Слайд 1
Автор: Смирнов Михаил,
обучающийся 8 «а» класса
Руководитель: Никитина В. И.,
учитель физики
Образовательное учреждение:
МОУ СОШ № 30
г. Рыбинск
2015 г.
Слайд 2Актуальность
Шаровая молния – одно из интереснейших явлений природы, о котором мало
кто знает что-либо. Шаровая молния может представлять опасность, и важно знать, как действовать при встрече с ней.
Слайд 3Цель исследования
Изучение природы шаровой молнии и её влияния на человека.
Слайд 4Задачи исследования
1. Узнать, что представляет собой шаровая молния.
2. Рассмотреть, какие исследования
ведутся учёными в изучении шаровой молнии.
3. Выяснить, какие меры безопасности следует соблюдать при встрече с шаровой молнией.
4. Разработать систему вопросов – заданий для диагностики населения г. Рыбинска
Слайд 5Гипотеза
Шаровая молния непрерывно получает энергию извне и после своего возникновения становится
самостоятельно существующим объектом.
Слайд 6Что такое шаровая молния
Шаровая молния – это одиночная, ярко светящаяся, относительно
стабильная небольшая масса, которая наблюдается в атмосфере, плавающая в воздухе и перемещающаяся вместе с потоками воздуха.
Слайд 7 С точки зрения физики шаровая молния
– интереснейшее явление природы. В первой половине 19 века французский ученый физик Д.Араго собрал сведения о 30 случаях наблюдение шаровой молнии. Статистика небольшая, но многие ученые 19 века, включая Кельвина и Фарадея, были склонны считать, что это или оптическая иллюзия, или явление неэлектрической природы. С тех пор количество и качество сообщений возросло; сейчас задокументировано уже около 10 тысяч случаев наблюдения шаровой молнии.
Вот несколько примеров.
«После сильного удара грома в открытую дверь влетела бело-голубая шарообразная масса диаметром 40 см и начала быстро двигаться по комнате. Она подкатилась под табурет, на котором я сидела. И хотя она оказалась у моих ног, тепла я не ощутила. Затем шаровая молния притянулась к батареи и исчезла с резким шипением. Она оплавила участок батареи диаметром 6 мм, оставив лунку глубиной 2 мм.»
Ночью людей разбудила начавшаяся гроза. И тут произошло невероятное. Молния высокогорной палатки неожиданно сама собой расстегнулась, и в нее медленно вплыл светящийся голубой шарик. Проснувшиеся альпинисты оцепенели и не могли пошевелить даже пальцем. Шарик прокатился по спальному мешку одного из них, и тот сразу потерял сознание. Вдруг шарик стал быстро увеличиваться в размерах, одновременно меняя окраску. Он становился белым, желтым, оранжевым..., затем ослепительная вспышка заполнила палатку.
Восходителям повезло. Утром из расположенной на седле Эльбруса хижины пришли спасатели и обнаружили четверых потерявших сознание альпинистов. Серьезно пострадали только двое: у девушки расплавилась золотая цепочка на шее, а у одного из мужчин - обручальное кольцо на пальце.
Открытие шаровой молнии
Слайд 8Попытки ученых
Нет ни одного случая искусственного получения шаровой молнии, подобной
природной, в лабораторных условиях. Прежде всего, поскольку в появлении шаровых молний прослеживается явная связь с другими проявлениями атмосферного электричества (например, обычной молнией), то большинство опытов проводилось по следующей схеме: создавался газовый разряд (а свечение газового разряда — вещь известная), и затем искались условия, когда светящийся разряд мог бы существовать в виде сферического тела. Исследователи могли получать кратковременные газовые разряды сферической формы, жившие максимум несколько секунд. Однако остаётся открытым вопрос о связи этих разрядов с той шаровой молнией, которая встречается в природе.
Слайд 9Эта молния имеет форму шара. Молния может вытягиваться, принимая форму эллипсоида
или груши, ее поверхность может колыхаться. Небольшое число наблюдателей (0,3%) утверждают, что встретившаяся им шаровая молния имела форму тора.
Как выглядит шаровая молния
Слайд 11Фазы молнии
Шаровая молния имеет достаточно четкую поверхность, отграничивающую вещество молнии от
окружающей ее воздушной среды. Это типичная граница раздела двух разных фаз. Наличие такой границы говорит о том, что вещество молнии находится в особом фазовом состоянии. В отдельных случаях на поверхности молнии начинают плясать язычки пламени, из нее выбрасываются снопы искр.
молния с четкой поверхностью
сильно искрящая («фейерверочная»)
молния, перемещаю-щаяся в пространстве
Слайд 12Как шаровая молния себя ведет
Шаровая молния может двигаться по весьма
причудливой траектории. Вместе с тем в ее движении обнаруживаются определенные закономерности. Во-первых, возникнув где-то вверху, в тучах, она опускается поближе к поверхности земли. Во-вторых, оказавшись у поверхности земли, она движется далее почти горизонтально, обычно повторяя рельеф местности. В-третьих, молния, как правило, обходит, огибает проводящие ток объекты и, в частности, людей. В-четвертых, молния обнаруживает явное «желание» проникать внутрь помещений.
Слайд 13Способность шаровой молнии
Шаровая молния способна проникать в отверстия намного меньшее по
диаметру чем сама шаровая молния. Таким образом, молния диаметром 50 см может проникнуть в щель диаметром всего несколько миллиметров. Она отлично деформируется и восстанавливает свою форму.
Слайд 14Опасна ли шаровая молния
Конечно, она опасна. Вообще же
встречи с естественной шаровой молнией, как правило, заканчиваются без трагических последствий. Из проведенного опроса выяснилось, что из полутора тысяч писем лишь в пяти сообщалось о смертельном исходе.
Чаще всего шаровая молния обходит стороной. В отдельных случаях даже прямое прикосновение молнии не причиняло никакого вреда; в других случаях такое прикосновение давало ожоги, хотя и болезненные, но отнюдь не смертельные. Следовательно, температура на поверхности молнии невысока - она либо соответствует обычной температуре, либо немного превышает ее (по - видимому, не более чем на 100 К). Внутри шаровой молнии температура выше, чем на ее поверхности, однако вряд ли она превышает 300...400°С.
Можно утверждать, что опасность шаровой молнии преувеличена . Как показывает практика, куда более опасна линейная молния.
Слайд 15Как часто шаровая молния появляется
Шаровая молния – не такое уж редкое
явление. Все дело в том, что наблюдатель в состоянии заметить лишь те шаровые молнии, которые либо случайно возникли вблизи него, либо приблизились к нему; во всяком случае, вряд ли кто заметит небольшой светящийся шарик на расстоянии в несколько километров.
Слайд 17Физическая природа шаровой молнии
Шаровая молния рассматривается как пучность электрического поля стоячей
электромагнитной волны, находящаяся на расстоянии четверти длины волны от поверхности земли или какого-либо проводящего объекта. В области этой пучности напряженность поля очень высока, и поэтому здесь образуется сильно ионизованная плазма, которая и является веществом молнии.
Слайд 18Сколько энергии в шаровой молнии
Оценить минимальное количество энергии в шаровой молнии можно по тем последствиям, которые она оставляет после своего исчезновения. Воспользуемся сообщение одного из наблюдателей: «Она оплавила участок батареи диаметром 6 мм, оставив лунку глубиной 2 мм».
Значит, молния испарила около 0,45 г железа. Для этого требуется энергия, равная 4 кДЖ. Естественно, что не вся (и наверное, далеко не вся) энергия шаровой молнии была израсходована на испарение небольшого участка батареи, так что полученный результат можно рассматривать всего лишь как оценку нижней границы энергии: эта энергия оказывается не меньше нескольких килоджоулей.
В одном из писем сообщалось, что шаровая молния диаметром 30 см расщепила торчащую из воды деревянную сваю диаметром 30 см вдоль волокон на длинные щепки.
Следовательно, энергия, запасенная в шаровой молнии диаметром 25 см, находится в пределах 100кДЖ. Такая оценка представляется вполне правдоподобной: она согласуется с результатами, полученными на основании большого количества наблюдений шаровой молнии.
В спокойном состоянии от шаровой молнии исходит необычно мало тепла, а во время взрыва высвободившаяся энергия иногда разрушает или опаливает предметы, испаряет воду.
Слайд 19Вычисление энергии шаровой молнии
Слайд 20Практическое обоснование проблемы шаровой молнии
В ходе исследования меня заинтересовал вопрос,
что знают о шаровой молнии учащиеся 7-11 классов МОУ СОШ № 30 г. Рыбинска. В связи с этим был проведен опрос.
Слайд 22Паспорт шаровой молнии
Для того чтобы зафиксировать все, что мы узнали о
шаровой молнии, мною была разработана форма записи сведений об этом явлении. Эту форму я назвал «Паспорт шаровой молнии».
Слайд 23Результаты исследования
Шаровая молния — это самостоятельно существующее тело.
Шаровая молния возникает
столь же часто, как и обычная молния.
Вследствие кратковременности существования шаровой молнии и внезапности появления невозможно проводить какие-либо систематические наблюдения и опыты над ней.
Получить шаровую молнию в лаборатории, искусственным путем, до сих пор еще никому не удавалось.
Вывод. Шаровая молния - очень интересное и редко встречающееся явление, но всё же она несёт за собою разрушительные последствия, сопровождается взрывом, вызывающим разрушения.
Слайд 24Рекомендации
Никогда не бегите от шаровой молнии. Ваш бег создает поток воздуха,
который тянет молнию за вами;
нужно постараться осторожно и плавно свернуть с пути следования шаровой молнии и держаться дальше от нее, но не поворачиваясь к ней спиной;
шаровые молнии часто движутся под действием потоков воздуха. Поэтому лучше держаться с наветренной стороны относительно движения шаровой молнии. Находясь в помещении вместе с шаровой молнией, не находитесь на сквозняке, так как в этом случае, шаровая молния обязательно будет приближаться к вам;
не бросайте в шаровую молнию камнями, палками, мячами, и тем более не дотрагивайтесь до нее руками, шаровая молния может взорваться с силой разорвавшегося снаряда или мины;
при поражении человека шаровой молнией, пострадавшего следует перенести в сухое помещение со свежим воздухом, накрыть теплым одеялом, начать делать искусственное дыхание и немедленно вызвать скорую помощь.
Если при появлении шаровой молнии вы от волнения забудете все эти правила, то запомните хотя бы главное: с шаровой молнией надо вести себя точно так же, как со злой собакой: главное не бежать, а плавно и медленно уйти с траектории ее движения.
Слайд 25Заключение
Несмотря на то, что явление шаровой молнии вызывает большой интерес на
протяжении длительного времени, серьезное его рассмотрение стало возможным лишь сравнительно недавно, после кропотливого анализа результатов большого количества наблюдений.
Фактически лишь теперь возникает наука о шаровой молнии – явлении, остававшемся загадкой во время бурного развития других областей науки.
Изучение природы этого загадочного явления позволит использовать полученные знания в различных областях человеческой деятельности.
Слайд 26Информационные ресурсы
1. Барри Дж. Шаровая молния и четочная молния. Пер. с
англ., Мир, М., 1983
2. Смирнов Б.М., Наблюдательные свойства шаровой молнии. Успехи физических наук, август 1992 г., том 162, №8.
3. Смирнов Б.М. Проблема шаровой молнии. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 208 с.
4. Стаханов И.П. О физической природе шаровой молнии. Энергоатомиздат, Москва, 1985
5. Тарасов Л.В. Физика в природе. - М.: Просвещение, 1988
6. http://ru.wikipedia.org
7. www.mirsovetov.ru
8. www.kugelblits.ru