"Петр Капица. Эксперимент, Теория, Практика. Статьи, Выступления" - читать интересную книгу автора

каждый из вас будет вспоминать мой доклад и будет бороться за все новое и
прогрессивное в нашей социалистической стране.

О ПРИРОДЕ ШАРОВОЙ МОЛНИИ

Статья в журнале "Доклады АН СССР", N 2, 1955 г.

Природа шаровой молнии пока остается неразгаданной. Это надо объяснить
тем, что шаровая молния - редкое явление, а поскольку до сих пор нет
указаний на то, что явление шаровой молнии удалось убедительно воспроизвести
в лабораторных условиях, она не поддается систематическому изучению. Было
высказано много гипотетических предположений о природе шаровой молнии [1,
2], но то, о котором пойдет речь в этой заметке, по-видимому, еще не
высказывалось. Главное, почему на него следует обратить внимание, это то,
что его проверка приводит к вполне определенному направлению
экспериментальных исследований.
Нам думается, что ранее высказанные гипотезы о природе шаровой молнии
неприемлемы, так как они противоречат закону сохранения энергии. Это
происходит потому, что свечение шаровой молнии обычно относят за счет
энергии, выделяемой при каком-либо молекулярном или химическом превращении,
и таким образом, предполагают, что источник энергии, за счет которого
светится шаровая молния, находится в ней самой. Это встречает следующее
принципиальное затруднение.
Из основных представлений современной физики следует, что потенциальная
энергия молекул газа в любом химическом или активном состоянии меньше той,
которую нужно затратить на диссоциацию и ионизацию молекул. Это дает
возможность количественно установить верхний предел энергии, которая может
быть запасена в газовом шаре, заполненном воздухом и размерами с шаровую
молнию.
С другой стороны, можно количественно оценить интенсивность излучения с
ее поверхности. Такого рода прикидочные вычисления показывают, что верхний
предел времени высвечивания получается много меньше действительно
наблюдаемого у шаровых молний. Этот вывод теперь также подтверждается
опытным путем из опубликованных данных [3] о времени высвечивания облака
после ядерного взрыва. Такое облако сразу после взрыва, несомненно, является
полностью ионизованной массой газа, и поэтому его можно рассматривать как
заключающее в себе предельный запас потенциальной энергии. Поэтому, казалось
бы, оно должно высвечиваться за время большее, чем наиболее длительно
существующая шаровая молния подобного размера, но на самом деле этого нет.
Поскольку запасенная энергия облака пропорциональна объему (d3), а
испускание поверхности ~ d2, то время высвечивания энергии из шара будет
пропорционально d, его линейному размеру. Полностью облако ядерного взрыва
при диаметре d, равном 150 м, высвечивается за время меньшее, чем 10 сек
[3], так что шар диаметром в 10 см высветится за время меньшее, чем 0,01
сек. Но на самом деле, как указывается в литературе, шаровая молния таких
размеров чаще всего существует несколько секунд, а иногда даже минуту [1,
2].
Таким образом, если в природе не существует источников энергии, еще нам
не известных, то на основании закона сохранения энергии приходится принять,
что во время свечения шаровой молнии непрерывно подводится энергия, и мы