Воспользуемся формулой (5.17), тогда для комнатной температуры формула (5.19) даст значение г0 < 2 мкм. Таким образом, мы получим ту же оценку для предельного радиуса частиц, что и в предыдущем параграфе. Следует, однако, заметить, что оценки эти исходят из разных физических соображений.[ ...]
Как следует из формул (5.206) и (5.20в), скорости разрядки кластера и рекомбинации зарядов в воздухе близки. Это означает, что в рекомбинирующей плазме воздуха происходит эффективная разрядка кластера. Если учесть к тому же, что и после рекомбинации в объеме в зоне кластера остается нескомпенсированный положительный заряд, то придем к выводу, что рекомбинация зарядов в плазме не в состоянии предотвратить разрядку кластера.[ ...]
Таким образом, сборка каркаса шаровой молнии должна происходить в униполярной плазме, т. е. при условии, что в объеме шаровой молнии имеется нескомпенсированный заряд одного знака. Отсюда следует, что сборке кластера должно предшествовать разделение заряда плазмы или заряда плазмы и заряда частиц. Отметим тот факт, что плотность заряда в шаровой молнии является относительно большой. Действительно, если воспользоваться оценками § 5.1 и поделить значение электрического заряда шаровой молнии на объем средней шаровой молнии, то получим среднюю плотность заряда шаровой молнии в единицах заряда электронов 3 • 108 см 3, что примерно на шесть порядков выше плотности атмосферной плазмы в приповерхностном слое Земли. Поскольку отсутствуют механизмы сильного концентрирования заряда атмосферной плазмы, то отсюда следует, что зарядка аэрозольных частиц должна происходить в плазме, имеющей плотность, высокую по сравнению с плотностью атмосферной плазмы. Наряду с этим до сборки кластера заряд в плазме должен быть разделен.[ ...]
Подвижность положительных ионов в реальной атмосфере К 1 см2 • В • с- , так что напряженность электрического поля — 0,1 В • см-1, что на несколько порядков ниже ожидаемых значений в шаровой молнии. Присутствие отрицательных ионов в атмосфере приводит к некоторому падению этого значения. Наличие частиц больших размеров могло бы обеспечить больший эффект, однако это привело бы к тому, что заряд кластера был малым.[ ...]
Таким образом, мы приходим к выводу, что разделение заряда перед сборкой каркаса шаровой молнии происходит не под действием гравитационных полей, а обусловлено внешними электрическими полями. В этом отношении электрические явлепия в шаровой молнии не имеют аналога в электрической машине атмосферы Земли.[ ...]
Рассматриваемая модель состоит в том, что поверхностный заряд находится в тонком слое и при испарении уносится в воздушную плазму. Тогда образуется плазма с преобладанием в ней зарядов определенного знака. По мере образования твердых частиц плазменные ионы передают свой заряд этим частицам за относительно малые времена. Тем самым на первой стадии образования кластера имеем воздух, содержащий заряженные твердые частицы, причем суммарный заряд частиц отличен от нуля.[ ...]
Таким образом, напряженность электрического поля, создаваемого кластером, сравнима и в несколько раз меньше напряженности электрического поля в воздухе, когда по нему протекает электрический ток. Для того чтобы иолучить использованные ранее электрические параметры шаровой молнии, необходимо, чтобы начальная напряженность электрического поля в воздухе, которое создает электрический ток и вызывает испарение материала в воздухе, составляла 1< 10 кВ ■ см-1.[ ...]
Разделение заряда сопровождается сложной газодинамикой рассматриваемой системы, включающей в себя газ, пыль и плазму. При этом, поскольку значения характерной электрической энергии нескомденсированного заряда в данном случае относительно невелики (порядка 0,02 Дж), то разделение заряда не может повлиять на газодинамику процесса.[ ...]
Чтобы получить количественную картину рассмотренных электрических процессов при сборке каркаса шаровой,молнии, в табл. 5.1 приведены характерные значения времени протекания соответствующих процессов. Приведенные параметры, как и использованные значения радиусов частиц, представляются подходящими для условий шаровой молнии. Прокомментируем данные табл. 5.1.[ ...]
Вернуться к оглавлению