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電光火球又叫球狀閃電,也叫等離子體火球。電光火球與雷電是截然不同的。電光火球是獨立存在的有一定穩定性的等離子態發光體,它不是高壓放電現象,內部沒有電流的存在,其光亮柔和而不刺眼,在運動過程中無聲無息,只是在消失時往往伴隨著爆裂。併產生刺鼻的臭氧和亞硝酸氣味。

1 電光火球 -介紹

  電光火球的出現似乎是為了完成某種 探測的使命。它看起來很「喜歡」鑽洞, 往往從煙囪、窗戶、門縫進入屋內。在屋裡轉一圈后又會溜出去。它的速度可以 很快,也可以極慢,甚至能保持靜止一段時間。值得注意的是,即使球形閃電在人的後面追逐,或在人的周圍環繞, 也極少傷人。如果即將對人造成傷害,它便會主動自毀,好象長了眼睛一樣。 正好相反,普通的雷電卻擊死過許多人。可見,球形閃電不是閃電,它與閃電幾乎沒有相同之處。所以我認為把這種物理現象命名為「球形閃電」是不正確的, 我們應該稱它為「電光火球」,即與電磁場有關的等離子態發光球。等離子體不同於人們熟知的固體、液體、氣體三態,是物質存在的另外一種形態。日常生活中的等離子體並不多見,但在茫茫宇宙中,以等離子體形態存在的物質卻佔到了物質總量的99%以上。我們賴以生存的太陽,就是一個巨大的等離子體團,其內部每時每刻都在發生劇烈的核聚變反應—— 一個氚原子和一個氘原子聚合成一個氦原子並釋放出一個中子,同時生成大量的光和熱。在地球上,科學家們也在日復一日、年復一年地工作,試圖在精密的儀器中重現太陽上等離子體發生的核反應,通過模擬核聚變,源源不斷地獲得能量。一旦這項技術走向成熟,人類面臨的能源短缺問題將有望徹底得到解決。
  電光火球出現時常漂浮在離地面不遠的空中,接觸地面后常反彈起來,被接觸的物質會被燒焦,僅有1%的人聲稱見過球形閃電。科學家們從150年前就開始研究這種罕見的自然現象,但除了尼古拉.特斯拉以外,其他科學家從未能在實驗室中重現這種自然現象,並且在理論上也不能很好地加以解釋。

2 電光火球 -特性

  電光火球多發生在雷雨天的枝狀閃電之後或地震前後,晴天里也時有出現。根據大量的電光火球觀測資料,電光火球的一般性質可概括如下:1.形狀

  電光火球的形狀多為球形,也有橢球形、梨形、紡錘形、帶形、盾形、栓形及螺旋形等。2.直徑

  電光火球的直徑一般為幾厘米到幾十厘米,但也有小於1厘米和大到幾米的。3.顏色

  電光火球兩種最常見的顏色是白色和橘黃色,其他較常見的顏色有紅色、黃色、綠色、藍色以及紫色等。銀色和黑色很少見。4.速度

  電光火球可從靜止到難以想象的高速(每小時2萬多千米,但這種情況不是在雷暴中),一般速度約為每秒5米,即每小時18千米。5.聲音

  電光火球在極少情況下會產生噼哩啪啦或噝噝的聲音。6.結構

  電光火球似乎是某種等離子體或雲霧狀物質,有的球狀閃電中心是透明的,有的是中空的,或根本沒有明顯的固定結構,有些球狀閃電似乎處在動態的變化中。7.氣味

  目擊者說電光火球有燒焦或硫磺的氣味。還有說有時有氨水或臭氧的氣味。8.亮度

  球狀閃電一般都像路燈一樣亮。它們有時白天即可見到,但人們通常是夜間見到它們照亮了大地。9.溫度

  電光火球有冷熱之分。有些電光火球在人靠近它時不覺得熱,而有的電光火球則有高熱輻射,甚至引起火災。10.壽命

  電光火球的壽命一般為幾秒,個別的可長達幾分鐘。而普通枝狀閃電的壽命不到1秒。11.運動軌跡

  球狀閃電往往沿「之」字形的路線行走,靈巧地躲避各種障礙物。有的掉在地上還能像皮球一樣反彈起來。實際上,火球有飄動和轉動兩種運動形式。在天空中首先看到的是那些直接向下降落的火球,其中有些在接近地面時突然改變方向,再沿水平方向移動;在地面附近的多數火球的運動軌跡是彎曲的;有些火球在短時間內能靜止不動地懸在空中,然後又突然離去。12.出現地點

  電光火球可以是街道、煙囪、室內,甚至飛機座艙里!如1984年,一架客機正在前蘇聯上空正常飛行,突然一個不速之客——球狀閃電出現在機艙里,它掠過乘客的頭頂,飛到機尾,突然分裂成兩團半月形的閃電消失了,只在機艙壁上留下了兩個大洞。13.引發現象

  許多電光火球無聲無息地消失,但相當—部分火球在消失時發生爆炸,甚至損壞建築物,造成人畜傷亡。比如1849年,幾位巴黎市民目睹了一個紅色的球狀閃電在半空中飄浮,突然間爆炸開來,向四面八方發出刺眼的光,隨即附近一堵牆上轟開了一個炮彈大小的洞。多數火球出現時伴有強烈的電磁效應。火球能使電器設備燒毀短路,甚至造成嚴重的停電事故。火球喜歡沿導體運動,能使金屬熔化。

3 電光火球 -形成

  自然閃電的物理過程是這樣的:在雲的不同部位聚集了兩種電性不同的電荷,使雲的內部以及雲與地面之間形成強大的電場,可達每厘米幾千伏甚至上萬伏。如此強的電場足以使雲內外的大氣發生擊穿電離,形成一條狹窄的放電通道。通道內電流高達幾萬甚至幾十萬安培,溫度高達兩萬度以上,空氣被電離形成等離於體,併發出刺眼的亮 光,這就是閃電。由於自然閃電同時伴隨驚天動地的雷聲,所以又叫雷電。最常見的雷電形式是線狀閃電,其形狀猶如倒懸於空中的縱橫枝叉,又象是地圖上一條支流眾多的河流。另外,雷電中 還有較少見到的球狀閃電和串珠狀閃電。
  與天然雷電一樣,人工雷電也是由 於人為造成強大電場而在大氣中進行的快速、集中的發光、發聲的放電現象。 例如,1903年7月15日夜晚,天才的發明家尼古拉·特斯拉在 美國長島的試驗站,曾用他的放大發射機球形天線造成一千萬到一千二百萬伏的高電壓,使形形色色的閃電從發射塔的圓球形穹頂上噴射而出,時斷時續地照亮了幾百英里半徑範圍的夜空,那隆隆的雷聲在十幾英里以外都能聽到, 致使島上的居民膽戰心驚。
  與閃電相比,電光火球就顯得太變化無常了。有的比一粒豌豆還小,有的大到可以和一所房子相匹敵;有的只存在幾秒鐘,有的卻可存在數分鐘;有的在空中上下遊盪,有的隨風慢慢飄動;有的出現在雷雨天,有的則出現在晴天;有的出現在野外,有的出現在門窗關閉的房屋內和金屬飛行器內。電光球既有紅色的,也有紫色、黃色、其它顏色以及變色的;既有球形的,也有桿狀、啞鈴狀、釘球狀、其它形狀以及變形的。電光火球可以不停地跳動穿越建築物,可以掉到水裡把水燒開。有時候,例如在俄亥俄州希爾空軍基地,它可以毀掉最複雜、最先進的電子裝置。在《夢溪筆談》中記載的一個案例中,電光球把一個漆器上的銀扣「熔流在地」,漆器卻沒有被燒焦:「有一寶刀,極堅鋼,就刀室中熔為汁,而亦儼然」。 半個多世紀以來,人類共記錄了4000多次球形閃電現象。 1981年,一架"伊爾-18"飛機從黑海之濱的索契市起飛。當時天氣很好,雷雨雲遠離飛行線40公里。當飛機升到1200米高空時,突然一直徑為10厘米左右的火球闖入飛機駕駛艙,發出了震耳谷聾的爆炸聲后隨即消失。但幾秒鐘后,它又令人難以置信地通過密封金屬艙壁,在乘客艙內再度出現。它在驚亂一團的乘客頭上漂浮著,緩緩地飄進后艙,分裂成兩個光亮的半月形,隨後又合併在一起,最後發出不大的聲音離開了飛機。駕駛員立即著陸檢查,發現球形閃電進出的飛機頭尾部各鑽了個窟窿,雷達和部他儀錶失錄,但飛機內壁和乘客沒有受到任何損傷。

4 電光火球 -目擊事件

  下面我們來看看一個由英國皇家科學院經過詳細調查的發生在十九世紀四十年代的一次典型的電光球事件。
  裝有避雷針的瓦爾德格拉塞教堂隔壁有一所房子被一道強烈的閃電往回返時擊中了。電擊之後一忽兒,吃完飯以後正坐在桌子旁的裁縫忽然看到擋在壁爐口的紙糊的架子象被一陣大風刮掉似的倒了下來,一個象小孩腦袋那樣大小的火球,經過壁爐爐膛,慢慢地進入屋內,並在接近地板的高度上慢慢地到處飄蕩,按這個裁縫的說法,火球象一隻縮起腳爪、捲成一團、滾來滾去的中等個兒的小貓。後來這個發光而明亮的球象逗人戲耍的小貓那樣爬上了裁縫的腳,就象這種動物的習慣一樣,在它主人的腿上蹭痒痒,而裁縫沒有感到球體發熱。他緩慢地縮回了他的腳,以避免與這種奇異現象接觸。火球在坐著的裁縫身旁停了幾秒鐘,而裁縫梢稍彎身向前,注視著火球。電光火球向不同方向移動了幾次,但未離開房間的中央,然後直接升到裁縫的頭部那樣高。 裁縫重又坐直,往後靠在椅子上,以便既能繼續看清這種現象的進程,又能避免火球碰到他的臉部。當火球達到離地板大約1米的高度時,它有點變長了,並且沿著一條斜線向壁爐爐框以上大約1米的一個洞前進。這個洞是裁縫冬天生火爐時用來安裝煙筒的。然而,用裁縫的話來說,火球不可能看見這個洞,因為它是用紙蒙著的。可是火球卻徑直飛向洞口,撕掉了紙(但未將它撕裂),鑽到煙囪中去了。當它費了不少時間終於來到煙囪口(它離地至少20米)時,發 生了可怕的爆炸,毀壞了一部分煙囪,把碎磚片拋擲到院子里。電光火球的運動始終是緩慢而穩定的,它的光度並不耀 眼,並且它沒有輻射明顯的熱量。火球看不出有什麼隨導體移動的趨向,也不因氣流而偏移。
  上述的電光火球是比較有代表性的。它很有「靈性」,好象具有感知功能,它的自毀正好發生在抵達煙囪口,即其 「使命」完成之時。其他許多案例也表明,電光球這種奇異現象不象是純粹的自然現象。由於地球及其附近大氣的低溫度和高密度阻礙等離子體的存在,以致於電光火球極難在自然條件下產生。
  據目擊者稱,球形閃電的出現通常是在雷聲響起之時,持續時間有時可達1分鐘。科學家象對待UFO一樣開始並不相信這些報道,通常斥之為幻覺,可聲稱親眼見到過球形閃電的人越來越多,據粗略統計,近十年來,這一人數達到1萬人左右。如今,科學家終於承認這一現象確實存在。英國皇家學會的1月刊《自然科學學報A》揭露了以前未公開報道過的球形閃電目擊情況:在美國俄勒岡州,一個球形閃電來去如風,先在紗門上留下一個籃球大的洞,然後直奔地下室,毫不留情地毀壞了一個舊軋干機;俄羅斯一名教師的經歷更可怕,一個80厘米直徑的球形閃電在他頭上來回跳動不下20次,然後悄然消失了;此前前蘇聯也曾有報道稱,一個球形閃電飛進了一個盛有近7千千克水的大鍋里,水立即沸騰起來,球形閃電在鍋里呆了10分鐘才熄滅;還有一次,一個足球大小的球形閃電,沿街滾動,在離路面不高處跳躍,接觸到地面時,炸出了一些深半米、直徑一米半的坑,最後轟然一聲,火球鑽進地下;甚至有人懷疑,上世紀初發生在俄羅斯的通古斯大爆炸的罪魁禍首就是尼古拉.特斯拉製造的人工球形閃電。
  原蘇聯科學家德米特里耶夫在一個偶然的機會中初步發現了電光火球的秘密。1965年夏天的一個傍晚,電閃雷鳴,線狀閃電剛過,離地1.5米的空中突然出現一個火球,4秒鐘后就向樹林飄去,纏繞在樹枝上,最後熄滅了。他飛奔過去,在樹下採集了一些空氣樣品,帶回實驗室,經過化學分析,發現空氣里的臭氧和二氧化氮多得異乎尋常,因此推測火球內所含的氣體可能發生了某種劇烈的化學反應。 科學家認為,球形閃電是一團高溫混合氣體,進行著劇烈的化學反應,由於同外來電磁波發生共振和吸收,保持了能量平衡。於是,在短時間內形成了火球。當它遇到障礙,內部電磁平衡受到破壞,就會爆炸;如果外界的各種原因使火球不能持續下去,就悄悄地消失。然而,UFO之謎的深邃總是遠遠超過人類的智慧,這些理論和模型都只能解釋球狀閃電的部分性質——這仍不是最終答案。
  1984年9月的一個夜晚,在烏德穆爾特國營農場上空,滿天星斗的夜空突然明亮起來,一個亮圓球升在空中,不停地翻著筋斗,旋轉著慢慢落下。一時間,大地照耀得如同白晝。這個亮球不僅發光,同時還使得半徑對千米範圍內的所有變壓器和輸電線路都損壞了。人們稱它為UFO。
  科學家裡奇曼(G. W. Richman)在1953年試圖重複富蘭克林的風箏實驗時不幸遇難。當時,一個拳頭般大的淡藍色火球離開他實驗室的避雷針,無聲無息地飄浮到他的臉上,接著發生了一聲爆炸——這位科學家便倒下了!在他的前額上留下了一個紅斑,在他的一隻鞋底上打穿了兩個洞眼。這可能是有史以來第一個因為球狀閃電而獻出寶貴生命的科學家。

5 電光火球 -相關研究

  從古至今,電光火球一直是使科學家感到神往但又迷惑不解的一種物理現象。伊特魯里亞的碑銘,亞里士多德和盧克萊 修的著作,近代原子物理學家尼爾斯· 玻爾的論著,都提到過電光火球。按照現代等離子體物理學中流行的一種理論,電光火球是定域於適當的磁場位形空間和速度空間的等離子體,它從周圍獲得能量,等離子區的直徑取決於外部場的頻率,因此產生諧振。但是目前還沒有結果,科學家們的意見仍不一致。本來關於電光球的知識在十九世紀與二十世紀世紀之交的幾年中已經被特斯拉研究出來了,後來這種技術卻又隨著這位偉大天才的逝世而失傳了。 當特斯拉在科羅拉多斯普林斯試 驗站進行發明研究時,發現電光球不斷地在他的高壓設備上偶然出現,這時他並不了解它有何用處。在他看來,這是一 種討厭的東西,可是總得把它弄清楚。於是他就著手研究這類奇怪的火球的形成方式,後來竟學會人工製造這種火 球了。在1900年1月8日的一篇日記 里,特斯拉先是記述他拍了幾張實驗室照片,然後提到他觀看了火花轉變成流光和火球的情況。特斯技認為,原始能量不足以維持火球,還必須有另外的能源。
  著名作家馬克·吐溫、演員J·傑弗遜和英國彼爾森雜誌社記者查昂西·莫戈文曾一起觀看了特斯拉的表演,後來莫戈文回憶道:「想一想,你坐在一間燈光明亮的寬敞房屋裡,四處堆滿了各種奇形怪狀的機器。一位個子瘦長的人走到你的跟前,只見他捻了一下手指,劈啪一聲響,頓時就冒出一團紅色火球,而他將火球捧在手上,泰然自若。你越看越驚異,這團火怎麼不燒手指? 他把火球貼到自己的衣服上,捫到自己 的頭髮上,又塞到你的懷裡,最後乾脆裝進一個木頭盒子里。簡直叫人不敢相信。這團火不論燒到哪裡,都不留絲毫痕迹。你禁不住揉揉眼睛,看看自己是不是在做夢哩!」莫戈文對特斯拉的電光火球百思不得其解。其實何止莫戈文,那些與特斯拉同時代的人以及一百年以來世界上所有的科學家,沒有誰能說得清特斯拉何以一次又一次地造成這種效果,而且直到今天也沒有人能夠解釋清楚。奇怪得很,現代等離子體物理學家雖有設備精良的實驗室,可是造出來的等離子體的穩定性,同特斯拉造成的真正電光火球相比,根本不能同日而語。
  在高溫下由人工控制進行的輕核聚變反應叫受控熱核聚變反應,這種反應釋放出的能量是目前人類最理想的新能源,它以海水為原料,提取氫的同位素氘,在近億度的極高溫度下發生熱核反應,釋放巨大的能量。這種能源的原料取之不盡,用之不竭,而且極少放射性污染。實現受控熱核聚變反應最關鍵的問題在於保持高溫等離子體的相干性,將其約束在一定的磁場位形空間和速度空間內,使它具有一定的穩定性。 由於電光火球被認為可以有效地約束不穩定質體,以致於在實現受控核聚變的國際競爭中具有舉足輕重的地位,揭開球形閃電之謎有助於找到人體自燃等現象的真實原因。而更多的科學家認為,研究球形閃電最直接的作用是有助於找到高效、清潔的新能源。所以現代有許多等離子體物理學家醉心於研究電光火球。
  特斯拉的研究表明,電光火球是可以在人工條件下形成的,而它的運動似乎可以由人的意念來控制。這樣,一直被認為是自然現象的電光球就成了一種人工現象。 但願人類之中能夠再出現一位偉大的發明天才,把特斯拉逝世時帶到另 一個世界里去的關於電光火球和無線傳輸能量的知識尋回來,製造出穩定的電光火球,使受控熱核聚變反應得以實現。這樣,人類面臨的能源危機就能得到最終解決。我相信,那時全人類都會感激他的,諾貝爾物理學獎也會授予給他的。
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