Файл: Сингер, С. Природа шаровой молнии.pdf

в воздухе или от краткого соприкосновения с вещества­ ми, которые не были и не могли быть нитрованы, с таким объяснением не согласуются. К тому же оказалось, что

. двуокись азота должна, по-видимому, почти полиостью

[100]. Очень высокие оценки энергии шаровой молнии, полученные на основании последствий ее взрыва [32] и нагревания такой молнией бочки с водой [184], свидетель­ ствуют о том, что в формировании шаровой молнии об­ ладающие относительно низкой энергией окислы азота не участвуют. Анализ состава воздуха после очень про­ должительной и сильной грозы выявил не повышение количества окислов азота, а значительную концентрацию озона [428], однако определенного заключения о возмож­ ном эффекте шаровой молнии из этого сделать нельзя, так как на протяжении этой грозы ни одной шаровой молнии зарегистрировано не было.

В некоторых теориях вместо окислов азота предпо­ читают рассматривать озон. В доказательство того, что основным веществом шаровой молнии является озон, приводятся следующие моменты: запах озона, ощущав­ шийся после исчезновения огненного шара; плотность опускавшихся шаров, явно превосходящая плотность воздуха; отклонение их от вертикального направления у поверхности земли и последующее горизонтальное дви­ жение; действие сил отталкивания между отрицательным зарядом земли и отрицательным зарядом, которым пред­ положительно обладает озон, а также тот факт, что при получении озона электрическим путем наблюдается го­ лубая окраска в отличие от обычного желтого азотного пламени [512]. Известно, что озон образуется вокруг интенсивно заряженных острий, особенно если они несут отрицательный заряд. Окислы же азота отсутствуют или

•появляются, только когда с острия начинают срываться искры.

атомные молекулы углерода (до 17 атомов в молекуле), их плотность была бы ниже плотности воздуха при стан­ дартных условиях [293]. Энергия, высвобождаемая сфе­ рой озона диаметром 50 см, была оценена в 11 ООО кВт-с, и та же цифра была позже получена в расчетах энергии для шаровой молнии, нагревшей до кипения бочку с во­ дой [184]. Пересчет этих результатов в соответствии с последними значениями энергии образования озона [372] дает лишь —4% указанной энергии для этой сферы чисто­

по меньшей мере в одном случае запах газа весьма уме­

азота [320]. Запах этот наблюдатель сравнил с запахом смеси относительно высоко концентрированной двуокиси азота с воздухом, которую ему предъявили позже. К то­ му же плотность двуокиси азота почти равна плотности озона, а в сообщениях о шаровой молнии желтый и крас­ ный цвета фигурируют гораздо чаще голубого.

В сообщении о наблюдении шаровой молнии в 1967 г. в Советском Союзе [128], о чем упоминалось выше, от­ мечалось появление и озона и двуокиси азота в качестве газов, образованных шаровой молнией (хотя это вовсе не обязательно означает, что они входят в ее состав или определяют ее свойства). Обычно наблюдаемые взрывы шаровой молнии (в данном случае, правда, взрыва не произошло) объяснялись в этих работах цепным окисле­ нием азота, при котором в реакцию вступают ионы. Об­

тритий. Концентрация в воздухе остальных газов была обычной. Концентрация же двух первых газов оказалась наиболее высокой в пробах, взятых ближе всего к следу

во второй, которая показала наибольшую концентрацию обоих газов.

Образование озона и двуокиси азота с помощью элек­ трических разрядов было исследовано эспериментально. Отношение концентрации озоиа к концентрации двуоки­ си азота уменьшалось с повышением напряжения разря­ да. Согласно этим опытам, отношение 2,5 : 1 должно со­ ответствовать потенциалу молнии в 300—400 кВ, если только естественные разряды сопоставимы с изучавши­ мися тихими разрядами. В серии экспериментов наблю­ дались колебания этого отношения от 1:1 до 6 : 1. При увеличении температуры оно уменьшалось, а для дуго­ вых разрядов обычно было ниже единицы. Величина этого отношения примерно 0,9 : I была получена при 2000—4000 К. Самые низкие величины, порядка 0,8, дол­ жны, видимо, означать, что температура шаровой мол­ нии превышала 4000 К. Однако наблюдатель заметил, что свечение шара было сравнимо со свечением разряда плазмотрона при 14 000 К.

Образование при электролизе воды водорода и кис­ лорода— газов, дающих взрывчатую смесь,— уже давно породило предположение, что обычный разряд линей­ ной молнии, очень часто наблюдавшийся перед появле­ нием шаровой молнии, создает взрывчатый газ, обладаю­

электрическая искра может вызвать его взрыв. Спустя почти сто лет после появления первой теории [436], снова выдвигались подобные же идеи о роли кислорода и во­ дорода, образованных при термической диссоциации во­ ды [42] во время мощной вспышки молнии или при обыч­ ном электролизе [461]. В пробах воздуха, взятых вблизи следа шаровой молнии, согласно сообщению, присутст­

шего предела отношения плотностей во взрывчатой сме­ си указанных газов, возникающей при весовом соотно­ шении в 0,0026 : 1 (или объемном 0,04 : 1) [280]. Концен­ трации, указанные в сообщении, не подтверждают теории, что шаровая молния — это взрывчатая смесь во­ дорода и кислорода. Но, с другой стороны, эту теорию нельзя считать и опровергнутой, поскольку газы для ана­ лиза были взяты на траектории огненного шара или вблизи нее, а не внутри самого шара. Таким образом, речь идет только о веществах, оставшихся после какихто химических реакций, а не о тех, что существовали в этом месте до того, как шар его миновал.

Многие из свойств шаровой молнии удалось воспро­ извести в опытах, где светящиеся сферы были получены при поджигании в воздухе горючих веществ с низкой концентрацией [354]. Водород, метан, пропан и бензин воспламенялись кратковременными электрическими раз­ рядами в вертикальных стеклянных колбах. Водород, который при концентрациях в воздухе от 3,8 до 9% легче всего давал желаемый эффект, излучал слабый голубой свет, видимый в затемненном помещении. Для пропана минимальная концентрация составляла 1,24%. Мини­ мальная концентрация бензина, при которой возникала сфера, была настолько низка, что не поддавалась изме­ рению, и если в колбе испарялось несколько капель бен­ зина, светящаяся сфера возникала только после того, как концентрация паров бензина снижалась с помощью многократного откачпваниявоздуха из камеры. Пропан и бензин давали более яркие, хорошо видимые облака, обычно цветные — голубые, зеленые или фиолетовые. Верхний и нижний пределы концентраций, при которых образовывались сферы, были близки к минимальным концентрациям, при которых возможно воспламенение

Образования, возникающие при соответствующих ус­ ловиях, больше напоминают коронный разряд или полую массу со светящейся поверхностью, чем горящий газ.