Просто электричество

скачать книгу бесплатно

Иногда кажется, что мы лучше знаем о том, что происходит во время вспышек сверхновых и при образовании нейтронных звезд, чем о том, что творится буквально рядом с нами во время грозы. И конечно же, чаще всего среди самых интригующих загадок атмосферного электричества упоминается шаровая молния. Еще недавно многие авторитетные ученые не верили в само ее существование. Наблюдение в природе продолжает быть единственным надежным средством исследования, несмотря на опыты, ведущиеся в физических лабораториях, и компьютерные эксперименты. Поэтому установить факты можно только одним способом – тщательной проверкой сообщений очевидцев и накоплением статистики.

Само по себе увеличение объема фактических данных не всегда ведет к устранению противоречий и созданию определенной картины явления. Наоборот, в некоторых случаях хаос только нарастает, а четкая физическая картина не прорисовывается. Это верный признак того, что наблюдения – плод досужей фантазии и богатого воображения, никакого реального содержания за ними нет или мы очень далеки от его истинного понимания.

В других же случаях накопление фактов приводит к тому, что туман рассеивается и из него начинают выступать четкие контуры реальности. Именно так и получилось в случае шаровой молнии. Огромный материал, собранный современными учеными, принес лишь несколько новых открытий по сравнению с тем, что было известно о шаровой молнии еще двести лет назад. Но он позволил точно утверждать, что шаровая молния действительно существует, и выделить определенные признаки, с помощью которых можно отделить правильные сообщения очевидцев от неточных, преувеличенных или выдуманных. Кроме того, ученые впервые смогли надежно оценить физические параметры шаровой молнии и благодаря этому сделали шаг вперед к научному объяснению ее природы.

Что же известно сейчас о шаровой молнии?

Почти в половине случаев за время наблюдения молния успевает пройти от одного до десяти метров. Очевидцы сообщили, что молния двигалась горизонтально, в каждом пятом случае она опускалась вниз и лишь в каждом двадцатом поднималась вверх. В среднем молния проходит за секунду не больше нескольких метров, отсюда следует, что этот огненный шар состоит из газа, который лишь немногим плотнее воздуха.

Подавляющее большинство людей может за свою жизнь наблюдать множество разрядов обычной молнии, так и не увидев ни разу шаровой. По количеству свидетельских показаний можно оценить, что в год их наблюдается десятки тысяч, но за всю свою жизнь это явление видит примерно один человек из тысячи.

А насколько часто шаровые молнии возникают? Естественным масштабом для сравнения является частота появления молний линейных. Мы видим такую молнию издалека, но оказаться вблизи от места, куда она ударила, – довольно редкое событие. Можно предположить, что приблизительно в двух из пяти случаев удар линейной молнии сопровождается появлением шаровых.

Средний диаметр шаровой молнии составляет 20–30 см, хотя чаще встречаются молнии поменьше. Появляющиеся при ясной погоде значительно крупнее возникающих во время грозы и наблюдаются в течение более длительного времени. В половине случаев шаровая молния появляется в радиусе пяти метров от наблюдателя, а в каждом шестом случае пролетает в полуметре.

Появление шаровой молнии связано с прохождением грозы над местностью, иногда светящийся шар возникает рядом с каналом линейной молнии. Однако в двух из каждых трех случаев наблюдений она возникала из розеток, электроприборов, радиоприемников, телевизоров, телефонов, батарей отопления и даже гвоздей, вбитых в стену, – то есть из металлических проводников; а также проникала сквозь диэлектрики (стекло и прочее), иногда повреждая их.

Нередки случаи, когда шаровая молния проходила через щели, даже не опалив обоев, или с ловкостью вора-домушника «вырезала» кружок оконного стекла по своему размеру, не повредив остальное.

В девяти из десяти случаев молния имеет сферическую форму, благодаря чему и получила свое название. Иногда ее образ бывает искажен электрическими полями или потоками воздуха: молния становится похожей на эллипсоид, грушу или совсем теряет правильную форму. В двух случаях очевидцы наблюдали молнию в форме кольца. Цвет свечения шара – от красноватого до светло-голубого и зеленого. Появление шаровой молнии иногда сопровождается шипением, жужжанием, свистом, завыванием и потрескиванием. Движется она медленно, иногда останавливается, а достигая какой-либо преграды, часто взрывается. Мощность взрыва достаточна, чтобы разрушить печную трубу, разбить на кусочки кирпичи здания. Иногда шаровая молния исчезает бесшумно. Обычно после ее исчезновения в помещении остается остро пахнущая дымка, голубая в отраженном свете и коричневая в проходящем.

Существуют также неподвижные шаровые молнии, испускающие ослепительно-белый свет. Они «закрепляются» на остриях громоотводов (да-да, громоотводы не спасают), на краях металлических крыш, на верхушках труб. В то время как подвижные молнии могут оседать и становиться неподвижными, те, наоборот, порой срываются с места. Большая шаровая молния может иногда распасться на несколько светящихся шаров меньшего размера.

Еще одним поразительным свойством шаровой молнии является способность проникать через узкие отверстия и даже щели, деформируясь при этом и вновь восстанавливая сферическую форму после выхода в свободное пространство. Один очевидец наблюдал с расстояния 15–20 см, как через отверстие в стене «…пролезал желтый шарик величиной с крупный апельсин, – и уточнил, – вернее, не пролезал, а переливался из одной половины в другую». Другой рассказал, как шаровая молния прошла в комнату через трещину в стекле сплющившись, поскольку размер ее был больше размеров трещины.

Подобные явления можно объяснить тем, что вещество молнии отчасти похоже на жидкость: оно обладает поверхностным натяжением и не смешивается с окружающим воздухом.

Световой поток, испускаемый шаровой молнией, для оценки сравнивают со светом электрической лампочки. Чаще всего очевидцы называют два интервала: 50–100 и 100–200 ватт, на которые в сумме приходится около половины наблюдений. Таким образом, световой поток от шаровой молнии в среднем сравним с тем, который испускает стоваттная электрическая лампочка. Но удивительно не это: оказывается, излучая свет, шаровая молния почти совсем не выделяет тепло! Судя по наблюдениям, не может быть речи о температуре в тысячу градусов, которую часто приписывают шаровой молнии.

Шаровая молния – не что иное, как сгусток обыкновенного воздуха, заряженного энергией. Шар, «проплывая», отдает свою энергию свободным электронам окружающего воздуха. Это вызывает его свечение. Если, в условиях открытого пространства, на его пути встречаются вещества (пыль, сажа), действующие как катализаторы, шар взрывается.

Вблизи поверхности земли сила тяжести молнии уравновешивается действием электрического поля от зарядившейся в грозу поверхности почвы. В таком взвешенном состоянии движение молнии зависит либо от воздушных потоков, либо от небольших изменений приземного электрического поля. Именно в этом состоит причина необычности ее поведения. Дело в том, что мы не имеем органов, которые реагировали бы на напряженность электрического поля. Во время грозы оно может возрасти вокруг нас в тысячи раз, и тем не менее мы этого не ощутим. Поэтому в повседневной жизни мы не знаем, как меняется электрическое поле вокруг нас, и, в отличие от поля тяжести, не привыкли считаться с ним как с возможной причиной, определяющей движение тел.