Ключевые слова
плазма
квазинейтральность
шаровая молния
сферическая линза
пропановоздушное пламя
уравнение Абеля
плазмоид
Как цитировать
Аннотация
предложен оптический метод изучения структуры короткоживущих, нестационарных и неустойчивых образований низкотемпературной плазмы, использующий ее рефракционные свойства. На основе имеющихся наблюдательных данных об оптических свойствах шаровой молнии и решения интегрального уравнения Абеля получены возможные радиальные распределения показателя преломления, концентрации заряженных частиц и температуры. Правильность предлагаемого подхода проверена в исследовании рефракции света при прохождении через сферический фронт пропановоздушного пламени. Методом цифровой фотометрии проведены сравнительные расчеты температурных полей в пламени, шаровой молнии и «однокомпонентном плазмоиде».
Литература
Капица П. Л. О природе шаровой молнии. ДАН СССР. 1955;101(2):245–248.
Стаханов И. П. О физической природе шаровой молнии. М.: Энергоатомиздат; 1985. 209 с.
Шабанов Г. Д., Жеребцов О. М. Электрический разряд в воздушное полупространство. Оптический журнал. 2004;71(1):6–8.
Абруков С. А. Теневые и интерференционные методы исследования оптических неоднородностей. Казань: Изд-во. Каз. гос. ун-та; 1962. 83 с.
Смирнов Б. М. Проблема шаровой молнии. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит.; 1988. 208 с.
Ратис Ю. Л. Шаровая молния как макроскопическое квантовое явление. Самара: Изд-во СНЦ РАН; 2004. 132 с.
Торчигин В. П., Торчигин А. В. Шаровая молния как концентрат света. Химия и жизнь. 2003;1:47–49.
Семенов О. Ю. Визуализация фронта пламени в узком плоском канале. XII Международная научная конференция «Интеллект и наука»: Сб. науч. тр. Железногорск, 2012. С. 173–174.
Shabanov G. D., Sokolovsky B. Yu. Macroscopic Separation of Charges in a Pulsed Electric Discharge. Plasma Physics Reports. 2005;31(6):512.
Шабанов Г. Д. Оптические свойства долгоживущих плазменных светящихся образований. Письма в ЖТФ. 2002;28(4):81–86.
Егоров А. И., Степанов С. И. Долгоживущие плазмоиды — аналоги шаровой молнии, возникающие во влажном воздухе. ЖТФ. 2002;72(12):102–104.
Егоров А. И., Степанов С. И., Шабанов Г. Д. Демонстрация шаровой молнии в лаборатории. УФН. 2004;174(1):107–109.
Alekseev M. M., Smirnova I. V., Semenov O. Y., Samsonov V. P. Modeling Edge Flame Propagation in a Stratified Fuel Gas-Air Mixture. Technical Physics Letters. 2012;38(11):1010–1012.
Шибков В. М., Александров А. Ф., Кузовников А. А. Свободно локализованный СВЧ-разряд в воздухе / Под ред. Р. Ф. Авраменко, В. Л. Бычкова, А. И. Климова, О. А. Синкевича. М.: Химия; 1994.
Смирнов Б. М. Физика слабоионизованного газа. М.: Наука; 1978. 416 с.
Зельдович Я. Б., Райзер Ю. П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. 2-е изд., доп. М.: Наука; 1966. 688 с.
Semenov O. Yu., Dyomko A. I. Liquid and Gas Optical Flowmeter Model Development. AIP Conference Proceedings. 2019;2141(1):050010-1-050010-10. DOI: 10.1063/1.5122153.
Donoso J., Trueba J. L., Rañada A. F. The Riddle of Ball Lightning: A Review. The Scientific World Journal. 2006;6:254–278. DOI: 10.1100/tsw.2006.48.
Doe R. K. Ball Lightning: An Elusive Force of Nature. Forces of Nature and Cultural Responses. 2012:7–26. DOI: 10.1007/978-94-007-5000-5_2.
Alexeev M. M., Semenov O. Yu., Yakush S. E. Experimental Study on Cellular Premixed Propane Flames in a Narrow Gap Between Parallel plates. Combustion Science and Technology. 2019;191(7):1256–1275.
Dubowsky S. E., Friday D. M., Peters K. C., Zhao Z., Perry R. H., McCall B. J. Mass Spectrometry of Atmospheric-Pressure Ball Plasmoids. International Journal of Mass Spectrometry. 2015;376:39–45. DOI: 10.1016/j.ijms.2014.11.011.
Alanakyan Y. R., Bulankin D. A., Pevgov V. G., Smirnov L. V., Tsvetkov A. A. About the Nature of Bead Lightning and Laboratory “Plasmoids”. Doklady Physics. 2020;65(1):1–4. DOI: 10.1134/s1028335820010036.
Самсонов В. П., Алексеев А. М. Метод цифровой фотометрии в исследовании структуры вихревого пламени. Письма в ЖТФ. 2007;33(11):34–39.
Yakush S. E., Borisov V. E., Alexeev M. M., Semenov O. Yu. Experimental and Numerical Study of Premixed Flame Propagation in Narrow Gaps. 9th International Seminar on Flame Structure. 9 ISFS Book of Abstracts. 2017. С. 92. Режим доступа: http://www.kinetics.nsc.ru/kcp/9ISFS/9ISFS_Book_of_abstracts.pdf
Shmatov M. L., Stephan K. D. Advances in Ball Lightning Research. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2019:105115. DOI: 10.1016/j.jastp.2019.105115.
Friday D. M., Broughton P. B., Lee T. A., Schutz G. A., Betz J. N., Lindsay C. M. Further Insight into the Nature of Ball-Lightning-Like Atmospheric Pressure Plasmoids. The Journal of Physical Chemistry A. 2013;117(39):9931–9940. DOI: 10.1021/jp400001y.
Bychkov V. L., Nikitin A. I., Dijkhuis G. C. Ball Lightning Investigations. Physics of Earth and Space Environments. 2010:201–373. DOI: 10.1007/978-90-481-3212-6_6.
Bulgakov A. A., Yefimov B. P., Kuleshov A. N., Khorunzhiy M. O. Experimental Investigation into Spherical Plasma Formations. Telecommun. Radio Eng. 2005;64:833–839.
Wurden C. J. v., Wurden G. A. Free-Floating Atmospheric Pressure Ball Plasmas. IEEE Trans. Plasma Sci. 2011;39(11):2078–2079.