Техника - молодёжи 2007-05, страница 21
фантастическую величину Pf 1 -г- 3 млн атмосфер(!). Такая потрясающая особенность плазмы в нашей модели объясняется тем, что весь запас энергии в ней накоплен не в тепловом виде, а в форме энергии регулярного коллективного взаимодействия разделённых компонент плазмы. Хаотические удары частиц «горячей» плазмы (которые и создавали бы чудовищное давление во внешнюю среду) заменились синхронным мягким регулярным «соударением» электронной компоненты о потенциальные «стенки», формируемые электрическим полем самой плазмы. ЗАТУХАНИЕ ПЛАЗМЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ В обычной «горячей» плазме существуют два основных вида затухания электростатических колебаний: а) затухание за счёт столкновений частиц плазмы между собой; б) «бесстолкновительное затухание» (затухание Ландау). Говоря об особенностях всех видов тепловых столкновений внутри ионной, а также электронной компоненты ШМ, следует отметить их незначительную роль во всех дисси-пативных процессах (плазма ведь «холодная»!). (Орекомбинационных процессах в оболочке ШМ поговорим несколько позже.) Тепловое «трение» электронной компоненты об ионную во время ЦСК также незначительно (напоминаем: электронная компонента «убегает» от столкновений). И здесь на первый план выступает эффект «аномальной теплоизоляции» электронной компоненты плазмы, в своё время отмеченный П.Л. Капицей (см. «ТМ» №5, 1982, с. 35). Возвращаясь к внутриплазменным событиям, добавим, что если ампли туду ЦСК выбрать несколько меньшей среднего расстояния между молекулами воздуха (из которого родилась ШМ), то электрон-ионны-ми столкновениями вообще можно пренебречь. Кроме того, параллельно процессам относительно слабого теплового рассеивания энергии ЦСК идёт процесс ухода «горячих» частиц плазмы из ядра шаровой молнии в её оболочку (с последующей их рекомбинацией в нейтральные атомы). Таким образом, «инициаторы» возможных тепловых «беспорядков» быстро покидают ядро ШМ, и её температура достаточно долго (10 -г- 120 с) остаётся сравнительно низкой. Кстати, даже в «горячей» плазме долго существует большой перепад энергий между электронами и ионами. Затухание Ландау работает в термически и энергетически равновесной плазме. В этом случае предполагается, что электростатическая волна вносит в плазму энергию коллективного движения извне, а частицы плазмы отбирают эту энергию у волны, переводя её в тепловую форму (обеспечивая тем самым затухание пришедшей волны). Подразумевается, что в равновесной плазме на пути волны встречаются как частицы, обгоняющие волну, так и те, скорость которых ниже. А так как в равновесной плазме вторых частиц гораздо больше, то волна затухает. У нас же ситуация в корне другая. ШМ можно рассматривать как замкнутый резонатор, содержащий в себе стоячую электростатическую волну. Очень существенно, что инициатором и одновременно «подопечным» плазменной стоячей волны является сама плазма ШМ. ВЫВОДЫ 1) Существенного коллективного поглощения энергии ЦСК на основе затухания Ландау здесь не происходит, так как сам «коллектив» и реализует свою же стоячую волну. 2) Утечка энергии из ШМ возможна лишь как конечный результат довольно длительного процесса выбивания электронов из коллективного движения. Это приводит к постепенному «размыванию» исходного когерентного распределения электронной компоненты по скоростям. Такое «размывание» означает начало перехода «холодной» плазмы в равновесное «горячее» состояние. Только после этого затухание Ландау начнёт играть значительную роль. 3) Чем «холоднее» исходная плазма ШМ и больше запас энергии её ЦСК, тем больше время её стабильного существования. Автором данной статьи в [2, с. 216], приводилось среднее расчётное время жизни шаровой молнии — от нескольких секунд до 1 — 2 и более минут (в зависимости от ряда условий). ОП Окончание следует На заставке приведена 4-я обложка «ТМ» № 3,1958 г. художника Н. Кольчицкого Литература 1. В.Н. Цытович «Электрические свойства плазмы». Мир, 1973. 2. В.И. Остапенко, К.Б. Толпыго «Плазменная теория шаровой молнии». УФЖ т. 29, № 2. 3. И.П. Стаханов « Физическая природа шаровой молнии». Атомиздат, 1979. 4. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс « Фейнмановские лекции по физике». Мир, 1966, т. № 6 «Электродинамика».
|
||||||
