Космос - «мир, вселенная и мироздание» (др. греческий), первоначальное значение - «порядок, гармония, красота».
Впервые термин Космос для обозначения Вселенной был применён Пифагором...









Интересные сайты:




Еще один взгляд на природу шаровой молнии
1. Процесс рождения ШМ и его физическое обоснование
2. Оценка начальной энергии ШМ
3. Почему ШМ не всплывает ? Как объяснить массу и ее движение?
4. Момент истины : Сверхпроводимость электронной оболочки. Электрический дипольный момент ШМ. Причины стабильности ШМ – природного ускорителя частиц.
5. Какой же процесс восполняет энергию ШМ ?
6. Свойства и поведение ШМ, обусловленные ее индукционной природой
7. О холодном свечении ШМ
8. Взаимодействие ШМ с металлическими проводниками
9. Воздействие ШМ на низкотемпературную плазму.
ЛИТЕРАТУРА

Марат Шакиров

Еще один взгляд на природу шаровой молнии.

2.Оценка начальной энергии ШМ

Откуда же берется значительная начальная энергия? Судя по визуальной оценке /5/ мощность излучения только в видимом свете составляла примерно 10^4 Вт по порядку величины. Учитывая возможность ультрафиолетового (очевидец потерял зрение и оно восстановилось полностью только через 2-3 недели, но лечить глаза пришлось еще месяца два, а общее недомогание длилось полгода) и рентгеновского излучений, явившихся скорее всего причиной болезни пострадавшего, уровень излучения можно поднять до 10^5 Вт. Следовательно, чтобы «выжить» первые 5-10 секунд, ШМ должна обладать начальной энергией в несколько мегаджоулей, т.к. W = 105 Вт х 10с = 106 Дж.

Эту энергию шаровая молния запасает в момент образования электромагнитного солитона в месте встречи лидера и стримера в виде энергии электромагнитного поля, плотность которого
&rhoэм = ( E2 + c2 x B2 )/ 8πk (6), и, так как для волны Е= с х В (7), тогда
&rhoэм = (2c2 x В2 )/8πk (8)

Полную энергию солитона выразим как W = ρэм х V (9); объем тороида можно приближенно оценить так: V= 2 π2 x R3 (см. кадр 9) (10), где R- малый радиус тора, который в наших условиях можно приближенно приравнять большому радиусу R1. Оценим индукцию магнитного поля и плотность энергии солитона, приняв его энергию равной
W = 106 Dж. (11). Для этого из уравнения
Wс = ρэм х V= ρэм2 π 2 x R3 = (2c2 x B2 / 8 πk) x 2 π 2 x R3 (12)
выразим ρэм (13) и B (14):
ρ эм = Wс/2 π2 x R3 (15) и
В= / (ρэм х 8 π k/2c2 )/ 0,5 (16), где
Wс = 106 Дж;(17); R3 = (2 x 10-2)3 = 8 x 10-6 м3 (18),
k = (9 x 109 Н х м2 )/Кл2, c = 3 x 108 м/с – скорость света в вакууме (19).
Вычисления дают значения
ρэм = 106/2 x 9,86 x 8 x 10-6 = 1012/157,75 = 6,34 x 109 Дж/м3 = 6,34 x 106 Дж/л; (20)
и B= / (6,34 х 109 x 8 x 3,14 x 9 x 109/2 x 9 x1016)/0,5= 90 Тл. (21)
Напряженность электрического поля солитона
Е = сВ = 3 х 108 x 90 = 2,7 x 1010 В/м. (22).

Магнитное поле такой величины может быть создано за счет протекания тока в канале линейной молнии. Найдем величину этого тока, считая, что радиус канала молнии Rк = 2 х 10-2 м, малый радиус тороида Rт = 2 х 10-2 м, тогда среднее расстояние от оси канала молнии до круговой оси тора, на котором реализуется примерно средняя величина индукции магнитного поля тороида, будет равна сумме этих радиусов, т.е. R= 4 х 10-2 м. Величину тока выразим из соотношения
B = 2 х k x J / c2 x R; J= В x c2 x R/ 2 x k (23), затем, подставив численные значения, найдем:
J = 90 х 9 х 1016 x 4 x 10-2/ 2 x 9 x 109 = 1,8 x 107 A (24), что
примерно в сто раз превышает по величине оценки, приводимые в справочной литературе ( примерно 105 A ). Между тем, расчет по формуле
J = nSqυ (25), при вероятных значениях концентрации носителей зарядов одного знака n = 1025 м-3 ; их скорости υ= 105 м/с, заряда однозарядных ионов q = 1,6 x 10-19 Кл (26); площади сечения канала молнии S= π х Rk2 = 3,14 x 4 x 10-4 = 1,25 x 10-3 м2 ( 27 ), дает значение
J= 1025 x 1,25 x 10-3 x 1,6 x 10-19 x 105 = 2 x 108 A !!! (28).

Максимальная энергия разряда может быть оценена из литературных данных, по которым разность потенциалов между нижней частью грозового облака и землей может достигать U = 109 B, а максимальное значение заряда, переносимого за один разряд – q = 200 – 300 Кл., откуда энергия разряда
Wp = q x
U = 2 x 102 x 109 = 2 x 1011 Дж. (29).
Энергия солитона (ШМ) в 106 -107 Дж составляет весьма малую часть от общей энергии разряда, а именно –
107/1011 = 10-4, (30) т.е. примерно 0,01 %, что, вообще говоря, подтверждает энергетическую вероятность ШМ, а ток J = 2 х 108 A создает на расстоянии R = 2 х 10-2 м магнитное поле
B= 2kJ/c2 x R = 2 x 9 x 109 x 2 x108 / 9 x1016 x 2 x 10-2 = 2 x 103 Tл (!) (31),
соответствующее плотности энергии в 1,28 х 1013 Дж/м3 или 1,28 х 1010 Дж/л. (32)








Предыдущая     Статьи     Следущая











Друзья сайта: