76228

ШАРОВАЯ МОЛНИЯ: МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?

Реферат

Физика

Шаровая молния — светящийся сгусток горячего газа, изредка появляющийся в грозовых погодных условиях. Это явление до конца не изучено, но активно изучается. На сегодняшний день ясно, что шаровая молния - просто красочное атмосферное явление, проявление атмосферного электричества...

Русский

2015-01-30

72.5 KB

5 чел.

Государственное бюджетное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №529

Аттестационная работа

(исследовательская работа)

по физике

    (название предмета)

ШАРОВАЯ МОЛНИЯ: МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?

ученика 8 «А» класса

Тычкина Алексея

Руководитель:

Фамилия  Имя Отчество

Рецензент:

Фамилия  Имя Отчество

Консультант:

Фамилия  Имя Отчество

С.—Петербург

20__

Содержание

Введение

I. Основные сведения о шаровой молнии

  

  1.1. Открытие шаровой молнии

  1.2. Некоторые гипотезы о природе шаровой молнии

   

  1.3. Свойства типичной шаровой молнии

  1.4. Причины появления молнии такого типа

  1.5. Последствия шаровой молнии

II. Исследование шаровой молнии

  

  2.1. Случаи наблюдения шаровой молнии

  2.2. Энергия

  2.3. Движение

  2.4. Температура внутри шаровой молнии  

  2.5. Китайские ученые разгадали тайну шаровой молнии

III. Заключение

IV. Список используемых материалов  

Введение

Шаровая молния — светящийся сгусток горячего газа, изредка появляющийся в грозовых погодных условиях. Это явление до конца не изучено, но активно изучается. На сегодняшний день ясно, что шаровая молния - просто красочное атмосферное явление, проявление атмосферного электричества, и для его объяснения не потребуется привлечение каких-либо кардинально новых физических концепций.

Глава I: Основные сведения о шаровой молнии

  1.  . Открытие шаровой молнии

Систематическое изучение шаровых молний началось с отрицания их существования: в начале XIX века все известные к тому времени разрозненные наблюдения были признаны либо мистикой, либо в лучшем случае оптической иллюзией.

Но уже в 1838 году в «Ежегоднике» французского бюро географических долгот был опубликован обзор, составленный знаменитым астрономом и физиком Домиником Франсуа Араго.

Впоследствии он стал инициатором опытов Физо и Фуко по измерению скорости света, а также работ, приведших Леверье к открытию Нептуна.

Основываясь на известных тогда описаниях шаровых молний, Араго пришел к выводу, что многие из этих наблюдений нельзя считать иллюзией.

За 137 лет, прошедших с момента выхода в свет обзора Араго, появились новые свидетельства очевидцев, фотографии. Были созданы десятки теорий, экстравагантных, остроумных, таких, которые объясняли некоторые известные свойства шаровой молнии, и таких, которые не выдерживали элементарной критики.

Фарадей, Кельвин, Аррениус, советские физики Я. И. Френкель и П. Л. Капица, многие известные химики, наконец, специалисты американской Национальной комиссии по астронавтике и аэронавтике NASA пытались исследовать и объяснить этот интересный и грозный феномен. А шаровая молния и поныне продолжает во многом оставаться загадкой.

Трудно, наверное, найти другое явление, сведения о котором так противоречили бы друг другу. Основных причин две: это явление очень редкое, и многие наблюдения проводятся крайне не квалифицированно.

1.2. Некоторые гипотезы о природе шаровой молнии

Гипотеза Капицы: между облаками и землёй возникает стоячая электромагнитная волна, и когда она достигает критической амплитуды, в каком-либо месте (чаще всего, ближе к земле) возникает пробой воздуха, образуется газовый разряд. В этом случае шаровая молния оказывается как бы «нанизана» на силовые линии стоячей волны и будет двигаться вдоль проводящих поверхностей. Стоячая волна тогда отвечает за энергетическую подпитку шаровой молнии.

Принципиально другую гипотезу предлагает Смирнов, занимающийся проблемой шаровой молнии много лет. В его теории ядро шаровой молнии – это переплетённая ячеистая структура, нечто вроде аэрогеля, которая обеспечивает прочный каркас при малом весе. Только нити каркаса – это нити плазмы, а не твердого тела. И энергетический запас шаровой молнии целиком скрывается в огромной поверхностной энергии такой микропористой структуры. Термодинамические расчеты на основе этой модели, в принципе, не противоречат наблюдаемым данным.

Ещё одна теория объясняет всю совокупность наблюдаемых явлений термохимическими

эффектами, происходящими в насыщенном водяном паре в присутствии сильного электрического поля. Энергетика шаровой молнии здесь определяется теплотой химических реакций с участием молекул воды и их ионов. Автор теории уверен, что она дает чёткий ответ на загадку шаровой молнии.

Интересную гипотезу предлагает профессор Самарского аэрокосмического университета. По его мнению, шаровая молния представляет собой сгусток низкотемпературной радиоактивной плазмы, возникающий в процессе β-распада ядер радиоактивного фосфора в связанное состояние. Другими словами, первопричины возникновения ШМ лежат вне физики электрического разряда в газах.

Какая из теорий достоверна – проверить нетрудно: критерием будет служить эксперимент. Пусть хоть какая-нибудь теория сможет чётко сказать, как именно можно создать шаровую молнию в лаборатории.

Именно такой теорией, предлагающей способ создания необычного состояния вещества, способного аккумулировать и сохранять значительное время энергию, является предположение, что шаровая молния – это ридберговское вещество. Группа L.Holmlid. занимается приготовлением ридберговского вещества в лабораторных условиях пока отнюдь не с целью производства шаровых молний, а в основном с целью получения мощных электронных и ионных потоков, используя то, что работа выхода ридберговского вещества очень мала, несколько десятых электронвольта. Предположение, что шаровая молния является ридберговским веществом, описывает гораздо больше ее наблюдаемых свойств, от способности возникать при разных условиях, состоять из разных атомов, и до способности проходить сквозь стены и восстанавливать шарообразную форму. Конденсатом ридберговского вещества пытаются также объяснить плазмоиды, получаемые в жидком азоте.

1.3. Свойства «типичной» шаровой молнии

В 1973 году были опубликованы свойства "типичной" шаровой молнии, основанные на анализе статистики наблюдений:

– появляется одновременно с разрядом молнии в землю;
– имеет сферическую, сигарообразную или дисковую форму с неровными краями, как бы, даже "пушистыми";
– диметр от одного сантиметра до метра;
– яркость свечения приблизительно как 100-200 ваттная электрическая лампочка, днем ее видно хорошо;  
– цвета самые разные, бывают даже черного цвета, но в основном – желтые, красные, оранжевые и зеленые;
– существуют от одной секунды до нескольких минут, 15-20 секунд самое распространенное время;
– как правило, куда-то двигаются (вверх, вниз, чаще – прямо) со скоростью до пяти

метров в секунду, но могут и просто висеть в воздухе, иногда вращаются вокруг своей оси;
– тепла практически не излучают, будучи "холодными" (на ощупь, что ли, пробовали?), но тепло может выделяться при взрыве (газовых труб);
– некоторые притягиваются к проводникам – железным заборам, автомобилям, трубопроводам (газовым, и взрываются с выделением тепла), а некоторые просто проходят сквозь любую материю;
– при исчезновении могут уйти тихо, без шума, а могут громко, с хлопком;
– после себя часто оставляют запах серы, озона или оксидов азота.

Глава 2: Исследование шаровой молнии

2.1. Случаи наблюдения шаровой молнии

Основным и по существу пока единственным источников информации о шаровой молнии являются показания очевидцев. Нет необходимости говорить о том, насколько надежен этот источник. В течение последних столетий было зарегистрировано и описано около тысячи случаев появления шаровой молнии. Однако достоверность значительной части этих сообщений оказывается очень низкой.

«5 августа 1977 г. между 8 и 9 часами утра над Кремлем разразилась сильная гроза и один из разрядов молнии попал на территорию Кремля. Дежурный А.Е. Никулин, сидевший в деревянной будке близ Успенского собора, услышал со стороны Большого Кремлевского Дворца удар грома необычайной силы. Он успел привстать со стула

Глава IV: Список используемых материалов

  •  Интернет-ресурсы:

  1.  http://resms.ucoz.ru/news/sharovaja_molnija/2013-02-06-69 
  2.  http://xroniki-nauki.ru/teorii/sharovaya-molniya - раздел «Открытие шаровой молнии»
  3.  http://www.molnie.ru/sharmo-priroda.php - раздел «Некоторые гипотезы о природе шаровой молнии»
  4.  http://itc.ua/blogs/sharovaya_molniya_-_mif_ili_realnost_46613 - раздел «Свойства шаровой молнии»
  5.  http://sharmolniya.narod.ru/temper.htm - раздел «Температура и энергия»
  6.  http://allbanks.kz/news/view/Kitayskie-uchenie-razgadali-taynu-sharovoy-molnii (про китайских ученых__

  •  Литература:
  1.  Тарасов Л.В. Физика в природе: Кн. для учащихся. – М.: Просвещение, 1988. – С. 102-103.
  2.  Стаханов И.П. О физической природе шаровой молнии. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – С. 9-15.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76917. Грудной симпатикус. Грудной отдел симпатического ствола, его топография, узлы и ветви 180.2 KB
  Серые ветви постганглионарные волокна направляются к грудным спинномозговым нервам а с ними в межреберные нервы и другие спинальные ветви а также в следующие нервы: грудные сердечные нервы от 25 узлов; легочные трахеальные аортальные пищеводные ветви к одноименным сплетениям; чревные или внутренностные нервы: большой от 59 узлов малый 1012 узлов непостоянный низший; через чревные нервы – в чревное солнечное сплетение живота. Грудные сердечные нервы вместе с шейными сердечными нервами образуют переднее и заднее...
76918. Поясничный и крестцовый симпатикус. Поясничный и крестцовый отделы симпатического ствола, их топография, узлы и ветви 178.89 KB
  Белые соединительные ветви преганглионарные волокна идут от латерального промежуточного ядра спинного мозга. Серые ветви постганглионарные волокна уходят ко всем поясничным спинномозговым нервам поясничному сплетению и его ветвям. Нервы: серые соединительные ветви к поясничным и крестцовым спинальным нервам; ветви к поясничному и крестцовокопчиковому сплетению и его нервам; поясничные внутренностные нервы для чревного аортального и органных сплетений; крестцовые внутренностные нервы для подчревного и органных сплетений таза.
76919. Симпатические сплетения живота. Симпатические сплетения брюшной полости и таза (чревное, верхнее и нижнее брыжеечные, верхнее и нижнее подчревные сплетения) 181.94 KB
  Вегетативные и соматические нервы участвуют в иннервации внутренних органов сосудов через вне и интраорганные сплетения состоящие из нервных узлов и соединяющих их смешанных пучков из симпатических парасимпатических чувствительных нервных волокон. Сплетение направляет ветви по ходу селезеночных печеночных желудочных брыжеечных артерий к брюшным органам в воротах которых возникают органные сплетения. В составе сплетения присутствуют пять крупных нервных узлов.
76920. Органы чувств и учение И.П. Павлова. Характеристика органов чувств в свете Павловского учения об анализаторах 180.62 KB
  Органы чувств являются периферической важнейшей рецепторной частью анализаторов первой сигнальной системы. В органах зрения и обоняния восприятие осуществляет и анализирует сама нейрочувствительная клетка и поэтому эти органы называют первично чувствующими. Поэтому эти органы называются вторично чувствующими.
76921. Орган слуха и равновесия: общий план строения и функциональные особенности 182.53 KB
  Орган слуха и равновесия иначе называется преддверноулитковым органом в котором выделяют наружное среднее и внутреннее ухо. Большая часть органа располагается внутри височной кости. Орган слуха или слуховой анализатор считается в сенсорной системе человека вторым по значению после зрительного так как крайне важен для общения с природой и обществом в связи с развитой членораздельной речью.
76922. Наружное ухо, его части, строение, кровоснабжение, иннервация 181.85 KB
  Рельеф ушной раковины: завиток свободный завернутый край; ножка завитка – конечная часть завитка нависающая над наружным слуховым проходом; бугорок ушной раковины на границе задней и верхней части завитка изнутри; противозавиток параллелен завитку; козелок выступ кпереди от слухового прохода; противокозелок напротив козелка в нижней части противозавитка; полость ушной раковины между козелком и противозавитком; мочка долька ушной раковины содержащая жировую ткань. Состав наружного слухового прохода: хрящевая часть 1 3...
76923. Среднее ухо 180.75 KB
  Слуховые косточки лежат в барабанной полости связанные между собой и некоторыми стенками суставами мышцами и мембранами. Кроме того существует костная проводимость звука через слуховые косточки и стенки барабанной полости. Стенки барабанной полости: верхняя покрышечная стенка – на передней поверхности пирамиды височной кости; нижняя яремная стенка в области яремной ямки на нижней поверхности пирамиды с началом сосцевидного канальца для ушной ветви X пары; медиальная лабиринтная стенка с мысом окном преддверия овальным...
76924. Внутреннее ухо: костный и перепончатый лабиринты. Спиральный (кортиев) орган. Проводящий путь слухового анализатора 184.04 KB
  Они представлены волосковыми сенсорноэпителиальными клетками которые находятся внутри улитки в спиральном органе слуховой рецептор и внутри расширений преддверия и полукружных каналов вестибулярный рецептор. Костный и перепончатый лабиринт – скелет внутреннего уха располагается в пирамиде височной кости имеет следующие составные части: преддверие занимающее срединное положение; улитку лежащую кпереди от преддверия; три полукружных канала расположенных кзади от преддверия. Стенки отверстия и другие образования преддверия...
76925. Орган зрения: общий план строения. Глазное яблоко и его вспомогательный аппарат 183.74 KB
  Изменения внутренней оси глаза короткая длинная сказываются на положении фокуса световых лучей. Оболочки глаза состоят: из фиброзной оболочки с прозрачной и круглой передней частью роговицей диаметром в 12 мм толщиной в 1 мм; и с задней частью плотной белесоватой склерой толщиной от 04 до 1 мм; из сосудистой оболочки с тремя частями: собственно сосудистой ресничным телом радужкой со зрачком; из сетчатой оболочки с наружной пигментной и внутренней светочувствительной частью. Внутреннее ядро глаза представлено водянистой влагой...