Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Декабря 2011 в 05:58, реферат
В представленной работе будет идти речь об одном из самых интересных - с точки зрения физики - явлений природы - шаровой молнии. Шаровой молнией принято называть светящиеся образования, по форме напоминающие шар. Это явление возникает иногда во время грозы в воздухе, чаще всего, вблизи поверхности. Всегда сопровождаясь обычной молнией, шаровая молния сильно отличается от неё и по своему поведению, и по внешнему виду
1. Общее представление о шаровой молнии 2стр
2. Наблюдения шаровой молнии 2стр-7стр
3. Внешний вид и свойства шаровой молнии 7стр-8стр
4. Поведение шаровой молнии 8стр
5. Энергетика шаровой молнии 8стр-9стр
6. Как возникает шаровая молния 9стр-10стр
7. Частота появлений шаровой молнии 10стр
8. Природа шаровой молнии 11стр-15стр
9. Физическая природа шаровой молнии 15стр-16стр
10. Гипотеза квантовой природы шаровой молнии 16-19стр
11. Опасность шаровой молнии 19стр
12. Защита от шаровой молнии 19стр-21стр
13. Рекомендации 21стр
Список литературы 22ст
Министерство образования и науки
Российской
Федерации
Федеральное агентство по образованию
Сахалинский Государственный
Университет
Факультет природных ресурсов
и нефтегазового дела
По дисциплине
»Физика»
На тему:
Физическая
природа шаровой
молнии
Ю.САХАЛИНСК 2009
Содержание
1. Общее представление о шаровой молнии
В представленной работе будет идти речь об одном из самых интересных - с точки зрения физики - явлений природы - шаровой молнии. Шаровой молнией принято называть светящиеся образования, по форме напоминающие шар. Это явление возникает иногда во время грозы в воздухе, чаще всего, вблизи поверхности. Всегда сопровождаясь обычной молнией, шаровая молния сильно отличается от неё и по своему поведению, и по внешнему виду. В отличие от обычной (линейной) молнии, шаровая не сопровождается громом, она практически бесшумна. С другой стороны, шаровая молния может существовать до нескольких минут, тогда как обычная молния характеризуется кратковременностью. Поведение шаровой молнии является совершенно непредсказуемым. Абсолютно невозможно предсказать направление, в котором в следующее мгновение переместится светящийся шар и чем завершится его появление (взрывом или простым исчезновением).
Существует множество вопросов, касающихся шаровой молнии. Каким образом она попадает в закрытые помещения? Что служит предпосылками для ее появления? Почему она светится, но при этом не излучает тепла? Из-за чего ее форма столь длительное время остается неизменной? Эти и некоторые другие вопросы пока остаются без ответа.
2. Наблюдения шаровой молнии
Не смотря на то, что обилие фактов о наблюдениях неопознанных летающих объектов (НЛО) с течением времени неуклонно растет, как и количество гипотез, пытающихся объяснить этот феномен, тем не менее, по-видимому, проблема еще далека от какого-либо однозначного объяснения. Однако это не означает, что любая, из выдвигаемых гипотез или любое утверждение, претендующие на научность, может быть приемлема для объяснения феномена аномальных явлений.
Среди множества гипотез, пытающихся объяснить физическую сущность и природу НЛО, все чаще появляется в разных вариантах идея отождествления неопознанных летающих объектов с шаровой молнией (ШМ). Впервые эта мысль была высказана в 1980 году на страницах книги "За гранью законов науки" Имянитовым И.М. и Тихим Д.Я., в которой авторы делают попытку убедить читателей в том, что шаровые молнии и НЛО явления одного порядка. Потом, через десять лет в журнале "Химия и жизнь" (N 10. 1990 г., с.49-51) кандидат технических наук Месеняшин А.И. в статье "НЛО - это пузыри?" опять подхватывает, как эстафетную палочку, идею упомянутых авторов об идентичности ШМ и НЛО, основываясь на внешней, в ряде случаев, схожести этих явлений. Подобную гипотезу отстаивал в то время и известный писатель-фантаст Борис Стругацкий.
Действительно, при наблюдениях, особенно с больших расстояний, внешние признаки ряда НЛО и ШМ могут похожи. Часто среди тех и других феноменов встречаются шарообразные и яйцевидные объекты с преобладанием белого, желтого, оранжевого цветов. НЛО и ШМ могут беззвучно перемещаться, тяготея, в ряде случаев, к проводникам и источникам электрического тока, а подчас и оставляя следы воздействия на предметах или на грунте. Имеют место и другие сходные характеристики, присущие этим объектам. Но можно ли на основании этих совпадений утверждать, что указанные явления имеют одну природу? Науке представляется, что подобные заявления слишком поспешны и поэтому приносят больше вреда, чем пользы.
Еще в 1982 году кандидат физико-математических наук, сотрудник астрономического института им. П.К.Штернберга Гиндилис Л.М.
провел сравнительный анализ временного распределения шаровых молний и аномальных аэрокосмических явлений над территорией СССР. А через год эта работа докладывалась на заседании Ленинградской Комиссии по аномальным явлениям при Географическом обществе СССР. В основу этой работы легли сообщения очевидцев о 370 наблюдениях ШМ и 1584 наблюдения аномальных явлений за период 1900-1980 год.
Эти массивы исследовались по следующим временным характеристикам: годам, месяцам, времени суток, длительности явлений. В результате проведенного анализа выяснилось, что найденные закономерности во временном распределении показывают по всем четырем изученным характеристикам существенные различия между ШМ и НЛО. Так, например, пики наблюдений этих объектов по годам, месяцам и времени суток не совпадают. Если, допустим, пик наблюдений АЯ-НЛО приходится на 20-21 час местного декретного времени, то для ШМ он лежит в диапазоне 12-16 часов. Тоже можно сказать и о сравнительном распределении исследованных объектов по времени существования. Многие наблюдения очевидцев, вошедшие в сравнительный анализ показывают, что большинство НЛО в среднем наблюдаются на протяжении 1-19 минут, хотя известны и многочасовые наблюдения. Для шаровых молний среднее время наблюдения значительно меньше и максимум, соответственно, лежит в интервале 2-20 секунд, а наблюдений протяженностью более 4 минут не отмечено. По-видимому, длительность наблюдения шаровых молний определяется временем их существования.
Необходимо отметить резкое различие между ШМ и НЛО в части их линейных размеров. Если размеры НЛО, по данным различным источникам, в том числе и дистанционным приборным измерениям, могут достигать десятков и сотен метров, то максимальные размеры ШМ лежат, в пределах 1-3 метра. Шаровые молнии больших размеров, как правило, не встречаются. Большинство же ШМ имеют размеры 7-30 см.
Можно было бы еще долго обсуждать различия между ШМ и НЛО, но и из вышесказанного можно сделать вывод, что эти объекты представляют собой различные классы явлений. А это означает, что, говоря о ШМ и НЛО, не следует по нескольким совпадающим характеристикам пытаться объяснить "заодно" и другие особенности этих объектов.
Ведь, строго говоря, ни для ШМ, ни для НЛО в настоящее время нет ни одной теории, которая бы полностью охватывала весь комплекс присущих этим феноменам характеристик и эффектов. Поэтому любые попытки проведения каких-либо корреляций между ШМ и НЛО должны базироваться на четко установленных закономерностях, а не на интуитивном "подтягивании" внешне похожих фактов, имеющих, возможно, совершенно различную природу.
Какие только жуткие истории не рассказывают время от времени о проделках шаровой молнии. Это и оплавленный металл, и согнутые в "бараний рог" здоровенные двутавровые балки, и вскипяченная за считанные секунды вода в огромных бочках, куда залетала не в меру любопытная ШМ, и многое другое. Можно ли хоть как-то объяснить эти, подчас далеко не невинные "забавы" огненного шара?
Не смотря на то, что феномен ШМ был известен нашим предкам с древнейших времен, наука, по сути дела, на сегодняшний день не имеет пока ни одного достаточно четкого объяснения этого явления. В средние века, скажем, все обстояло значительно проще - непонятные, и страшные явления автоматически относились к деятельности Сатаны или Дьявола. Да и сейчас, не смотря на обилие накопленных фактов, ответ на вопрос о физической сущности ШМ далек от однозначного объяснения. Известно, что шаровая молния представляет собой ярко светящееся образование, неподвижно висящее в воздухе или плавно и беззвучно плывущее на небольшой высоте от поверхности Земли. Иногда ШМ заканчивает свое существование тихо и спокойно, как будто кто-то ее выключает, а иногда взрывается с оглушительным грохотом, разбрасывая, разрушая и корежа все находящиеся вокруг предметы. Известны случаи, когда при взрыве ШМ ломались, как спички, телеграфные столбы толщиной в 15 сантиметров, рвались толстые провода линий высоковольтных передач. И это не случайно, так как давно известны, что шаровые молнии очень "неравнодушны" к электричеству и металлическим проводникам. Описаны даже случаи, когда ШМ прямо с улицы, по скрытой в стене проводке, продирались в квартиру, или как ни в чем не бывало, появлялись... из розетки электрической цепи.
Не однократно досаждали шаровые молнии пилотам самолетов и вертолетов. В рапортах летчиков иной раз встречаются прямо-таки фантастические описания проделок ШМ, хотя, не смотря на загадочность, сообщения были строго документированы и расписаны по минутам. Удивительно, но факт, что шаровая молния, в ряде случаев, непонятно каким образом и без каких-либо усилий, проникает на борт самолета, летящего на крейсерской скорости, на высоте нескольких километров. После проникновения на борт, ШМ, как правило, устремляется прямо в кабину пилотов или в пассажирский салон или к двигателям. Полетав там несколько десятков секунд, она, либо бесшумно вылетает "на волю", либо взрывается, выводя из строя приборы и заставляя совершать рискованную вынужденную посадку. Несколько раз после такой посадки летчики находили в металлических бортах своих машин дыры в несколько сантиметров диаметром.
В марте 1991 года такой случай произошел в пассажирском самолете, выполнявшим короткий рейс по маршруту Тбилиси - Сочи. В июле 1989 года в Ульяновске шаровая молния "напала" на трамвай. К счастью, обошлось без жертв. По команде водителя пассажиры успели вовремя покинуть вагон, и через несколько секунд под его днищем сверкнула, прижатая к дороге ШМ. Раздался звук раздираемого металла, и корпус трамвая стал разваливаться как под ножом автогена. А через несколько секунд трамвай вспыхнул огнем, как бензиновая канистра.
Можно было бы привести еще множество подобных и иных примеров воздействия ШМ на окружающую среду. И все равно перечень "проделок" этой своенравной "огненной дамы" был бы далеко не полным. К слову, большинство наблюдений ШМ так и не получили убедительных объяснений относительно ее физической сущности и "принципа действия". Сейчас известно, что ШМ появляется во время грозы и порождает ее, видимо, линейная молния. Но все ли так просто? Известны случаи, когда шаровая молния появлялась в воздухе как бы неоткуда, в сухую ясную погоду, когда на небе не было не облачка. Откуда же она тогда бралась? И была ли это шаровая молния? А может, этот был какой-то таинственный объект, просто внешне похожий на ШМ
Многие люди почему-то убеждены, что шаровая молния очень горячая, раз имеет возможность светиться. Однако из 294 случаев близких наблюдений ШМ (с расстояния менее 1 метра), по данным физика И.Стаханова, в 269 случаях свидетели не отмечали никакого тепла. А в описанном случае появления ШМ из комнатной розетки, неожиданная гостья даже "оседлала" на несколько секунд палец на руке очевидца, но тот кроме легкого покалывания ничего не почувствовал. Следовательно, гипотезы, объясняющие происхождение и энергию ШМ внутренними химическими процессами, а тем паче высокотемпературной плазмой (наподобие термоядерной реакции) далеко не всегда могут объяснить физическую природу шаровой молнии.
Не вдаваясь в полемику многочисленных авторов гипотез о ШМ, отметим, что пока не существует ни одной, которая была бы подтверждена прямыми лабораторными опытами получения шаровой молнии в натуральную величину. Статистика показывает, что диаметр шаровой молнии, как правило, бывает в пределах 7-30 сантиметров.
Особого рассмотрения требуют те редкие случаи, когда объектами "нападения" шаровых молний становятся животные и люди. К сожалению, таких инцидентов известно немало. Так, в августе 1927 года в деревне Сушино Псковской области, шаровая молния, взорвавшаяся при ударе о дуб, убила пять коров и 22 овцы. Сам дуб разлетелся в щепки. В другом случае, шаровая молния, не дождавшись отправки животных на бойню, лично уничтожила 18 коров. Но бывают и еще более трагичные происшествия. В 1936 году в одном из уфимских колхозов связист был убит ШМ, выскочившей из... телефонной трубки, которую он ремонтировал. А в 1958 году внезапно выскочивший из электрической розетки шар диаметром 30-35 сантиметров, опалил шерсть собаки, потом вылетел из окна дома и убил человека, сидевшего на уличной скамейке. Видимо, "логику" поведения ШМ нам постичь будет трудно.