ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Исследование шаровой молнии как потенциального источника энергии актуально в связи с глобальным энергетическим кризисом и быстрым истощением традиционных ресурсов. Этот феномен, хотя и малоизучен, обладает большим потенциалом благодаря своей энергии. Изучение возможности использования шаровой молнии в качестве источника энергии открывает новые горизонты для развития энергетики, помогает решить проблему дефицита энергии и снизить негативное влияние человека на окружающую среду. Также встреча с шаровой молнией достаточно опасно для жизни и здоровья людей.
Проблема. Проблема имеет особую актуальность, поскольку традиционные источники энергии, такие как нефть, газ и уголь, не только исчерпываются, но и оказывают серьёзное негативное влияние на окружающую среду. В связи с этим возникает потребность в поиске и применении альтернативных, возобновляемых и экологически безопасных источников энергии. Шаровая молния, представляющая собой природное явление с огромным энергетическим потенциалом, может стать перспективным кандидатом для использования в энергетической отрасли. Однако для этого требуется решить ряд научных и технических задач, связанных с изучением природы шаровой молнии, разработкой способов её улавливания и преобразования энергии. При появлении шаровой молнией необходимо правильно себя вести, чтобы не пострадать.
Объект исследования — процесс формирования шаровой молнии как физического явления.
Предмет исследования — возможность передачи энергии на расстояние с использованием шаровой молнии.
Цель исследования — аргументировать перспективы применения шаровой молнии в качестве источника электрической энергии и изучить её влияние на человека
Гипотеза.
Шаровая молния не только удивительное и загадочное явление природы, источник энергии, но и серьёзная угроза для жизни людей.
Задачи исследования:
Изучить существующие исследования и литературу по теме шаровой молнии.
Охарактеризовать шаровую молнию, её свойства и поведение в разных условиях.
Рассмотреть возможность создания учёными шаровой молнии в лабораторных условиях.
Оценить экономическую целесообразность использования энергии шаровой молнии в практических целях.
Провести анкетирование студентов ГАПОУ ЧО «ПК» на знание правил поведения при встрече с шаровой молнией
Проанализировать информацию, полученную в результате анкетирования.
Предложить правила поведения при встрече с шаровой молнией и оформить в виде буклета
Методы исследования:
Теоретические (изучение литературы, анализ, синтез, обобщение)
Эмпирические (анкетирование)
Математические (оценка энергии шаровой молнии, расчёт мощность исследуемого объекта, определение числа шаровых молний необходимых для обеспечения промышленного города)
Графические (представление результатов исследования в виде диаграммы)
Теоретическая значимость Исследование предоставит данные о физических и химических механизмах, задействованных в формировании и существовании шаровой молнии. Это, в свою очередь, улучшит существующие теории, которые позволят использовать шаровую молнию в качестве источника энергии, а также изучение шаровой молнии обладает существенным значением для разработки рекомендаций о правилах поведения человека при встрече с ней.
Практическая значимость исследования заключается в следующем:
Альтернативная энергетика: изучение возможностей использования шаровой молнии в качестве альтернативного и устойчивого источника энергии.
Разработка технологий: создание эффективных методов улавливания и хранения энергии, получаемой от шаровой молнии, для применения в различных областях, таких как освещение, отопление и зарядка мобильных устройств.
Экологическая безопасность: снижение негативного воздействия на окружающую среду, связанного с использованием традиционных источников энергии, и уменьшение выбросов парниковых газов.
Полученные знания о правилах поведения при встрече с шаровой молнией можно использовать в повседневной жизни.
Новизна исследования заключается в создании буклета с правилами поведения при встрече с шаровой молнией, в оценке экономической целесообразности использования энергии шаровой молнии для обеспечения энергопотребления Челябинской области.
Личный вклад автора заключается в работе с литературой, анализом и обобщением данных литературы, сбором литературы по теме исследования, оценкой экономической целесообразности использования энергии шаровой молнии в практических целях, проведением анкетирования на знание студентов правил поведения при встрече с шаровой молнией, создание буклета о правилах поведения при встрече с шаровой молнией, обобщение результатов исследования, формулирование выводов.
Социальная значимость заключается в том, что распространение информации о потенциале использования шаровой молнии в качестве источника энергии может привлечь внимание общества к проблемам энергетики и стимулировать развитие альтернативных источников энергии, а знания правил поведения при встрече с шаровой молнией сохранит людям жизнь.
Ожидаемый результат заключается в подтверждении того, что применение энергии шаровой молнии в практических целях реально возможно и необходимо для нашего общества и знания правил поведения также необходимы, чтобы избежать неприятных последствий.
Структура исследования. Работа состоит из титульного листа, аннотации, введения, двух глав, заключения, списка использованных источников и литературы, приложений. Во введении обоснована актуальность темы, объект исследования, предмет исследования, цель исследования, сформулированы цель и задачи, гипотеза, теоретическая значимость, практическая значимость, новизна исследования, личный вклад автора, социальная значимость и ожидаемый результат. В первой главе собраны общие сведения по изучаемой проблеме, такие как наблюдение шаровой молнии и её физической природы, проблема создания шаровой молнии учёными в лабораторных условиях, и использование её энергии. Во второй главе проведена оценка экономической целесообразности использования энергии шаровой молнии. А также сформулированы правила безопасного поведения при встрече с молнией. В заключении сформулированы основные положения и выводы по результатам работы.
ГЛАВА 1 ЗАГАДКА ШАРОВОЙ МОЛНИИ
1.1 Наблюдения шаровой молнии, её физическая природа
Шаровая молния — редкое и загадочное природное явление. Еще реже удается наблюдать и изучать последствия её воздействия сразу после появления. М.В. Ломоносов описал один из известных случаев появления шаровой молнии. 26 июля 1752 года в Санкт-Петербурге профессор Г.В. Рихман (в соответствии с рисунком 1) проводил эксперимент в лаборатории Петербургской Академии наук с целью изучения грозового электричества.
Рисунок 1 – Г.В. Рихман
Погода способствовала эксперименту: с утра стояла жара, позже началась гроза. Во время эксперимента молния попала в металлический стержень, соединенный с измерительным прибором Рихмана. В тот же момент рядом с устройством появился светящийся шар голубого цвета, который мгновенно убил Рихмана ударом в лоб. Произошел громкий хлопок, и одежда находившегося рядом гравера загорелась. Эти события подтверждают, что Рихман погиб от воздействия шаровой молнии. Французский физик Д’Араго (в соответствии с рисунком 2) в 19 веке собрал множество описаний шаровой молнии, одно из которых выглядит следующим образом: после удара грома в комнату через открытую дверь влетел бело-голубой шар диаметром около 40 см.
Рисунок 2 – Французский физик Д’Араго
Он двигался по комнате, затем подкатываясь под стул, на котором сидел Д’Араго. Молния не вызывала теплового ощущения, но после того как приблизилась к батарее, исчезла с характерным шипением, оставив оплавленный след на батарее [1]. Шаровая молния (в соответствии с рисунком 3) представляет собой медленно движущийся огненный шар, который иногда опускается к земле и скользит вдоль её поверхности.
Рисунок 3 – Шаровая молния
Диаметр этого шара может варьироваться от нескольких сантиметров до нескольких метров, а цвет может быть жёлтым, оранжевым, красным, синим, зелёным или белым. Интенсивность свечения также может быть разной: от тусклого до яркого. Шаровая молния издаёт звук, похожий на шипение, и имеет неприятный запах. Внешне она обычно имеет шарообразную форму, но могут встречаться и другие формы, такие как эллипсоидальные, спиралевидные. Размер шаровой молнии может составлять от нескольких сантиметров до нескольких метров в диаметре. Яркость шаровой молнии может варьироваться от тусклого свечения до ослепительно яркого. Температура шаровой молнии также может быть разной: некоторые свидетели утверждают, что она была тёплой или даже горячей на ощупь, в то время как другие говорят, что она была холодной. Поведение шаровой молнии характеризуется медленным перемещением в воздухе, изменением направления движения, парением в воздухе, скольжением по поверхности и проникновением сквозь стены и окна. Длительность существования шаровой молнии может составлять от долей секунды до нескольких минут. Шаровая молния может взаимодействовать с окружающей средой, вызывая пожары, повреждая электронику и оставляя следы на поверхностях, но также может проходить сквозь предметы без каких-либо видимых изменений [2]. Шаровая молния — это загадочное явление, которое может представлять серьёзную угрозу для людей и их окружения. Контакт с шаровой молнией часто приводит к тяжёлым ожогам и даже смерти. Кроме того, шаровая молния способна повредить технику, нарушая работу электрических систем. [3]. Одна из самых известных теорий была выдвинута нашим соотечественником, Нобелевским лауреатом, академиком Петром Капицей (в соответствии с рисунком 4) в 1955-м году.
Рисунок 4 – Советский физик П. Л. Капица
Капица П. Л. в своём докладе «О природе шаровой молнии» выдвинул гипотезу о резонансной природе этого явления. Он предположил, что возникновение шаровой молнии связано с коротковолновыми электромагнитными колебаниями между грозовыми тучами и земной поверхностью. Согласно этой гипотезе, стоячая электромагнитная волна возникает между облаками и землёй, и когда она достигает критической амплитуды, происходит пробой воздуха и образуется газовый разряд. В результате возникает шаровая молния, которая «нанизывается» на силовые линии стоячей волны и начинает двигаться вдоль проводящих поверхностей. Стоячая волна обеспечивает энергетическую подпитку шаровой молнии. Д. Тернер (в соответствии с рисунком 5) выдвинул свою версию происхождения этого явления. Согласно теории Тернера, шаровая молния возникает в результате термохимических реакций, происходящих в водяном паре при наличии сильного электрического поля. Однако эта теория сталкивается с рядом несоответствий и противоречий.
Рисунок 5 – Американский физик Д. Тернер
Одна из наиболее обоснованных теорий предполагает, что шаровая молния возникает в результате удара линейной молнии в почву, создавая клубок карбида кремния и кремниевых волокон. Эти окисляющиеся волокна начинают излучать свет, образуя огненный шар с температурой от 1200 до 1400 градусов Цельсия, который медленно тает в воздухе. Если температура молнии превышает эти значения, она может взорваться. Несмотря на свою правдоподобность, эта теория не может объяснить все наблюдаемые факты [4]. Кластерная гипотеза предполагает, что шаровая молния возникает в результате притяжения дипольных молекул к ионам, что создаёт прочные сольватные оболочки вокруг кластерных ионов. Кроме того, вещество шаровой молнии содержит свободные нейтральные молекулы воды и гидратированных ионов. Запасённая энергия ионизации кластерных ионов позволяет шаровой молнии существовать длительное время, постепенно рекомбинируя и выделяя энергию [5]. Относительно источника энергии, предполагается, что она поступает к шаровой молнии через линейную молнию, а затем запасается в форме энергии ионизации кластерных ионов. Для формирования шаровой молнии необходимо большое количество водяного пара, который образует плотную оболочку вокруг ионного образования [7].
1.2 Проблема создания шаровой молнии учёными в лабораторных условиях и использование её энергии
Шаровая молния — удивительное явление, природа которого до сих пор остаётся загадкой для науки. Отсутствие общепринятой теории образования и нестабильность делают её непредсказуемой и опасной. Создание стабильной и управляемой шаровой молнии требует глубокого понимания физических и химических процессов, протекающих внутри неё [6].
Технические и материальные ограничения также затрудняют изучение и контроль шаровой молнии. Необходимы сложные устройства и материалы, способные выдерживать высокие температуры и энергетические нагрузки.
Несмотря на все трудности, интерес к шаровой молнии не ослабевает, так как она является ярким примером непознанного мира природы и стимулирует развитие науки и технологий [7].
Одним из первых ученых, кому удалось создать нечто похожее на шаровую молнию, был Гастон Планте (в соответствии с рисунком 6).
Рисунок 6 – Гастон Планте
Он использовал заряженные аккумуляторы, подключённые к гальваническому элементу, и последовательно соединял их, создавая напряжение до 4500 вольт. Проходя через воду на положительном электроде, разряды вызывали формирование вращающихся шаров, которые следовали за электродом. Планте полагал, что шаровая молния — это основная форма «электрической материи» и что её можно наблюдать во время грозы, если внимательно следить за происходящим. Никола Тесла (в соответствии с рисунком 7) выдвинул идею, что электрическую энергию можно передавать без проводов на большие расстояния.
Рисунок 7 – Никола Тесла
В 1899 году он проводил эксперименты в Колорадо-Спрингс, где изучал молнии и электропередачу через землю. Ему удалось доказать, что электрические заряды могут передаваться через землю без использования проводов. Эксперименты по созданию шаровой молнии проводятся сегодня на специальном полигоне вблизи Владимира. Уникальные установки, имитирующие природные процессы, помогают исследовать глобальные явления, такие как землетрясения. Для генерации искусственной шаровой молнии используются мощные источники электрических импульсов, например, инерционный копровый накопитель энергии, пороховой генератор сверхмощных импульсов и тепловая установка «Метеотрон». Эти устройства позволяют моделировать высокоэнергетические процессы и способствуют дальнейшему изучению возможностей применения шаровой молнии в качестве источника энергии [8].
Выводы по первой главе
В ходе изучения первой главы мы осознали, что на сегодняшний день имеется ограниченное понимание шаровой молнии и её потенциала в энергетической сфере. Шаровая молния — это загадочное явление природы, которое всё ещё недостаточно изучено. Существует множество гипотез о происхождении шаровой молнии, однако ни одна из них не получила всеобщего признания в научной среде. Несмотря на то, что учёные всего мира активно занимаются исследованием шаровой молнии, она может быть абсолютно непредсказуемой и действовать вопреки всем ожиданиям.
ГЛАВА 2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ШАРОВОЙ МОЛНИИ
2.1 Оценка экономической целесообразности использования энергии шаровой молнии
Для оценки экономической целесообразности использования энергии шаровой молнии в практических целях необходимо выполнить следующие шаги:
Провести расчёты мощности и энергии, сосредоточенных в шаровой молнии, используя данные о её размерах, напряжении и токе разряда.
Сравнить полученную мощность шаровой молнии с мощностью, потребляемой промышленным городом, чтобы определить количество молний, необходимое для обеспечения города электроэнергией.
После выполнения этих шагов можно сделать вывод о том, насколько выгодно использовать энергию шаровой молнии в промышленных целях и разработать соответствующие технологии для использования энергии.
Расчеты энергии шаровой молнии
Шаровая молния обычно имеет диаметр от 10 до 30 см. Температура шаровой молнии оценивается в диапазоне от 1000 до 5000 К (в зависимости от наблюдений). А если считать шаровую молнию черным телом, то можно применить формулу Стефана-Больцмана:
P=σ*T4*S где: P — мощность излучения (энергия в секунду), σ — постоянная Стефана-Больцмана, T — температура шаровой молнии (в Кельвинах), S — площадь поверхности шаровой молнии.
Пусть шаровая молния имеет радиус r=0,1м (диаметр 20 см) и температуру T = 3000К
Площадь поверхности S=4πr2 = 4*3,14*0,12 = 0,126 м2
Тем самым мы можем рассчитать мощность, подставляя примерные значения. P = 5,67 * 10-8 * (3000)4 * 0,126 = 1,73 * 106 Вт
Если шаровая молния существует в течение 10 секунд, то выделенная энергия: E=P*t=1,73*106*10 ≈1,73*10 7 Дж. Это примерно 4,81 кВт * час. Этого хватит, чтобы одна лампа с мощностью 10 Вт может работать непрерывно 20 дней.
Чтобы подсчитать, сколько нужно шаровых молний для обеспечения области, мы должны знать, сколько тратить область электричества. Возьмем для примера Челябинскую область. По данным из интернета она потребляет в сутки около 37,7 млн МВт*ч. В одном МВт =1000 кВт. Осталось только подсчитать примерное количество шаровых молний для обеспечения Челябинской области в сутки: 37,7 млн МВт * 1000 тем самым мы находим, сколько это в кВт, а потом делим на 4,81 и получаем примерное количество = 7 837 837 837 шаровых молний.
Но стоит помнить, что эти расчёты предполагают 100%-ную эффективность преобразования энергии, что на практике недостижимо. В реальности потери при генерации, передаче и использовании электричества могут снизить полезную энергию на 20–50%, что приведет, куда большему количеству шаровых молний.
2.2 Правила безопасного поведения при встрече с шаровой молнией
После изучения различных источников информации, была составлена анкета для опроса студентов о том, знают ли они о правилах поведения при встрече с шаровой молнией. Исследование проводилось со студентами 1курса ГАПОУ ЧО «Политехнический колледж». Анкетирование было анонимное, опрос респондентов письменный. Было опрошено 104 человека в возрасте до 18 лет по письменной анкете (Приложение А). Выявили следующие результаты письменного анкетирования, которые представлены в таблицах 1 – 6.
Таблица 1 – Результаты ответов студентов на первый вопрос анкеты «Знаете ли вы, что такое шаровая молния?»
Группы |
Варианты ответов |
||
Да |
Нет |
Затрудняюсь ответить |
|
МЧМ9-24-1 |
20 |
2 |
0 |
МЧМ9-24-1 |
21 |
0 |
0 |
ОМ9-24-1 |
21 |
0 |
0 |
ОМ9-24-2 |
21 |
0 |
0 |
МК-24 |
18 |
0 |
1 |
ИТОГО |
101 |
2 |
1 |
Таблица 2 – Результаты ответов студентов на второй вопрос анкеты «Считаете ли вы шаровую молнию опасным природным явлением?»
Группы |
Варианты ответов |
||
Да |
Нет |
Затрудняюсь ответить |
|
МЧМ9-24-1 |
18 |
2 |
2 |
МЧМ9-24-1 |
17 |
3 |
1 |
ОМ9-24-1 |
13 |
1 |
7 |
ОМ9-24-2 |
18 |
1 |
2 |
МК-24 |
18 |
1 |
0 |
ИТОГО |
84 |
8 |
12 |
Таблица 3 – Результаты ответов студентов на третий вопрос анкеты «Знаете ли вы, как вести себя при встрече с шаровой молнией?»
Группы |
Варианты ответов |
||
Да |
Нет |
Затрудняюсь ответить |
|
МЧМ9-24-1 |
12 |
5 |
5 |
МЧМ9-24-1 |
10 |
3 |
8 |
ОМ9-24-1 |
11 |
2 |
8 |
ОМ9-24-2 |
8 |
7 |
6 |
МК-24 |
16 |
1 |
2 |
ИТОГО |
57 |
18 |
29 |
Таблица 4 – Результаты ответов студентов на четвертый вопрос анкеты «Что, по вашему мнению, нужно делать при встрече с шаровой молнией? (можно выбрать несколько вариантов)»
Группы |
Варианты ответов |
||||
Быстро убегать |
Оставаться на месте и не двигаться |
Спрятаться за предметами |
Попытаться «отогнать» её руками или предметами |
Другое |
|
МЧМ9-24-1 |
8 |
6 |
7 |
0 |
0 |
МЧМ9-24-1 |
7 |
8 |
6 |
0 |
0 |
ОМ9-24-1 |
5 |
14 |
0 |
0 |
2 |
ОМ9-24-2 |
5 |
8 |
7 |
0 |
2 |
МК-24 |
0 |
16 |
3 |
0 |
0 |
ИТОГО |
25 |
52 |
23 |
0 |
4 |
Таблица 5 – Результаты ответов студентов на пятый вопрос анкеты «Какие из перечисленных действий, по вашему мнению, опасны при встрече с шаровой молнией? (можно выбрать несколько вариантов)»
Группы |
Варианты ответов |
||||
Быстро двигаться |
Кричать или создавать шум |
Пытаться потрогать молнию |
Находиться рядом с металлическими предметами |
Другое |
|
МЧМ9-24-1 |
10 |
4 |
9 |
6 |
0 |
МЧМ9-24-1 |
13 |
0 |
12 |
8 |
0 |
ОМ9-24-1 |
12 |
4 |
14 |
5 |
0 |
ОМ9-24-2 |
8 |
3 |
18 |
5 |
0 |
МК-24 |
10 |
5 |
11 |
7 |
0 |
ИТОГО |
53 |
16 |
64 |
31 |
0 |
Таблица 6 – Результаты ответов студентов на шестой вопрос анкеты «Как вы думаете, где чаще всего можно встретить шаровую молнию?»
Группы |
Варианты ответов |
|||
В помещении |
На открытой местности |
В транспорте |
Не знаю |
|
МЧМ9-24-1 |
7 |
7 |
0 |
7 |
МЧМ9-24-1 |
2 |
12 |
0 |
7 |
ОМ9-24-1 |
8 |
8 |
0 |
5 |
ОМ9-24-2 |
2 |
19 |
0 |
0 |
МК-24 |
1 |
17 |
0 |
2 |
ИТОГО |
20 |
63 |
0 |
21 |
Визуально обобщённые результаты были отражены в диаграммах (в соответствии с рисунками 8, 9, 10, 11, 12, 13).
Рисунок 8 – Вопрос 1
Рисунок 9 – Вопрос 2
Рисунок 10 – Вопрос 3
Рисунок 11 – Вопрос 4
Рисунок 12 – Вопрос 5
Рисунок 13 – Вопрос 6
Таким образом, в результате заполнения таблиц по вопросам анкеты и визуализации ответов (рисунки-диаграммы) были сделаны выводы о том, что студенты, принимавшие участие в исследовании, знают, что такое шаровая молния (101 человек из 104), и считают ее опасным природным явлением (84 студента). Больше половины респондентов (57 человек) ответили, что знают, как вести себя при встрече с шаровой молнией, вторая половина студентов – не знают установленных правил поведения (18 человек), или затрудняются с ответом (29 человек), что можно приравнять к отрицательному ответу. А вот на вопрос «Что, по вашему мнению, нужно делать при встрече с шаровой молнией?» 25 респондентов ответили неправильно, а 52 – условно правильно, т.к. не учитывали конкретные обстоятельства и не указали об этом. На вопрос об опасных действиях при встрече с шаровой молнией, сделали правильный выбор из предложенных вариантов ответа меньше половины студентов (в целом), хотя можно было выбрать несколько вариантов ответа, также никто не назвал другие возможные опасные действия, следовательно, студенты о них просто не знают. Результаты ответов на последний вопрос анкеты «Как вы думаете, где чаще всего можно встретить шаровую молнию?» говорят о том, что далеко не все респонденты достаточно информированы в данном направлении.
Итак, на основании полученных результатов, мы сделали обобщенный вывод, о недостаточной осведомленности респондентов, как нужно себя вести при встрече с шаровой молнией, чтобы не получить ожоги, остаться живым и невредимым. Чтобы устранить этот недостаток, мы разработали и оформили информационный буклет, в котором перечислили правила поведения при встрече с шаровой молнией (Приложение Б).
В основу буклета легли следующие положения:
Шаровая молния — это удивительное явление природы, которое может быть опасным для человека. Однако если знать несколько правил поведения, можно избежать неприятных последствий.
Никогда не бегите от шаровой молнии, так как ваш бег создаёт поток воздуха, который притягивает молнию за вами. Вместо этого постарайтесь осторожно и плавно свернуть с пути молнии и держитесь подальше от неё, не поворачиваясь к ней спиной.
Шаровые молнии часто движутся под действием воздушных потоков, поэтому лучше держаться с наветренной стороны относительно её движения. Если вы находитесь в помещении вместе с шаровой молнией, избегайте сквозняков, так как в этом случае молния обязательно приблизится к вам.
Не пытайтесь бросать в шаровую молнию камни, палки или мячи, и тем более не прикасайтесь к ней руками. Молния может взорваться с силой разорвавшегося снаряда или мины.
Если кого-то поразила шаровая молния, перенесите пострадавшего в сухое помещение со свежим воздухом, накройте тёплым одеялом, начните делать искусственное дыхание и немедленно вызовите скорую помощь.
Главное правило при встрече с шаровой молнией — не паниковать и действовать спокойно. Помните, что главное — это не бежать, а плавно и медленно уйти с траектории её движения.
Выводы по второй главе
В итоге выполнения второй главы, посвященной оценке экономической целесообразности использования энергии шаровой молнии, рассмотрены правила безопасного поведения при встрече с этим природным явлением. На основе расчётов мощности и энергии шаровой молнии установлено, что одна шаровая молния может выделить энергию, эквивалентную 4,81 кВт*час. Однако для обеспечения энергопотребления крупного региона (например, Челябинской области) потребуется колоссальное количество шаровых молний — порядка 7,8 миллиардов в сутки. Что является крайне неэффективным и экономически нецелесообразным.
Проведённое анкетирование студентов показало недостаточную осведомлённость о правилах поведения при встрече с шаровой молнией. Это подчеркивает необходимость повышения информированности населения об опасности данного явления и актуальность разработанного нами буклета (Приложение Б).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследование шаровой молнии как природного явления и потенциального источника энергии позволило сделать следующие выводы:
Несмотря на множество гипотез и предложения учёных, шаровая молния остаётся одним из самых загадочных и малоизученных явлений природы.
Использование энергии шаровой молнии в промышленных масштабах является экономически нецелесообразным, особенно с учётом потерь энергии при её преобразовании и передаче.
Проведённое анкетирование студентов показало, что уровень осведомлённости о правилах поведения при встрече с этим явлением недостаточно высок. Это подчеркивает необходимость проведения образовательных мероприятий и распространения информации о мерах безопасности.
Несмотря на то, что использование энергии шаровой молнии в практических целях на данный момент не представляется возможным, изучение этого явления остаётся важным для науки.
Шаровая молния — это уникальное природное явление, которое сочетает в себе как огромный научный интерес, так и потенциальную опасность.
На основе расчётов мощности и энергии шаровой молнии установлено, что одна шаровая молния может выделить энергию, эквивалентную 4,81 кВт*час. Однако для обеспечения энергопотребления крупного региона (например, Челябинской области) потребуется колоссальное количество шаровых молний — порядка 7,8 миллиардов в сутки. Что является крайне неэффективным и экономически нецелесообразным.
Проведённое анкетирование студентов показало недостаточную осведомлённость о правилах поведения при встрече с шаровой молнией. Это подчеркивает необходимость повышения информированности населения об опасности данного явления и актуальность разработанного нами буклета.
В заключение можно отметить, что цель работы достигнута, задачи решены, гипотеза подтверждена.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
И ЛИТЕРАТУРЫ
Шаровые молнии // Мультиурок: [сайт]. — © 2014-2024. — URL: https://multiurok.ru/index.php/files/doklad-sharovyie-molnii.html (дата обращения: 20.11.2024).
Шаровая молния: что за явление и как от него защититься // Риамо: [сайт]. — © 2012-2024. — URL: https://riamo.ru/articles/shpargalki/sharovaja-molnija-chto-za-javlenie-i-kak-ot-nego-zaschititsja/?from=inf_cards (дата обращения: 24.12.2024).
Гроза и шаровая молния // МЧС России по Челябинской области: [сайт]. — © 2012-2024. — URL: https://74.mchs.gov.ru/deyatelnost/poleznaya-informaciya/rekomendacii-naseleniyu/shtormovoe-preduprezhdenie-groza/groza-i-sharovaya-molniya?ysclid=m4wwv2bsfw852483935 (дата обращения: 05.12.2024).
Природа шаровой молнии. Гипотезы возникновения // Международный студенческий научный вестник: [сайт]. — © 2005-2024. — URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=16917&ysclid=m4wy364iaq888496000 (дата обращения: 12.12.2024).
Бадалова, Г.Т. Загадка шаровой молнии / Г.Т. Бадалова, М.А. Туламетов // Вопросы науки и образования. – 2019. – №18 (65). – С. 1-5. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/zagadka-sharovoy-molnii (дата обращения: 09.01.2025).
Елкин, Ф.И. О шаровой молнии / Ф.И. Елкин // European science review. – 2014. – №5-6. – С.163-167. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-sharovoy-molnii (дата обращения: 09.01.2025).
Савич, Э. В. Тайна шаровой молнии / Э.В. Савич // Электротехника и электромеханика. – 2013. – № 2. – С. 1-5. – URL:https://cyberleninka.ru/article/n/tayna-sharovoy-molnii (дата обращения: 09.01.2025).
Кольцо вокруг Земли и электричество без проводов: о чём мечтал Тесла? // Журнал Сириус: [сайт]. — © 2024. — URL: https://siriusmag.ru/articles/1459-kolco-vokrug-zemli-i-elektricestvo-bez-provodov-o-cem-mectal-tesla/ (дата обращения: 11.11.2024).
ПРИЛОЖЕНИЕ А
АНКЕТА ДЛЯ СТУДЕНТОВ (АНОНИМНО)
Цель анкетирования: узнать, знают ли студенты о правилах поведения при встрече с шаровой молнией
Инструкция: Уважаемые студенты, необходимо выбрать и пометить (галочкой, крестиком или иным знаком) один (или несколько) из предложенных ответов.
Время, отведенное на заполнение анкеты – 10-15 минут.
ВОПРОСЫ АНКЕТЫ
1. Знаете ли вы, что такое шаровая молния?
Варианты ответов:
Да,
Нет,
Затрудняюсь ответить
2. Считаете ли вы шаровую молнию опасным природным явлением?
Варианты ответов:
Да,
Нет,
Не знаю
3. Знаете ли вы, как вести себя при встрече с шаровой молнией?
Варианты ответов:
Да,
Нет,
Частично
4. Что, по вашему мнению, нужно делать при встрече с шаровой молнией? (можно выбрать несколько вариантов)
Варианты ответов:
Быстро убегать,
Оставаться на месте и не двигаться,
Спрятаться за предметами,
Попытаться «отогнать» её руками или предметами,
Другое
5. Какие из перечисленных действий, по вашему мнению, опасны при встрече с шаровой молнией? (можно выбрать несколько вариантов)
Варианты ответов:
Быстро двигаться,
Кричать или создавать шум,
Пытаться потрогать молнию,
Находиться рядом с металлическими предметам,
Другое (укажите)
6. Как вы думаете, где чаще всего можно встретить шаровую молнию?
Варианты ответов:
В помещении,
На открытой местности,
В транспорте,
Не знаю
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
БУКЛЕТ «ПРАВИЛА ПОВЕДЕНИЯ ПРИ ВСТРЕЧЕ
С ШАРОВОЙ МОЛНИЕЙ»
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(продолжение)