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

6 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

8147. Реконструкция моторного участка МУ ПАТП-7 г.Омска 15.49 MB
  Тема данного проекта - реконструкция моторного участка МУ ПАТП-7г.Омска. Основными задачами современного развития автомобильного транспорта Перечисленные мероприятия ведут к снижению себестоимости перевозок, затрат на обслуживание и ремонт подвижного состава...
8148. Управление электрохозяйством предприятий 679.68 KB
  Рассмотрены структура, организация и комплексная система управления электрохозяйством предприятий (организаций) в соответствии с требованиями законодательных, правовых и подзаконных актов, норм и правил работы в электроустановках. Приведен необходим...
8149. Моделирование систем. Учебное пособие 1011.5 KB
  Учебное пособие соответствует программе семестрового курса лекций по моделированию систем. Содержит общие сведения о моделировании систем, рассмотрены математические схемы моделирования, а также формализация и алгоритмизация процесса функционировани...
8150. Тяговый расчет автомобиля и определение его эксплуатационных характеристик 509 KB
  Задачей тягового расчета является определение характеристик двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые тягово-скоростные свойства автомобиля и его топливную экономичность в заданных условиях эксплуатации. При проведении...
8151. Разработка обобщенной структурной схемы системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами 470.5 KB
  Введение Теория электрической связи (ТЭС) является неотъемлемой частью общей теории связи и представляет собой единую научную дисциплину, основу которой составляют: теория сигналов, теория помехоустойчивости и теория информации. Принципы и методы ку...
8152. Технологический процесс производства заготовок валов диаметром не ниже 150 мм 254.42 KB
  Вариант 1 Опишите технологический процесс производства заготовок валов диаметром не ниже 150 мм. Вал ответственного назначения. Для изготовления наиболее ответственных деталей, для которых требуется материал особой прочности в крупных сечениях, испо...
8153. Разработка структурной схемы системы связи, предназначенной для передачи данных и передачи аналоговых сигналов методом ИКМ для заданного вида модуляции и способа приема сигналов 529 KB
  Задание - Разработать структурную схему системы связи, предназначенной для передачи данных и передачи аналоговых сигналов методом ИКМ для заданного вида модуляции и способа приема сигналов. Рассчитать ...
8155. Проектирование и исследование динамической загруженности легкового автомобили с двухтактным двигателем внутреннего сгорания 1.08 MB
  Проектирование и исследование динамической загруженности легкового автомобили с двухтактным двигателем внутреннего сгорания. Описание схемы и работы машины. Легковой переднеприводной автомобиль приводится в движение двухтактным двигателем внутрен...