Взаимодействие шаровой молнии с зеркалом Жарик Г.А. Московский Государственный Университет имени М. В. Ломоносова Физический Факультет Научный руководитель: Доктор физико-математических наук, в. н. с В. Л. Бычков

Содержание. 1. Введение 2. Анализ взаимодействия шаровой молнии с зеркалом 3. Построение и исследование возможных моделей 4. Выводы

Анализ взаимодействия шаровой молнии с зеркалом. Из сообщений Эрикса: Шаровая молния пролетела через зеркало и ударила в розетку на стене, которая находилась в см позади зеркала. …Она была в другой комнате, когда услышала страшный грохот, а повреждения были получены только зеркалом. Только из-за их формы она думает, что это была такая же шаровая молния, которую она видела лет назад. Я думал, что она видела шаровую молнию во второй раз, но теперь я не уверен на 100%, что эти повреждения нанесены шаровой молнией. Возможно, это просто молния?

Анализ взаимодействия шаровой молнии с зеркалом. Перенеся след в натуральную величину на копировальную бумагу, измерена его площадь:S 1 =0,0075м 2 – площадь области с расплавленным металлом и S 2 =20,83*10 -5 м 2 – площадь испарившегося металла.

Анализ взаимодействия шаровой молнии с зеркалом. плотностьS1уд.теплоемкость,cT0 2700кг/м30,0075 м2920 Дж/кг K293 К масса S1, mS2тепл.плавления, LTплав 20,25*10^(-5) кг20,83*10(-5) м Дж/кг933 К масса S2, m 2 hтепл.парообразования,qTпар 56,25*10^(-8) кг1 мкм Дж/кг2740 К Q=cm(Tплав – То)+Lm+cm(Tпар – To) +qm 2 (1); подставив значения, найдем Q=58,8 Дж.

Приведенные таблицы показывают, что даже при небольших расстояниях тепловое воздействие ШМ незначительно, ее средняя скорость примерно равна 2м/c, время жизни 1-50 сек.

Анализ взаимодействия шаровой молнии с зеркалом. 1)энергия электромагнитного поля самой молнии - плотность тепловой мощности, – удельная проводимость, связанная с удельным сопротивлением соотношением: ρ = ρ 0 (1+ α Δ Т), где α - температурный коэффициент сопротивления, для алюминия равный 4,3* /K. Чтобы найти вычислим, в результате получим = 1,7*10 -3 Ом*м, т.к. =2,7*10 -4 Ом*м Т.к. и, а время = 0,1 сек, получим: =11520 В/м.

Анализ взаимодействия шаровой молнии с зеркалом. 2)энергия разряда, спровоцированного шм.

Анализ взаимодействия шаровой молнии с зеркалом. Плотность заряда на поверхности после контакта и разделения может быть выражена как: Поскольку для Al энергия сродства выше, чем для С и О, последние элементы приобретут «+» заряд. где - заряд электрона, - плотность состояния энергии у поверхности изолятора - сродство электронов изолятора и - сродство электронов металла

Рис 1Рис 2 Рис 3 Рис 4

Предполагая, что в энергию разряда входила только электрическая энергия металлического слоя, найдем заряд пластины. -емкость уединенной пластины [3], где а – высота, b– ширина. Положив а= 1,3 м и b = 0,65м, найдем Co =3,47* Ф или 35пФ. Зная W=q 2 /2Co, найдем «излишки» зарядов на металлическом слое: q=6,39*10 -5 Кл. Полагая заряд равномерно распределенным по поверхности, найдем =75,7мкКл/m 2 Это значение превышает максимальную плотность в присутствии воздуха, равную 27 мкКл/m 2, поскольку при расчете не учитывалась энергия поля, создаваемая шаровой молнией. Напряженность поля двух гладких пластин с равномерным распределением зарядов в присутствии воздуха примерно равна 300кВ/m.

Выводы -Установлено, что шаровая молния может являться инициатором разрядов - Сделаны предположения о напряженности ее электрического поля.