球形闪电产生的原理
球形闪电是一种十分罕见的闪电形状。闪电,有线形、带状、火箭形和球形四种。最常见的是线形,球形闪电出现很少,但半个多世纪以来,人类共
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了4000多次球形闪电现象。
1981年,一架"伊尔-18"飞机从黑海之滨的索契市起飞。当时天气很好,雷雨云远离飞行线40公里。当飞机升到1200米高空时,突然一直径为10厘米左右的火球闯入飞机驾驶舱,发出了震耳谷聋的爆炸声后随即消失。但几秒钟后,它又令人难以置信地通过密封金属舱壁,在乘客舱内再度出现。它在惊乱一团的乘客头上漂浮着,缓缓地飘进后舱,分裂成两个光亮的半月形,随后又合并在一起,最后发出不大的声音离开了飞机。驾驶员立即着陆检查,发现球形闪电进出的飞机头尾部各钻了个窟窿,雷达和部他仪
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失录,但飞机内壁和乘客没有受到任何损伤。
据气象专家介绍,球形闪电似一团火球,约有篮球那么大,偶尔也有直径几米甚至几十米的。球形闪电多半在强雷雨的恶劣天气里才会出现。球形闪电有个怪脾气,见缝就钻,常常从门窗、烟囱、甚至缝隙中钻入室内,有时能沿着导线以每秒2米左右的速度前进并燃烧。它一般沿水平方向移动,有时也停留在空中不动,或缓慢地降落。有的球形闪电在移动中还能自旋,有的则会反弹。它移动时发出嘶嘶声,消失时发出爆炸的巨响,振动能量足以破坏一般的建筑物。由于爆炸时空气发出了化学反应,生成了臭氧和一氧化氮,故球形闪电消失后有一股难闻的味道。
球形闪电虽是一个灼热的火球,但当它靠近一些易燃物体如树木、纸、干草时,并不起火灾,而在爆炸的一瞬间却可以烧掉潮湿的树木和房屋。如若落进水池,球形闪电会使水沸腾。它能轻而易举地穿过玻璃,又可从门缝、烟囱里钻到房屋之内。所以像以上发生的事件也就不足为奇了。
奇怪的是,球形闪电到底是何种物质?一直没人能回答这个问题。有几种假设:有人认为球形闪电是一种带强电的气体混和物;有人则推测是化学反应堆;还有人认为是一种氮氧化合物;更有学者说它是一团高度电离的空气囊。
实验中,研究人员发现,将土壤样品暴露在跟闪电过程一样的条件下,就会产生含有硅的纳米微粒,其被氧化的速率与球形闪电平均8秒的生命周期是一致的。研究人员由此提出一种理论,即,土壤被雷电击中后,会向大气释放含有硅的纳米微粒,来自雷电袭击的能量以化学能的形式储存在这些纳米微粒中,当达到一定高温时,这些微粒就会氧化并释放能量,形成球形闪电。
还有一种说法就是,目前观测到的部分UFO,也是一些高空球形闪电,发出奇怪的光,似一个大火球
以上诸种说法,都有待于科学研究的进一步证实。
俄罗斯科学家最近在实验室中成功制造出了球状闪电,这将有助于人们对球状闪电进行直接研究。
球状闪电,一种由等离子体构成的闪电,在雷雨天气里往往带来很大的破坏力,造成人员和财物巨大损失。这种闪电存在时间很短,较难追踪,此前,球状闪电对人们来说仍然是个谜。
据俄《科学信息》杂志报道,俄罗斯科学院圣彼得堡康斯坦丁核物理研究所专家在研究中发现,球状闪电由呈阳性的氢离子和呈阴性的氢氧基离子构成,球状闪电中的这些离子被水汽包裹着,水分子能够阻止两种离子结合到一起,从而使得球状闪电能够存在一些时间。根据这种特点,他们在实验室中制造出了球状闪电。
实验所用装置由一个连在一起的电容器组和两个电极组成,其中一个电极是铜线圈,放置在聚乙烯容器的底部,并在容器中盛放了自来水;另一个由碳棒组成的中心电极放在容器水面以上的地方。当中心电极的碳棒被滴上水滴时,两个电极之间会有电流通过,其持续时间非常短暂。在电路的短暂接通和关闭过程中,中心电极会释放出等离子束,并且分离出发光的等离子粒团,大小从10厘米到18厘米不等,温度不超过60摄氏度,一般在0.2秒到0.5秒后消失。
进一步研究发现,如果两个电极之间的距离合适,等离子粒团会呈现圆球状,成为球状闪电。此外,中心电极所使用的材料不同,这种人工球状闪电也会呈现出不同的颜色,比如使用碳做中心电极,闪电中心会呈现淡紫色,外面呈淡黄色;用铁做中心电极,闪电呈淡白色。专家还发现,等离子粒团的存在时间受中心电极尺寸大小和几何形状、两个电极之间的距离、电流强度和持续时间、水的温度和导电性等多种因素的影响。
专家指出,虽然实验室条件下制造出来的球状闪电的尺寸没有自然条件下形成的球状闪电大,但是科学家通过这种方法可以对球状闪电进行直接研究。
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