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走近科学,探索神秘的球状闪电

2019-3-14@艾米 0 评论

几个世纪以来,球状闪电(在空中的发光电球)的事件,总是引人关注、让我们迷惑不已。球状闪电俗称“滚地雷”,这种诡异现象,通常是以漂浮的圆球模样出现在大雷雨中,颜色从蓝色、橘色到黄色都有,仅仅几秒钟时间就会消失不见。 有时会伴随着嘶嘶声,还带有一种刺鼻的气味。

闪电一般来说是一种放电现象,因为云本身或风暴云与地面之间的正负电不平衡导致。闪电会加热周遭的空气,温度可达太阳表面的五倍之多。这样的热度会使附近的空气迅速扩张并震动,因此产生雷声。

走近科学,探索神秘的球状闪电

球状闪电是真的吗?

关于球状闪电的最早纪录之一是在1638年,有“一大团火”从窗户飞入一座英格兰的教会。这项纪录和其他早期纪录指出,球状闪电可能有致命危险。

至少有一项研究推论,约半数的球状闪电目击记录,是因为暴风雨中的磁场所引起的幻觉。不过,科学家似乎都同意球状闪电是真有其事,即使他们并不完全了解是什么原因造成的。

中国兰州西北师范大学的研究人员在2012年研究暴风雨时,意外以录像机与光谱仪纪录到了一次球状闪电事件。这颗球就出现在一次闪电之后,并且水平移动了约10公尺。光谱仪侦测到球体中有硅、铁和钙,这些物质在当地土壤中都有。

到底是什么引起球状闪电?

有一项理论认为,球状闪电是因为闪电打到地面,造成氧气与土壤中蒸发的元素之间起了反应所造成,而西北师范大学学者的研究很好的支持这项理论。这些离子化的空气,或说电浆(也可称为离子体),跟造成圣艾摩之火(St. Elmo’s Fire)的条件是一样的。圣艾摩之火是一种位置固定的火光,常跟球状闪电混淆。

根据另一项在2012年发表的研究指出,若是有玻璃,也可能会产生球状闪电。 大气离子可能会堆积在窗户表面,在另一侧产生足够的电场,造成放电作用。2016年发表的另一篇研究则指出,闪电打到地面时产生的微波辐射可能会被包在电浆泡泡里面,造成球状闪电。

也有人把球状闪电跟地震联想在一起。在地震前后,有时会有人看到罕见的各种形式的闪光现象:像从地面冒出来、只到脚踝高度的蓝白色火焰;很像普通打雷的迅速闪光,不过是从地面冒出来而不是在天上;还有球状闪电这种飘浮球体。 2014年一篇关于地震光(earthquake lights)的研究中,学者推论,特定的岩石在遭到震波碰撞时会释出电荷,激发缤纷的亮光。

为了解球状闪电发生的原因,科学家也曾尝试制造球状闪电。 在2006年,以色列特拉维夫大学的研究人员用微波束制造出实验室版的球状闪电。在2018年,量子物理学家示范了一种类似球状闪电的合成缠结磁场,这可能也有助于解释球状闪电的生成。

尽管科学家进行了这些研究和实验,但球状闪电仍难说清根源。 科学家说,关于这种神秘现象,他们要了解的还有很多。

本文由米粮仓 艾米 编辑,未经授权,不得转载使用上述作品盈利;个人转载,需标明原文作者及出处。

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