Реферат: Электродинамика шаровой молнии

Замкнутый переменный электрический ток смещения

«Эти факты убедительно показывают, что шаровая молния может вызывать электрические токи. ... взрыв шаровой молнии на многих, особенно на высококвалифицированных наблюдателей, производит впечатление электрического разряда. ... Физиологическое действие шаровой молнии тоже, как правило, сводится к поражению током.»

О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.106.

Таким образом, все факты указывают на то, что шаровая молния, так же как и линейная, представляет электрический ток, т.е. шаровая молния - это замкнутый переменный электрический ток смещения (согласно электродинамике, ток всегда замкнут).

«Несколько секунд было тихо, после чего из приемника послышался все более усиливающийся шорох, постепенно перешедший в гул. Приемник пришлось выключить, но шипение с резким потрескиванием теперь уже раздавалось со стороны реки. Выглянув из палатки, Дмитриев увидел над рекой шаровую молнию, которая медленно двигалась по направлению к палатке.»

О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.88.

Возникновение радиопомех является прямым подтверждением того, что шаровая молния представляет электрический ток, так как химические реакции не могут создавать радиопомехи.

Свойства как линейной, так и шаровой молнии достаточно хорошо известны, поэтому на основе электродинамики всегда можно представить протекающие в них электромагнитные процессы, если, конечно, искусственно, ради сенсации не создавать ореол загадочности вокруг природных электромагнитных явлений.

В природе замкнутые переменные токи смещения (замкнутые продольные электромагнитные волны) могут наблюдаться во время грозы в виде светящихся шаровидных образований. Большой переменный (высокочастотный) ток смещения, вызывая свечение окружающего воздуха, постепенно разогревает его, что может привести к электрическому пробою в виде взрыва (хлопка). Такие замкнутые токи смещения могут выводить из строя электроприборы, а также может произойти поражение людей электрическим током при соприкосновении с ними. Во время грозы впереди линейной молнии течет предпробойный электрический ток смещения (ток поляризации, невидимый до момента пробоя), который по величине соизмерим с током в самой молнии и, если молния меняет направление, например, разветвляется, то "разорванные" токи смещения, замкнувшись, так как токи всегда замкнуты, могут вызвать свечение воздуха (предпробойные процессы).

«Сила тока в главном разряде молнии достигает десятков и сотен тысяч ампер.»

Курс физики. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. 2000. С.263.

«... запас энергии, заключенной в шаровой молнии средних размеров, составляет, возможно, 20-50 кДж.»

О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.90.

Например, если радиус замкнутого кругового тока смещения 10 см, а его сила 50 кА, то магнитная энергия тока равна, примерно, 30 кДж.

«... в точке разветвления пересекалось несколько каналов. После прекращения разряда в этом месте остался светиться шар, ...»

О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.38.

«... шар, светящийся так, как светятся возбужденные атомы азота.»

О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.47.

Шаровая молния - это электролюминесценция воздуха, создаваемая возбуждением атомов азота, что можно наблюдать экспериментально в лабораторных условиях. Т.е. переменный электрический ток смещения, воздействуя на электроны в газе, возбуждает атомы, что создает электролюминесценцию, которая и наблюдается в виде холодного свечения воздуха.

«Видимо, капли дождя, падающие на молнию, испарялись, так как от нее поднимался пар. Слышалось шипение, напоминающее электросварку. Затем звук стал более высоким, молния взорвалась с сильным хлопком и исчезла. При этом она распалась на мелкие искры.»

О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.85.

После того, как шаровая молния остановилась, воздух постепенно разогрелся за счет поляризационного тока и произошел электрический пробой - замкнутый переменный ток смещения перешел в ток проводимости, что также наблюдается при соприкосновении с токопроводящими предметами. Шаровая молния, представляя ток смещения, может проходить через твердые диэлектрики небольшой толщины, например, тонкое стекло. Если молния не взрывается, т.е. не происходит электрический пробой, тогда ток смещения постепенно затухает, уменьшается возбуждение атомов воздуха, их ионизация, пропадает эффект волновода для замкнутой продольной электромагнитной волны и ток смещения бесследно рассеивается в пространстве.

«Шар из ярко-красного стал темно-красным, затем в середине его появилось темное пятно и, наконец, он исчез.»

О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.43.

«При облучении нелинейного диэлектрика или плазмы мощными электромагнитными волнами внутри этих сред могут образовываться самоподдерживающиеся диэлектрические волноводы, ...»

Физическая энциклопедия. ВОЛНОВОД ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ.

Токи смещения обладают магнитной энергией, т.е. замкнутый переменный ток смещения обладает переменным магнитным полем, поэтому может возникать притяжение. Из наблюдений видно, что такой характер притяжения может быть только при электромагнитном взаимодействии.

«Максвелл приписал току смещения лишь одно - способность создавать в окружающем пространстве магнитное поле.»

Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.250.

«Вслед за этим шаровая молния притянулась к батарее центрального отопления и исчезла с резким шипением, проплавив участок батареи в 3-4 мм.»

О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.38.

«Вдруг шар резко притянулся к дубу, стоящему в нескольких метрах от наблюдателей, к которому был прислонен металлический багор, укрепленный на высокой деревянной ручке. Поднявшись вверх, шар ударил в багор. Возникла ослепительная вспышка, и между багром и землей образовалось что-то похожее на канал обычной молнии. В стороны полетел веер искр и шар исчез. ... багор сильно оплавился, на нем появились подтеки свежерасплавленного металла, острие расплавилось и превратилось в бесформенную шишку.»

О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.96.

«Эти оплавления имеют место только при прямом контакте с шаровой молнией и свидетельствуют лишь о том, что при таком контакте может выделиться значительная энергия, но отнюдь не о высокой температуре вещества молнии. Доказательством этого может служить то, что во многих случаях при значительном оплавлении металлических частей предмета неметаллические части его остаются нетронутыми.»

О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.87.

Т.е. оплавляются только предметы, проводящие электрический ток, где токи смещения могут перейти в токи проводимости, так как ток смещения, в отличие от тока проводимости, не сопровождается выделением теплоты, а создает только магнитное поле.

Не надо забывать, что в образовании любой молнии участвует не только ток проводимости, но и ток смещения (невидимый до момента пробоя), который может проявляться в виде шаровых молний. Все свойства шаровой молнии объясняются свойствами предпробойного замкнутого переменного тока смещения. Линейная молния - ток проводимости, шаровая молния - ток смещения. В линейных молниях ток течет прямолинейно, а в шаровых по кругу. Шаровая молния - это наглядное подтверждение того, что, кроме токов проводимости, в природе существуют также токи смещения, которые в свободном состоянии, согласно законам электродинамики, всегда являются замкнутыми, т.е. природные электрические явления (небесное электричество) также объясняются в рамках электродинамики и нет причин, например, относить их к НЛО, так как с точки зрения электродинамики это обычное электрическое явление, как и линейная молния, необычность же только в большой силе тока смещения, вызывающей свечение воздуха (электролюминесценция). Таким образом, защититься от воздействия шаровых молний можно, например, при помощи металлических экранов. При соприкосновении с проводником ток смещения переходит в ток проводимости и шаровая молния исчезает. Шаровая молния обладает энергией и представляет достаточно устойчивую полевую форму материи. Так как вся энергия (масса) шаровой молнии полевая, она практически не имеет веса.

«Она излучает свет, как нагретое тело, но в то же время почти совершенно не излучает тепло. Ее движение почти не связано с силой тяготения, которая обычно определяет перемещение окружающих нас тел.»

О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.23.

Продольные электромагнитные волны (в виде переменных токов смещения) нашли свое применение пока только для передачи энергии в волноводах. Механизм образования и удержания продольных электромагнитных волн известен, поэтому в перспективе освоение замкнутых продольных электромагнитных волн может привести, например, к созданию "вакуумного накопителя (аккумулятора) энергии" - накапливать энергию в виде возбужденного состояния вакуума (поля). В таком виде даже очень большая аккумулированная энергия, согласно соотношению W = mc² , почти не будет иметь веса. Вакуум является как бы "идеальным проводником" для тока смещения, при этом, когда на орбитах укладываются целые длины волн (синфазное движение волн - боровские орбиты), нет излучения. Например, если удастся накапливать и импульсно излучать "сгустки" электромагнитной энергии, тогда на значительном расстоянии можно будет производить расплавление (электросварку) токопроводящих предметов. Электрический ток смещения не выделяет теплоту, пока не перейдет в ток проводимости.

«Ток смещения, в отличие от тока проводимости, не сопровождается выделением теплоты.»

Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.290.

Надо заметить, несмотря на то, что шаровые молнии наблюдаются повсеместно, официальная наука ведет себя так, как будто не знает про них и, соответственно, не было предложено ни одного способа защиты от шаровых молний. Все-таки, например, особо опасные объекты желательно как-то защищать не только от линейных, но и от шаровых молний.