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球形闪电是怎样产生的
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球形闪电是怎样产生的 文摘：本文提出了球形闪电是由空气中氩等元素的原子核，在高达几百万伏特的闪电作用下，发生同质异能素转化反应，由低能态跃迁到激发态时，将外界作用于氩原子的能量储存起来。亚稳态的核素是不稳定的，其半衰期很短，很快就会发生衰变，由亚稳态跃迁到基态，将核素储存的核能释放出来。当核素由亚稳态跃迁到基态时，在核场的影响下，将能量差直接传递给原子中的电子，并不经过发射光子的中间环节。被发射出来的电子碰撞到空气中的其它原子，就会形成直径为5cm~35cm的球形发光体，产生红、蓝、青、银白色甚至深蓝色的光。关键词：球形闪电；核原子结构模型；同质异能素。球形闪电是一种不太常见的自然现象，它通常会在发生雷雨的天气里出现。球形闪电形如圆球，球形体的温度并不比周围的空气高，直径一般在5cm~35cm之间，可以变化着发出红、蓝、青、银白色甚至深蓝色的光。球形闪电的运行速度较慢，可以随风漂游，并发出轻微的呼哨声、丝丝声。令人不解的是，空气的带电部分为何能够在较长时间里呈现出球状并连续地向外发光。根据常识，空气的带电部分如果向外放电，其时间应该是非常短的，通常只有0.01~0.1秒，而球形闪电的存在时间却可长达几分钟以上，以人类目前的科技能力，若要使一个孤立的气团能够连续变化着向外发出红、蓝、青、银白色甚至深蓝色的光，必须是在气团中维持一种可放热的化学反应。那么，球形闪电又是如何产生的呢？难道真的是出现在空气中的一种可放热的化学反应造成的？如果是这样的话，那它就不应该仅仅出现在发生雷雨的天气里。可放热的化学反应造成还会造成孤立气团的温度迅速提高，造成孤立气团快速扩散开来，形成一个在瞬间快速扩散开来的球形闪电，但事实上，球形闪电气团并没有在出现的瞬间发生快速扩散开来的运动。根据观察者对球形闪电的描述，笔者认为，球形闪电极有可能是空气中核子数大于或等于39的核素，例如氩元素的原子核，在外界强电磁场的作用下，使原子核由基态跃迁到亚稳态，即发生了同质异能素转化核反应引起的。核子数大于或等于39的核素在外界强电磁场的作用下可发生同质异能素转化核反应，可从某些原子核发生γ衰变中间接地分析看出。现已发现，某些原子核发生γ衰变过程中，当原子核由激发态跃迁到低能态时，在核场的影响下，将能量差直接传递给内壳层电子，并不经过发射γ光子的中间环节。笔者认为，引起核场能量传递给原子中电子的作用决不会仅仅是单向地由核场作用于原子中电子，原子中电子同样会对核场产生反作用，并通过核场影响原子核中核原子及核分子之间的能级状态。由于原子核中核原子及核分子之间的能级通常较高，原子中的电子对核场产生的作用又非常小，在不是特别强的电磁场作用下，不大可能改变原子核内核原子及核分子之间的能级状态。但是，如果原子核中核原子及核分子之间的能级较低，就有可能令核原子及核分子由基态跃迁到亚稳态。自然界中发生在雷雨天气里的闪电电势可高达几十万至几百万伏特，当空气中的氩元素等核子数大于或等于39的核素在强电场的作用下由低能态跃迁到激发态时，有部分氩元素中的电子并不产生由低能态到激发态的跃迁，而是对核场产生作用，并在核场的影响下，将能量差直接传递给原子核，使原子核由基态跃迁到亚稳态，将外界作用于氩元素的能量储存起来。或者是强电场直接对原子核的核场产生作用，使原子核由基态跃迁到亚稳态，将外界作用于氩原子核的能量储存起来。亚稳态的核素是不稳定的，其半衰期很短，很快就会发生衰变，由亚稳态跃迁到基态，将原子核储存的核能释放出来。因此，球形闪电的存在时间很短，一般仅为几分钟时间左右。由于是利用原子核储存能量，故只需要很少的核素由激发态跃迁到低能态，就可以向外释放出很大的能量。因此，球形闪电中向外释放核能的气团体积很小，估计仅在0.1 mm~5 mm之间。由于能量是储存在原子核内，球形闪电气团的温度自然不比周围的空气高，因此，球形闪电气团可以以较稳定的速度运行，随风漂游，并发出轻微的呼哨声、丝丝声。当球形闪电气团中的核素由亚稳态跃迁到基态时，在核场的影响下，同样会将能量差直接传递给原子中的电子，并不经过发射光子的中间环节。被发射出来的电子碰撞到周围空气中的其它原子，就会形成一个直径为5cm~35cm的球形发光体，根据发射出来电子能量的大小，产生红、蓝、青、银白色甚至深蓝色的光。顺便指出，空气中氧元素、氮元素的原子核也有可能在几十万至几百万伏特强闪电的电场激发作用下，使原子核由基态跃迁到亚稳态，但氧元素、氮元素的原子核发生同质异能素转化核反应的可能性较小。如果原子核由亚稳态跃迁到基态是通过发射γ光子将能量释放出来，则γ射线在穿过空气时也不能产生红、蓝、青、银白色甚至深蓝色的光。 |
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