Исследовательская проектная работа по физике на тему: Шаровая молния

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

                 “Арская средняя общеобразовательная школа №7”

Исследовательская проектная работа по физике на тему:

«Шаровая молния»

Проект выполнила:

Исмагилова Камиля Фанисовна,

ученица 9 класса

Научный руководитель:

Зиннатуллин Фидарис Файсалович,

учитель физики и информатики

2022 год

                                                                                                                                                Содержание

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

Глава 1 Основные сведения о шаровой молнии……………………………………….4-5

1. Что такое шаровая молния? …………………………………………………………..4
2. Некоторые гипотезы о шаровой молнии. ……………………………………………4
3. Свойства шаровой молнии……………………………………………………………5
4. Способности шаровой молнии………………………………………………………..5

Глава 2 Исследования шаровой молнии

2.1 Что говорят ученые про шаровую молнию?................................................................6

2.2 Опасности шаровой молнии…………………………………………………………..7

2.3 Как вести себя при встрече с шаровой молнией?........................................................8

2.4 Практическая часть....................................................................................................9-10

Заключение…..……………………………………………………………………………11

Список литературы……………………………………………………………………….12

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.

1.1Что 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.

1.2Некоторые 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:

1. Гипотеза Б.М.Смирного, где ядро шаровой молнии представлено в виде ячеистой структуры, обладающей прочным плазматическим каркасом, за которым скрывается весь запас энергии.
2. В 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.
3. Теория 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.

1.3 Свойства шаровой молнии.

Шаровая молния-это природное явление, представляющее собой светящееся образование, переходящее по воздуху. Как и все природные явления шаровая молния имеет свои свойства присущие только ему. Огненная сфера, т.е. шаровая молния, обладает следующими свойствами:

1.Обычно имеет сферическую или грушевидную форму.

2.Диаметр варьируется 1 до 20 см.

3.Яркость примерно такая же, как и у обычной настольной лампы.

4.Имеет широкий спектр возможных цветов, наиболее распространёнными являются красный, желтый и оранжевый.

5.В 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.

6.Продолжительность «жизни» от 1 секунды до целой минуты. Яркость сохраняется на протяжении всего явления.

7.Некоторые свидетели сообщали об ощущении жара, находясь вблизи с молнией.

8.Шаровая молния стремится к металлам.

9.Могут появляться в здании, проходя через окна и двери.

10.Некоторые шаровые молнии появлялись в металлических самолётах не нанося никакого ущерба.

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

1.4 Способности шаровой молнии.

Шаровая молния способна проникать в отверстия намного меньше по диаметру чем сама шаровая молния. Таким образом, шаровая молния диаметром 50 см может проникнуть в щель диаметром всего несколько миллиметров. Она отлично деформируется и восстанавливает свою форму. 

Глава 2 Исследования шаровой молнии

2.1 Что говорят ученые про шаровую молнию?

Впервые научное описание шаровой молнии дал в книге «Гром и молния» французский физик Франсуа Араго в начале 19 века. В книге Араго были описаны два десятка случаев наблюдения шаровой молнии. Ее свойства до сих пор сложно определить, потому что описания в основном принадлежали людям, которые не были учеными, и делались обычно не по горячим следам. Шаровую молнию чаще всего видят после удара обычной молнии. Но разряд молнии вблизи выглядит как очень яркая вспышка света. Поэтому в начале XX века были ученые, которые считали, что шаровая молния — это не физическое явление, а артефакт, засветка глаза (если посмотреть на яркую лампу-вспышку при фотографировании, то на несколько секунд останется ощущение движущегося светового пятна в глазах, причем независимо от того, закрыты или открыты глаза).

Также в 2012 году китайские ученые снимали линейную молнию на спектрограф и скоростную камеру и зафиксировали некоторое шаровое явление, появившееся в момент удара обычной линейной молнии в землю. Это очень важное свидетельство. Их результаты опубликовали в самом престижном журнале по физике — Physical Review Letters, и редакторы оставили в названии термин «шаровая молния», что говорит о признании серьезными физиками возможности существования данного явления. Статья называлась «Наблюдения оптических и спектральных характеристик шаровой молнии».

 И все-таки шаровая молния по-прежнему бросает ученым серьезный вызов. Сегодня считается, что свидетельств существования шаровой молнии столько, что от них невозможно отмахнуться. Возможно, шаровая молния не просто явление, а сложная комбинация известных физических явлений, которую мы пока не можем отследить и расшифровать.

2.2 Опасности,последствия и рекомендациишаровой молнии.

Несмотря на то, что шаровая молния- это очень интересное и привлекающее к себе внимание явление природы, она также имеет свои опасности и тяжелые последствия при встрече с ней. И если от некоторых последствий мы можем уберечь себя соблюдая несколько правил, то другие могут появляться совершенно неожиданно.

Вот несколько основных угроз шаровой молнии:

1.Первая опасность состоит в том, что шаровая молния может резко менять направление со скоростью 8-10 м/с. Сложно предугадать её поведение и направление.

2. Шаровая молния может попасть в дом не только через форточку. Она просачивается через щели вентиляции, через радио и телефоны. Чтобы предотвратить количество попаданий шаровых молний в дома, нужно всего лишь во время дождя, грома или даже во время сильного ветра выключать электрические приборы, свет и закрывать окна и двери.

3. Некоторые люди, ошибочно думают, что во время дождя достаточно стоять под деревом. А ведь при ударах молнии нельзя стоять под одинокими деревьями или высокими столбами — чаще всего они попадают именно в высокие одинокие объекты. По той же причине не нужно стоять на открытой местности.

Последствия шаровой молнии могут быть разными. Вот несколько из них:

1. При взрыве молнии вода, которая находится в непосредственной близости от неё, испаряется.
2. В шар ни при каких обстоятельствах нельзя ничего бросать, потому что это с 99% вероятностью может привести ко взрыву. В таком случае многочисленные ожоги и травмы неизбежны.

3. Вскользь задевая человека, молния лишает сознания. Тогда необходимо вызвать скорую, а пострадавшего переместить в комнату со свежим воздухом, тепло укутать. Возможно, понадобится сделать искусственное дыхание.

4.При взрыве в помещении обугливаются обои, стёкла трескаются, загорается электропроводка. Говорят, что известны случаи расплавления металлических предметов.

5.На теле после удара остаются, в принципе, такие же следы, как и после удара обычной молнии: многочисленные ожоги в разных местах, ссадины. Сосуды лопаются. Часто у пострадавшего появляются галлюцинации.

8. Последствий для центральной нервной системы почти никому не удаётся избежать. Люди перенёсшие удар молнии могут испытывать головокружения, шумы в ушах.

2.3 Как вести себя при встрече с шаровой молнией?

Если вам «посчастливилось» встретиться с огненным шаром на открытой местности, вы должны придерживаться основных правил поведения в этой экстремальной ситуации. Вот несколько рекомендаций при встрече с ней:

1.Электроприборы в грозу должны быть выключены. Находясь на улице, стоит выключить мобильный телефон.

2.При наблюдении в доме на стенах подозрительных ярких отсветов необходимо срочно захлопнуть окно – это шаровая молния.

3.Если молния всё же попала в помещение, от неё нельзя убегать, нельзя хвататься за конструкции/предметы из металла.

4.Сама шаровая молния движется в потоке воздуха. Поэтому, уходя от неё не нужно двигаться противоположно сквозняку.

5.Нельзя стоять на месте и паниковать. Если дверной проём недалеко, а шаровая молния на другом конце комнаты, можно аккуратно выйти и укрыться за дверью.

 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.

4. Практическая часть

В ходе исследования меня заинтересовал вопрос, что знают люди на счет шаровой молнии. В связи с этим был проведен опрос , который я провела среди своих одноклассников, знакомых и родных.

Вот такие результаты у меня получились после проведённого опроса. Можно сделать вывод, что у людей не хватает знаний, чтобы правильно реагировать на шаровую молнию.

Заключение.

Шаровая молния – это удивительное явление природы, который до сих пор до конца не изучен. Существует множество теорий о возникновении шаровой молнии, но ни одна еще не получила полного признания в академической сфере. И не смотря на то , что изучению шаровой молнии учёные всего мира уделяют огромное внимание, она может быть совершенно непредсказуемой и вести себя вопреки всем правилам. Поэтому с раннего детства  каждый человек должен получить знания об этом явлении природы и знать, как защититься от него.

Список литературы:

1. Интернет ресурсы
2. Тарасов Л.В. «Физика в природе»
3. Смирнов Б.М. «Проблема шаровой молнии»
4. Стекольников И.С. «Физика молнии и грозозащита»