ...10 6 m/s greičiu.

Dujinėje terpėje sklindantis elektronų pluoštas yra kryptingas elektronų, sujungtų elektrine ir magnetine sąveika, judėjimas, turintis kolektyvinių savybių, kurios dar labiau sustiprėja pluoštui judant jonizuotame ore. Skaičiavimai rodo (žr. pilna versija straipsniai: PDF, DOC), kad jonizacijos kaskados, kurias dujinėje terpėje sukelia pro ją einantis elektronų pluoštas, sudaro antrinių, tretinių ir kt. srautus. jonizacijos metu susidarančių elektronų, kurių greitis yra maždaug eilės tvarka didesnis už paties pluošto greitį! Šie antrinių elektronų srautai, besiveržiantys į visas puses nuo lyderio galvos krūvio, jonizuoja aplinkinį orą, jie tarsi „tiria“ palankiausią elektronų pluošto pasiskirstymą terpėje. Skaičiavimai rodo, kad energetiškai palankiausia spindulio kryptimi dujinėje aplinkoje reikėtų laikyti tas sritis, kuriose dujų dalelių koncentracija yra mažiausia. Paprasčiau tariant, kuo mažesnis dujų tankis, tuo lengviau jas „pramušti“ elektros iškrova. Iš čia ir daroma išvada, kad linijinis žaibas pasirenka tokias oro sritis, kuriose dalelių koncentracija yra minimali (žinoma, jei atsižvelgsime į elektrinį lauką ir cheminė sudėtis oras vienalytis visame tūryje). O ore visada yra nedidelis koncentracijos netolygumas dėl slėgio, temperatūros, turbulencijos ir kt.

Dabar įsivaizduokime situaciją, kai tiesinio žaibo elektronų spindulys dėl tam tikrų priežasčių bus užrakintas tam tikrame erdvės regione su maža dalelių koncentracija, iš visų pusių apsupta tankios terpės. Viena iš šių priežasčių gali būti tūrinis dujų sprogimas, sukeltas dujinės terpės kaitinimo ir jonizacijos greitu elektronų srautu. Dėl sprogimo susidaro frontas šoko banga, besiplečiantis vidutiniu 1000 m/s greičiu, o dalelių koncentracija jame, lyginant su aplinkinio oro koncentracija, padidėja 8 kartus. Tuo pačiu metu sprogimo centre susidaro mažos koncentracijos dujų dalelių zona, į kurią gali patekti tiesinio žaibo elektronų pluoštas. Elektronų spindulys, susidūręs su tankiu smūginės bangos frontu, atsispindi atgal į mažos koncentracijos zoną, nes tai yra energetiškai palankiausia kryptis, t.y. Spindulys, ieškant išėjimo, pakartotinai išsklaido atgal į mažos dujų dalelių koncentracijos zoną. Kadangi elektronų pluošto greitis yra daug didesnis už smūginės bangos fronto plėtimosi greitį, jis minimaliu laiko momentu jonizuoja jį supančias dujas smūginės bangos fronte ir mažos koncentracijos zonoje, paversdamas jas plazma. plazminis rutulys. Tai galimas kamuolinio žaibo gimimo scenarijus.

Kamuolinio žaibo plazminio pluošto modelis susideda iš dviejų zonų:

Centrinė dalis yra mažos jonų koncentracijos zona, kurioje elektronų pluoštas atsitiktinai juda dideliu greičiu.
Išorinė plazmos sfera su didele teigiamų jonų koncentracija, kuri yra didesnė arba lygi aplinkinių oro molekulių koncentracijai.

Panašią užrakinimo idėją vienu metu iškėlė akademikas, laureatas Nobelio premija P.L. Kapitsa, bet jis svarstė galimybę užrakinti elektromagnetinė banga tam tikras dažnis plazmoje. Bet, nes įstrigusios elektromagnetinės bangos energijos neužtenka plazmai palaikyti, buvo daroma prielaida, kad jos buvo pumpuojamos iš išorės (pavyzdžiui, iš įprasto linijinio žaibo išlydžių), tačiau paaiškėjo, kad tokios reikiamo intensyvumo elektromagnetinės bangos nėra susidaro gamtoje. Elektronų pluoštas, skirtingai nei elektromagnetinė banga, yra energingesnė terpė, pagreitinta galingo elektrinio lauko, pluošto energija gali siekti nemažą kiekį, kurio gali pakakti plazmai palaikyti gana ilgą laiką. Šio kamuolinio žaibo plazminio pluošto modelio kompiuteriniai skaičiavimai duoda vidutinį kelių minučių „gyvenimo laiką“ (gamtoje dažniausiai pasitaikančio kamuolinio žaibo, kurio skersmuo 10...15 cm).

Kamuolinis žaibas – tai vadinamieji plazminiai krešuliai, susidarantys perkūnijos metu. Tačiau dėl tikrosios šių ugnies kamuolių susidarymo prigimties mokslininkai negali pateikti patikimo netikėto ir labai bauginančio poveikio, kuris paprastai atsiranda įvykus kamuoliniam žaibui, paaiškinimo.

"Velnio" pasirodymas

Ilgą laiką žmonės tikėjo, kad už griaustinio ir žaibo išsiveržimo slypi mitinė dievybė Dzeusas. Tačiau paslaptingiausi buvo kamuoliniai žaibai, kurie pasirodė itin retai ir netikėtai išgaravo, palikdami tik baisiausias jų atsiradimo istorijas.

Apie pirmąjį kamuolinio žaibo įvykį liudija vienas tragiškiausių įvykių, įvykusio 1638 m. spalio 21 d., aprašyme. Kamuolinis žaibas tiesiogine to žodžio prasme dideliu greičiu skriejo pro langą į bažnyčią Widecombe Moor kaime. Liudininkai pasakojo, kad jiems vis dar nesuprantamas putojantis, daugiau nei dviejų metrų skersmens ugnies kamuolys kažkaip išmušė iš bažnyčios sienų porą akmenų ir medinių sijų.

Tačiau kamuolys tuo nesibaigė. Be to, šis ugnies kamuolys perlaužė medinius suolus, taip pat išdaužė daugybę langų ir pradėjo rūkyti tiršti dūmai kambarys kvepėjo kažkokia siera. Tačiau vietiniai gyventojai, atvykę į bažnyčią pamaldų, patyrė dar vieną neblogą patirtį. maloni staigmena. Kamuolys sustojo kelioms sekundėms, o tada suskilo į dvi dalis – du ugnies kamuolius. Vienas iš jų išskrido pro langą, o kitas dingo bažnyčios pastate.

Po incidento keturi žmonės žuvo, apie šešiasdešimt kaimo gyventojų buvo sunkiai sužeista. Šis įvykis buvo vadinamas „velnio atėjimu“, dėl kurio buvo kaltinami parapijiečiai, kurie per pamokslą žaidė kortomis.

Siaubas ir baimė

Kamuolinis žaibas ne visada yra rutulio formos, galima rasti ir ovalo formos, lašo formos bei strypo formos kamuolinių žaibų, kurių dydis gali svyruoti nuo kelių centimetrų iki kelių metrų.

Dažnai stebimas kamuolinis žaibas maži dydžiai. Gamtoje galite rasti raudoną, geltonai raudoną, visiškai geltoną kamuolinį žaibą, retais atvejais balta arba žalia. Kartais kamuolinis žaibas elgiasi gana protingai, sklandydamas ore, o kartais gali staiga be jokios priežasties sustoti, o tada jėga įskristi į absoliučiai bet kokį objektą ar žmogų ir visiškai į jį išsikrauti.

Daugelis liudininkų teigia, kad skrydžio metu ugnies kamuolys skleidžia tylų, juntamą garsą, panašų į šnypštimą. O kamuolinio žaibo atsiradimą dažniausiai lydi ozono ar sieros kvapas.

Liečiant kamuolinį žaibą griežtai draudžiama! Tokie atvejai baigėsi sunkiais nudegimais ir net sąmonės netekimu. Mokslininkai tvirtina, kad šis nesuvokiamas gamtos reiškinys savo elektros iškrova gali net nužudyti žmogų.

1753 m. fizikos profesorius Georgas Richmannas mirė nuo kamuolinio žaibo eksperimento su elektra metu. Ši mirtis sukrėtė visus ir privertė susimąstyti, kas iš tikrųjų yra kamuolinis žaibas ir kodėl jis atsiranda gamtoje?

Liudininkai dažnai pastebi, kad pamatę kamuolinį žaibą jie jaučia siaubo jausmą, kad, jų nuomone, kamuolinis žaibas juos įkvepia. Sutikę šį ugnies rutulį savo kelyje, liudininkai jaučia depresijos jausmą ir stiprius galvos skausmus, kurie gali nepranykti dar labai ilgai ir nepadeda jokie nuskausminamieji.

Mokslininkų patirtis

Mokslininkai padarė išvadą, kad kamuolinis žaibas neturi panašumų su įprastu žaibu, nes juos galima stebėti giedru, sausu oru, įskaitant žiemos laikotarpis metų.

Atsirado daug teorinių modelių, apibūdinančių pačią kamuolinio žaibo kilmę ir tiesioginę raidą. Šiandien jų yra daugiau nei keturi šimtai.

Pagrindinis šių teorijų sunkumas yra tas, kad visi teoriniai modeliai atkuriami naudojant įvairius eksperimentus, tik su tam tikrais apribojimais. Jei mokslininkai pradeda tapatinti dirbtinai sukurtą aplinką su natūralia, tai jie gauna tik savotišką „plazmoidą“, kuris gyvena porą sekundžių, bet nieko daugiau, o natūralus kamuolinis žaibas gyvena pusvalandį, o nuolat. juda, sklando, visiškai persekioja žmones dėl kažkokios neaiškios priežasties, taip pat praeina per sienas ir gali net sprogti, todėl modelis ir realybė vis dar toli vienas nuo kito.

Prielaida

Mokslininkai išsiaiškino, kad norint išsiaiškinti tiesą, reikia pagauti ir taip pat nuodugniai ištirti kamuolinį žaibą tiesiai atvirame lauke; netrukus mokslininkų noras išsipildė. 2012 m. liepos 23 d. vėliau vakaro laikas ugnies kamuolys buvo pagautas naudojant du spektrometrus, kurie buvo įrengti tiesiai Tibeto plynaukštėje. Fizikai iš Kinijos, atlikę tyrimą, sugebėjo per kelias sekundes užfiksuoti tikro kamuolinio žaibo švytėjimą.

Mokslininkams pavyko padaryti neįtikėtiną atradimą: lyginant su žmogaus akiai pažįstamo paprasto žaibo spektru, kuriame daugiausia yra jonizuoto azoto linijų, natūralaus kamuolinio žaibo spektras pasirodė visiškai prisotintas geležies gyslų, taip pat kalcio ir silicio. Visi šie elementai veikia kaip pagrindiniai dirvožemio komponentai.

Mokslininkai padarė išvadą, kad viduje kamuolinis žaibas procesas vyksta dirvožemio dalelių, kurias į orą išmetė paprasta perkūnija, deginimas.

Tuo pačiu metu Kinijos mokslininkai teigia, kad reiškinio paslaptis buvo atskleista per anksti. Tarkime, kad pačiame kamuolinio žaibo centre dega dirvožemio dalelės. Kaip paaiškinamas kamuolinio žaibo gebėjimas prasiskverbti per sienas ar emocijų poveikis žmonėms? Beje, yra buvę atvejų, kai kamuoliniai žaibai pasirodydavo tiesiog povandeninių laivų viduje. Kaip tada tai galima paaiškinti?

Visa tai iki šiol gaubiama paslapčių ir kamuolinio žaibo reiškinio daug metų ar net šimtmečius nesugeba paaiškinti net mokslininkai. Ar tikrai ši paslaptis liks neįminta mokslo pasaulio?