Прохождение шаровой молнии сквозь стекло

Н.А. Мискинова, Б.Н. Швилкин

О существовании шаровых молний знают почти все, а многие даже видели их. Однако суть этого явления все еще не установлена окончательно. Молнии часто появляются ниоткуда и уходят непонятно куда. Явление это окутано ореолом таинственности как для обывателей, так и для ученых. Говорят, что шаровая молния может убить сразу нескольких человек, а может просто исчезнуть, не причинив никому вреда. Может двигаться совершенно беззвучно, а может дьявольски шипеть, наводя ужас на окружающих. Существует поверье, что при виде молнии надо застыть на месте и по возможности не шевелиться. С другой стороны, известны случаи, когда ее выгоняли из избы веником. Проникать же в помещение шаровые молнии способны через открытые форточки и даже щели. Возникают они чаще всего перед грозой, и поэтому бытует мнение, что в это время надо плотно закрывать двери и окна. Однако и это не всегда спасает, поскольку иногда они как будто проникают сквозь стекло. Вот эту-то особенность и решено было проверить с помощью экспериментального аналога шаровой молнии.

Из многочисленных наблюдений известно, что шаровые молнии — это плазменные образования, и одна из моделей формирования естественных шаровых молний, так называемая плазменная модель, была рассмотрена в середине прошлого века академиком П.Л.Капицей. Согласно этой модели, в воздухе могут появляться короткоживущие плазменные образования — плазмоиды. Время их жизни определяется временем рекомбинации электронов и ионов.

Предсказанные в работе П.Л.Капицы плазмоиды можно создавать разными способами. Например, в Институте ядерной физики им. Б.П.Константинова их получают импульсным разрядом сквозь тонкий слой воды — из нее выходят гидратированные плазменные образования («Успехи физических наук», 2004, 174, 1, 107—109). Альтернатива — использовать плазмоид, формирующийся в несамостоятельном дуговом разряде низкого напряжения при взрывах металлических проволочек в атмосферном воздухе (см. «Химию и жизнь» 2002 № 3); эта методика и была использована в настоящих опытах.

Для возникновения подобного разряда требуется малое напряжение — всего 100—200 В. При таких напряжениях между электродами пробой воздушного разрядного промежутка невозможен, однако он случается, если в него поступают пары металла от взрываемой проволочки. Разряд прерывается только тогда, когда значительная часть паров уходит на электроды ив окружающее пространство. Потом разряд гаснет, несмотря на приложенное к электродам напряжение. При таких пробоях над электродами образуются свободно висящие в воздухе светящиеся плазмоиды шарообразной формы; их время жизни исчисляется сотыми долями секунды —в соответствии с предсказаниями П.Л.Капицы. Впрочем, в полимерной среде ив парах воды, как показывают недавно проведенные измерения, время существования плазмоидов значительно увеличивается.

Устройство прибора для проведения опыта показано на рис. 1. Между двумя электродами натянута проволочка диаметром в несколько десятков микрон. Подвешена установка на тонкой диэлектрической нити. При взрыве проволочки газ между электродами разогревается до нескольких тысяч градусов; нить перегорает, электроды падают, и остается свободно висящий плазмоид. Размеры шаров удается менять в пределах от десятков сантиметров до одного метра.

pic_2015_07_7-1.jpg
1. Фото прибора для получения плазмоидов и его схема

А сможет ли такой плазмоид пройти сквозь стекло или другой диэлектрик? Как оказалось, да. Для этого пластинку нужно проткнуть тонкой металлической проволочкой, соединенной с заземленной металлической пластинкой. При появлении плазмоида и его прямого контакта с проволочкой в диэлектрической пластинке возникает токовый канал и одновременно прожигается отверстие в металлической пластинке. Каналы образовывались в пластинках из полиэтилена, радиотехнического картона и стекла. Токовые каналы в стеклянных пластинках толщиной один миллиметр показаны на рис. 2. При токе разряда 16 А диаметр канала оплавленного стекла приблизительно два миллиметра, а при токе 50 А— около трех миллиметров. Если аккуратно удалить оплавленный ободок, то под ним обнаруживается отверстие с ровными краями диаметром пять миллиметров. Диаметр отверстия в металлической пластинке из трансформаторного железа — четыре миллиметра.

pic_2015_07_7-2.jpg
2. Отверстия от прохождения плазмоида

Значит, очевидцам не мерещатся прохождения шаровых молний сквозь оконное стекло и ровные круглые отверстия, оставленные гостьями. По-видимому, в таких стеклах могут быть дефекты из материала с высокой проводимостью, которые не видны невооруженным глазом. А шаровая молния, влекомая электрическими силами, устремляется в такой дефект, как будто просачивается сквозь стекло, подобно разряду от генератора Теслы, проходящему через невидимые дырки в стеклянных сосудах (этот эффект используют в вакуумной технике при поиске течей в вакуумных системах).

Разные разности
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...
Пишут, что...
…археологи обнаружили на стоянке мамонтов Ла-Прель в округе Конверс бусину, сделанную из кости зайца, возраст которой составляет около 12 940 лет… …астрофизики впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероидов Ирис и Массалия… ...
Слезы как оружие
Женщины прекрасно знают, что стоит пустить в ход слезы, как еще секунду назад грозный, орущий и злобный мужчина вдруг обмякает, теряется и становится похожим на кроткую овечку. Откуда такая обезоруживающая сила женских слез? В чем здесь дело?