杨明昆 王严学 杨昭国 ：“球状闪电”的产生机理讨论

摘要：“棒电极”在球心对“球冠电极”放电，可以产生“球状闪电”，其机理为：“双向激击”、“球冠振荡”。若地面为“球冠电极”，则表现为“滚地雷”“火球”，若空中云为“球冠电极”，则表现为空中“光球”（球状、盘状或椭圆状）。因为“球冠振荡”的频率的不同，“球状闪电”内部呈现“嵌套球状”，由外向里频率由小到大，在可见光波段由外向里显现为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，而由外向里看，因叠加合成呈现白色，但是，当最外面的频率较小时，也可能是黄色或蓝色的；一个大“光球”，可以分离为两个或几个小“光球”，但其颜色将会“变深”。

关键词：球冠电极；球冠振荡；电磁波球；放电；球状闪电；

建议：请具备实验条件的网友朋友，进行实验验证，并请您将有关实验现象予以公布，以求得更多网友朋友的讨论、建议或意见。

1、“球冠振荡”

1.1“球冠电容器”

如图1，“球冠”状电极称为“球冠电极”。      

图1

如图2，用球心均为O，半径分别为R、r的“球冠R”和“球冠r”作为电极的电容器，称为“球冠电容器”。若设两电极间的距离为d=R-r，“球冠R”的面积为S，两极板间介质的介电常数为ε，则当R>r，r>>d，S>>d时，这个“球冠电容器”可以近似为一个“平行板电容器”，其电容C≈εS/d。

图2

1.2“球冠振荡”

如图3，由“球冠电容器”组成的“LC电路”，称为“球冠振荡电路”。

图3

2.“球状闪电”

2.1“双向激击”

如图4、5、6，是一300倍慢放闪电中的三个截图。

图4                               图5                         图6

闪电在大气中向前传导时，正负电极是相互激发而后击穿大气的，称为“双向激击”。在大尺度上表现为“阶梯先导”和“回击”，而在小尺度是表现为“球冠振荡”。

如图7，O点为一高压“点电极”，S为一“球冠电极”，点O与球冠S之间是绝缘体，O与S间的特高压在击穿绝缘体的过程中，将依次经过球冠……；经过球冠S2、“激击”电容为C2的“球冠振荡电路”，发生S2“球冠振荡”；……；经过球冠S1、“激击”电容为C1的“球冠振荡电路”，发生S1“球冠振荡”；……；经过球冠S、“激击”电容为C的“球冠振荡电路”，发生S“球冠振荡”。

由C≈εS/d可得：f=1/(2∏√LC)= 1/(2∏√LεS/d) = 1/(2∏√Lε)﹡（√d /S),

于是，在其它条件不变的情况下，S越小f越大。

2.2“电磁波球”

如图7，在一个由“点电极”O与“球冠电极”S组成的“球锥空间”中，如果O与S之间产生了足够的“特高电压”，那么这个“球锥空间”就可以被“双向激击”，依次连续发生“球冠振荡”……、S2、……、S1、……、S，产生不同频率的“电磁波球”，并且呈“嵌套球状”分布，由外到里即由球冠S到点O，产生的“电磁波”的频率越来越大。

图7

2.3“球状闪电”

闪电按其在空气中发生的部位，大概可分为云中、云间或云地之间三大种类放电。

我们假定产生“球状闪电”的即时天气状况，等效于一个产生“特高电压”的“球冠振荡电路”。若在云地之间，地面为“球冠电极”，则产生的“球状闪电”表现为“滚地雷”“火球”，若在云中或云间，云为“球冠电极”，则产生“球状闪电”表现为空中“光球”（球状、盘状或椭圆状）。因为“球冠振荡”的频率的不同，“球状闪电”内部呈现“嵌套球状”——由外向里，频率由小到大，在可见光波段由外向里显现为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，而由外向里看，因叠加合成呈现白色，但是，当最外面的频率较小时，也可能是红色或蓝色的；一个大“光球”，可以分离为两个或几个小“光球”，但其颜色将会“变深”。

因此，可以说，如果发生在俄罗斯1908年6月30日上午的“通古斯大爆炸”，是一次“球状闪电”造成的，那么当时的“通古斯”就必须具备产生“球状闪电”的前提条件之一——半径巨大的地面“球冠电极”！

3.“储存闪电”

闪电具有“巨大的自然能量”，如果能够储存、使用，将是非常理想的“绿色能源”，应该考虑利用“球状闪电”的特性，来尝试储存和使用。