Шаровая молния

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа №56

Шаровая молния

Петухов Владимир

МБОУ «СОШ №56», 9 КЛАСС

Научный руководитель:

Сергеева Т.В. учитель физики

г.Новокузнецк,2025

Содержание:

Введение……………………………………………………………………………………3

Глава 1 Основные сведения о шаровой молнии……………………………………….4-6

1. Что такое шаровая молния? ................................................................4
2. Некоторые гипотезы о шаровой молнии…………………………………………4
3. Свойства шаровой молнии……………………………………………………………….5
4. История наблюдений……………………………………………………………………..5-6
5. Способность шаровой молнии………………………………………………………6

Глава 2 Исследования шаровой молнии………………………………………………….7-9

1. Искусственное воспроизведение явления………………………………………….7-8
2. Характеристики…………………………………………………………………………………….8-9

Глава 3 Как вести себя при встрече с шаровой молнией?...........................9-10

Список литературы………………………………………………………………………………………10

Введение.

Каждый день человек сталкивается с необычными природными явлениями. Некоторые из них настолько необычны, что захватывает дух. Но несмотря на это они могут быть достаточно опасными для жизни и здоровья людей. Шаровая молния относится именно к этой категории природных явлений. Одним из первых свидетельств, подтверждённых многими очевидцами, стал случай произошедший 21 октября 1638 года в деревне Уидеком-ин-те-Мур в Великобритании. Тогда раскалённый огненный шар влетел в церковь, разрушив несколько балок, сломав скамейки и разбив несколько окон, а после разделился на две части. Одна из них вылетела наружу, а другая пропала внутри. Наблюдатели истолковали явление как «пришествие дьявола» и обвинили людей, которые играли в карты во время проповеди. Шаровая молния до сих пор до конца не изучена, но активно изучается по сей день.

Актуальность темы: Шаровая молния представляет собой опасность и нужно знать как вести себя при встрече с ней.

Цель проекта: Изучение шаровой молнии, её опасностях для здоровья человека.

Задачи проекта:

1. Узнать, что такое шаровая молния.
2. Изучить, какие исследования ведутся в изучении шаровой молнии.
3. Узнать, как вести себя при встрече с шаровой молнии.

Гипотеза: Шаровая молния не только удивительное и загадочное явление природы, но и серьёзная угроза для жизни людей.

Глава 1. Основные сведения о шаровой молнии.

Что такое шаровая молния?

Шаровая молния-это природное явление, выглядящее как светящееся и плавающее в воздухе образование. Единой физической теории образования этого феномена к настоящему времени не выявлено, но существует множество гипотез, объясняющие явление, из которых, к сожалению, ни одна из них не получила абсолютного признания в академической сфере. Также существуют теории, которые сводят шаровую молнию к галлюцинациям. Некоторым ученым удалось в лабораторных условиях получить, хоть и кратковременную, шаровую молнию разными способами, поэтому вопрос о возникновении этого феномена до сих пор остается открытым. Шаровая молния может быть разного цвета, но чаще всего белого, желтого или бледно-голубого. Обычно она длится недолго и появляется во время штормов.

Некоторые гипотезы о шаровой молнии

Существует множество различных гипотез о шаровых молниях: от теорий, частично доказанных в лабораторных условиях -до заявлений уфологов о том, что шаровые молнии на Землю присылают инопланетные цивилизации. Однако некоторые из них обладают наибольшим авторитетом среди научного сообщества. Рассмотрим некоторые из них:

#1043;ипотеза Б.М.Смирного, где ядро шаровой молнии представлено в виде ячеистой структуры, обладающей прочным плазматическим каркасом, за которым скрывается весь запас энергии.

#1042; другой же теории шаровая молния состоит из положительных и отрицательных ионов воздуха, образовавшихся после разряда линейной молнии. Под воздействием электрических сил они соединяются в шар.

#1058;еория Абрахамсона и Денниса, согласно которой при ударе молнии в почву температура почвы повышается и начинается испарение элементов, содержащихся в ней. Образовавшийся газ собирается в шар.

Из всех теорий ученые больше всего признают теорию Абрахамсона и Денниса.

Свойства шаровой молнии

Как и все природные явления, шаровая молния имеет свои свойства присущие только ему, т.е. шаровая молния, обладает следующими свойствами:

#1054;бычно имеет сферическую или грушевидную форму.

#1044;иаметр варьируется 1 до 20 см.

#1071;ркость примерно такая же, как и у обычной настольной лампы.

#1048;меет широкий спектр возможных цветов, наиболее распространёнными являются красный, желтый и оранжевый.

#1042; основном двигается горизонтально со скоростью несколько метров в секунду. Иногда может двигаться вертикально или же просто стоять на месте. Также шаровая молния может совершать вращательные движения.

#1055;родолжительность «жизни» от 1 секунды до целой минуты. Яркость сохраняется на протяжении всего явления.

#1053;екоторые свидетели сообщали об ощущении жара, находясь вблизи с молнией.

#1064;аровая молния стремится к металлам.

#1052;огут появляться в здании, проходя через окна и двери.

#1053;екоторые шаровые молнии появлялись в металлических самолётах, не нанося никакого ущерба.

#1048;счезновение шаровой молнии может происходить как со взрывом, так и в виде бесшумного испарения; часто сообщается о запахах – озона, серы или оксида азота.

История наблюдений

В первой половине XIX века французский физик, астроном и естествоиспытатель Франсуа Араго, возможно, первым в истории цивилизации произвёл сбор и систематизировал все известные на то время свидетельства появления шаровой молнии. В его книге было описано 30 случаев наблюдения шаровых молний. Статистика небольшая, и неудивительно, что многие физики XIX века, включая Кельвина и Фарадея, были склонны считать, что это либо оптическая иллюзия, либо явление совершенно иной, неэлектрической природы. Однако количество случаев, подробность описания явления и достоверность свидетельств возрастали, что привлекло внимание учёных, в том числе известных физиков. В конце 1940-х годов над объяснением шаровой молнии работал академик АН СССР Пётр Леонидович Капица. Большой вклад в работу по наблюдению и описанию шаровой молнии внёс советский учёный И. П. Стаханов, который вместе с С. Л. Лопатниковым в журнале «Знание — сила» в 1970-х годах опубликовал статью о шаровых молниях. В конце этой статьи он приложил анкету и попросил очевидцев прислать ему свои подробные воспоминания этого явления. В результате он накопил обширную статистику — более тысячи случаев, что позволило ему обобщить некоторые свойства шаровой молнии и предложить свою теоретическую модель шаровой молнии.

Во время Второй мировой войны пилоты сообщали о странных явлениях, которые могут быть истолкованы как шаровая молния. Они видели маленькие шары, двигающиеся по необычной траектории. Эти явления стали называть foo fighters (рус. «некие истребители»). Подводники многократно и последовательно сообщали о маленьких шаровых молниях, возникающих в замкнутом пространстве подводной лодки. Они появлялись при включении, выключении, или неверном включении батареи аккумуляторов, либо в случае отключения, или неверного подключения высоко индуктивных электромоторов. Попытки воспроизвести явление, используя запасную батарею подводной лодки, оканчивались неудачами и взрывом.

Способность шаровой молнии

Шаровая молния может двигаться по весьма причудливой траектории.

Вместе с тем в ее движении обнаруживаются определенные закономерности.

Во-первых, возникнув где-то вверху, в тучах, она опускается поближе к

поверхности земли. Во-вторых, оказавшись у поверхности земли, она

движется далее почти горизонтально, обычно повторяя рельеф местности. В-

третьих, молния, как правило, обходит, огибает проводящие ток объекты и, в

частности, людей. В-четвертых, молния обнаруживает явное «желание»

проникать внутрь помещений.

Шаровая молния способна проникать в отверстия намного меньшее по

диаметру чем сама шаровая молния. Таким образом, молния диаметром 50

см может проникнуть в щель диаметром всего несколько миллиметров. Она

отлично деформируется и восстанавливает свою форму.

Глава 2 Исследования шаровой молнии

Искусственное воспроизведение явления

Поскольку в появлении шаровых молний прослеживается явная связь с другими проявлениями атмосферного электричества (например, обычной молнией), то большинство опытов проводилось по следующей схеме: создавался газовый разряд (о свечении газовых разрядов широко известно), и затем искались условия, когда светящийся разряд мог бы существовать в виде сферического тела. Но у исследователей возникают только кратковременные газовые разряды сферической формы, живущие максимум несколько секунд, что не соответствует свидетельствам очевидцев природной шаровой молнии. А. М. Хазен выдвинул идею генератора шаровых молний, состоящего из антенны передатчика СВЧ, длинного проводника и импульсного генератора высокого напряжения.

• Первыми опытами и заявлениями можно считать работы Теслы в конце XIX века. В своей краткой заметке он сообщает, что, при определённых условиях, зажигая газовый разряд, он, после выключения напряжения, наблюдал сферический светящийся разряд диаметром 2-6 см. Однако Тесла не сообщал подробности своего опыта, так что воспроизвести эту установку затруднительно. Очевидцы утверждали, что Тесла мог делать шаровые молнии на несколько минут, при этом он их брал в руки, клал в коробку, накрывал крышкой, опять доставал…
• Первые подробные исследования светящегося без электродного разряда были проведены только в 1942 году советским электротехником Бабатом: ему удалось на несколько секунд получить сферический газовый разряд внутри камеры с низким давлением.
• Капица смог получить сферический газовый разряд при атмосферном давлении в гелиевой среде. Добавки различных органических соединений меняли яркость и цвет свечения.
• В литературе описана схема установки, на которой авторы воспроизводимо, получали некие плазмоиды со временем жизни до 1 секунды, похожие на «природную» шаровую молнию.
• Науер в 1953 и 1956 годах сообщал о получении светящихся объектов, наблюдаемые свойства которых полностью совпадают со свойствами световых пузырей.

Эти наблюдения привели к мысли, что шаровая молния — тоже явление, создаваемое высокочастотными колебаниями, возникающими в грозовых облаках после обычной молнии. Таким образом подводилась энергия, необходимая для поддержания продолжительного свечения шаровой молнии. Эта гипотеза была опубликована в 1955 г. Через несколько лет у нас появилась возможность возобновить эти опыты. В марте 1958 г. уже в шаровом резонаторе, наполненном гелием при атмосферном давлении, в резонансном режиме при интенсивных непрерывных колебаниях типа Нох возникал свободно парящий газовый разряд овальной формы. Этот разряд образовывался в области максимума электрического поля и медленно двигался по кругу, совпадающему с силовой линией.

— Фрагмент нобелевской лекции Капицы.

Характеристики

Обзор доступной литературы, изданной в 1972 году, выявил свойства "типичной" шаровой молнии, предостерегая при этом от чрезмерного доверия к свидетельствам очевидцев:

1. Они часто возникают почти одновременно с разрядом молнии между облаками и землей
2. Обычно они сферической или грушевидной формы с неровными краями
3. Их диаметр варьируется от 1 до 100 см (0,4–40 дюймов), чаще всего 10–20 см (4–8 дюймов), самая большая замеченная шаровая молния имела диаметр около 1,5 метра, а самая маленькая — всего 1 сантиметр.
4. Их яркость примерно соответствует яркости обычной лампы, поэтому их хорошо видно при дневном свете
5. Был отмечен широкий спектр цветов с преобладанием красного, оранжевого и желтого.
6. Продолжительность каждого события составляет от одной секунды до более чем минуты, при этом яркость остается практически неизменной в течение всего этого времени.
7. Они, как правило, движутся со скоростью несколько метров в секунду, чаще всего в горизонтальном направлении, но могут также двигаться вертикально, оставаться неподвижными или беспорядочно перемещаться.
8. Многие из них описаны как обладающие вращательным движением
9. Наблюдатели редко сообщают о чувстве жжения, хотя в некоторых случаях исчезновение шара сопровождается выделением тепла.
10. Некоторые из них проявляют интерес к металлическим предметам и могут перемещаться вдоль проводников, таких как провода или металлические ограждения.
11. Некоторые из них появляются внутри зданий, проникая через закрытые двери и окна
12. Некоторые из них появлялись внутри металлических летательных аппаратов, проникали внутрь и покидали их, не причиняя никакого вреда
13. Исчезновение шара обычно происходит быстро и может быть как бесшумным, так и сопровождающимся взрывом
14. Часто поступают сообщения о запахах, напоминающих озон, горящую серу или оксиды азота
15. Шаровая молния состоит из плазмы — ионизированного газа, содержащего свободные электроны, положительно и отрицательно заряженные ионы.

Глава 3 Как вести себя при встрече с шаровой молнией?

Вот несколько рекомендаций при встрече с ней:

#1069;лектроприборы в грозу должны быть выключены. Находясь на улице, стоит выключить мобильный телефон.

#1055;ри наблюдении в доме на стенах подозрительных ярких отсветов необходимо срочно захлопнуть окно – это шаровая молния.

3. шаровые молнии часто движутся под действием потоков воздуха.

Поэтому лучше держаться с наветренной стороны относительно

движения шаровой молнии. Находясь в помещении вместе с шаровой

молнией, не находитесь на сквозняке, так как в этом случае, шаровая

молния обязательно будет приближаться к вам

#1053;ельзя стоять на месте и паниковать. Если дверной проём недалеко, а шаровая молния на другом конце комнаты, можно аккуратно выйти и укрыться за дверью.

#1053;икогда не бегите от шаровой молнии. Ваш бег создает поток воздуха,

который тянет молнию за вами.

#1085;ужно постараться осторожно и плавно свернуть с пути следования

шаровой молнии и держаться дальше от нее, но не поворачиваясь к ней

спиной.

7. не бросайте в шаровую молнию камнями, палками, мячами, и тем

более не дотрагивайтесь до нее руками, шаровая молния может

взорваться с силой разорвавшегося снаряда или мины.

#1087;ри поражении человека шаровой молнией, пострадавшего следует

перенести в сухое помещение со свежим воздухом, накрыть теплым

одеялом, начать делать искусственное дыхание и немедленно вызвать

скорую помощь.

#1045;сли при появлении шаровой молнии вы от волнения забудете все эти

правила, то запомните хотя бы главное: с шаровой молнией надо вести

себя точно так же, как со злой собакой: главное не бежать, а плавно и

медленно уйти с траектории ее движения.

И конечно же самое главное правило при появлении шаровой молнии — будь то в квартире или на улице — не паниковать и не делать резких движений. Никуда не бегите! Молнии очень восприимчивы к завихрениям воздуха, которые мы создаём при беге и прочих движениях и которые тянут ее за собой. Оторваться от шаровой молнии можно только на машине, но никак не своим ходом. Постарайтесь тихо свернуть с пути молнии и держаться дальше от нее.

Список литературы:

#1100; - Что такое шаровая молния и существует ли она в реальности

– шаровая молния