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球形闪电是怎么回事?

Cain 发表于 2015-11-5 18:14:09 [ 上一主题] [下一主题]

它为什么能存在?为什么保持球形?为什么会移动?其火源的能量从何而来?为什么它有时发出轻微的吱吱声,有时却发出震耳的爆炸声呢?能不能在实验室里做出球形闪电?
  “一轮明月当空照,我站了一会儿,看见前面有一团奇怪的火光,好像是有人拿着灯朝我走来。过了几秒钟,我看到像是一盏昏暗的圆形灯。我暗想,真是怪了,谁在这荒郊野林里打着灯笼呢?眼看怪灯越来越近。地面是坎坷不平的,灯光时而靠近地面,时而又抬高起来。周围是一片死寂,连脚步声也没有。我开始有些恐惧了,不知道是遇到什么人还是什么东西。它好像是约有两个拳头大的暗白色火球。后来它靠近了,我看得很清楚。有两次它的外壳好像破裂了,可以看见它里面的浅兰色亮光。火球还有一条细细的亮光尾巴……”
  上面是著名俄国旅行家阿尔谢涅夫在他的一本书中留下的记录。无独有偶,在巴黎,一位法国科学家弗拉马利昂的家里也发生过类似情况。有一次,突然他的房间里不知从什么地方滚出来一个火球,如同一只毛茸茸的发亮的蜷缩的小猫。“小猫”滚到主人的脚边,像要逗着玩。弗拉马利昂害怕地让开,可是“小猫”步步紧逼,竟然爬上他的脸旁边。他不断地躲闪。火球还发出一种吱吱的声音升上屋顶,又滚到糊了纸的烟筒孔处,竟畅通无阻地进了烟筒。忽然间传来了闷哑的爆炸声,火球不见了,烟筒也炸成了一些碎片。
  这两件事都是讲的一种奇异的自然现象——球形闪电。这种在雷电之后突然出现的神秘的闪光球,引起了许多神话和迷信传说。球形闪电有各种各样,有鲜红色,有粉红色,有的白得刺眼,有的是兰色,还有黑的。它的形状有大有小,性情也不一样。它喜欢随风飘游,所以能经过门缝,窗缝,烟筒等穿堂入室。有时,它会悬在你头上不动,让你毛骨悚然,最后又悄悄隐去。
  与球形闪电遭遇不一定都能安然无恙,它碰到障碍时会爆炸。一次,有两个过路的人在途中遇到雷雨,于是在一家饲养场里避雨,忽然在屋旁树梢上出现一个红黄色的火球。球掉下地就向仓库滚去。滚到身边,他们忍不住用脚踢了一下,轰的一声爆炸,两个人倒没怎么样,可是仓库里的十二头牛死掉十一头!
  这是目击者的叙述,而科学是怎样解释这种怪火呢?很长时间内,科学根本不承认它存在,十九世纪末,一本物理教科书中甚至说,球形闪电不可能存在,因为它不符合自然规律。但事实毕竟是事实,而且这样的事实越来越多。球形闪电的现实无法被否认了,科学家们开始思考,它为什么能存在?为什么保持球形?为什么会移动?
  为了回答这些问题,一个又一个假设接连出现。有人认为是带强电的气体混合物,它不稳定,一旦碰到导电体就可能放电而爆炸。有人认为球形闪电是一种大气氮和氧的化学化合物,通常在闪电周围形成,冷却后就会消失。还有人认为球形闪电源是波长为三十至七十厘米的高强度超短波无线电波。各种各样的假设,虽然可以回答一个问题,却解释不了别的问题。就这样,球形闪电成了难解之谜,在上世纪八十年代,莫斯科举行的世界电工大会上将它称作“世纪之谜”。
  现在,科学已经揭穿了这个谜的谜底。原来,这种球形闪电属于一种等离子体,它是从原子中分离出来的。不过,它没有离子体那么炽热,不像热核反应产生的那样,而是“冷”的等离子体,情况与日光灯中的差不多。它是在气体中放电产生的,雷电恰好就是这种放电,因而产生了等离子体。
  为什么在实验室里,等离子体在容器外面只能存在许多分之一秒,却能在自然界的空气中从容飘荡呢?这真叫人费解。原来,等离子球之所以存在,是因为它分解的缘故。事实的确是这样,“根子”在于线形闪电。经实验证明,线形闪电中产生高频电磁波。这种电磁波被“封闭”在将成为球形闪电的一团等离子体内,在适当的时机就起到主宰的作用。高频电磁波把一部分电子驱向中心,离子也紧跟在电子后面。可是在外围,电子高速飞驰,结果就像喷气发动机的气流从四面八方向内挤压,像容器壁似的把电磁场约束住。
  这么说似乎很对,但是按物理学的规律,维持上述状态所需要的能量要比从线形闪电获得的能量高得多。那么,球形闪电的火源的能量又从何而来呢?原来,是来自雷电的静电场。大气的氧和氮形成一串电子,它们被雷电场驱赶在球形闪电内奔驰,于是形成了电磁波,不断给等离子体补充能量。表面看来,这种的球虽然不显眼,它却是一个复杂的电荷系统,不断与地面上的物体相互作用,比如,电力会把闪电引进门、窗或房屋的孔洞里,于是,球形闪电就喜欢跟着穿堂风跑了。
  为什么球形闪电有时发出轻微的吱吱声,有时却发出震耳的爆炸声呢?原来,这就看球形闪电的胃口大不大了。它只需要有街上的路灯那么大的能量就够了,如果把很大的电能加给路灯,它就会爆炸成碎片。球形闪电从周围环境补充能量,如果它“吃撑”了肚皮,就会爆炸。它碰到障碍物使其中的电磁波受到破坏,也会爆炸。如果由于各种大气的原因,使球形闪电不能维持,它就悄悄地熄灭了。
  这就是球形闪电的全部谜底。好奇的读者也许会问,能不能在实验室里做出球形闪电呢?可以,只要空气不太干燥,也不太潮湿,首先使空气电离。第二个条件是有足够场强的恒定电场,但场强不能过大,否则发生击穿就形成线形闪电了。最后,还要能控制住人造闪电的范围和规模,要不就遭殃了。


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起落炎凉终如是  不若倚风笑斜阳

巡逻者舰队 发表于 2015-11-6 12:14:46

沙发

你难道没看刘慈欣的《球状闪电》吗?!

点评

Cain 回复于 2015-11-6 20:06

大哥,那是科幻- -

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