MÖGLICHE BESCHREIBUNG DES KUGELBLITZ
(Juni 2024)
ABSTRACT
Wir erklären die Physik eines Kugelblitzes mit der Physik des Lichtbogens. Ähnliche atmosphärische Phänomene sind der koronale Schauer (Glühen) und das Polarlicht. Die Farbe des Bogenlichts wird ebenfalls durch ionisierte Sauerstoff- und Stickstoffatome verursacht. In glücklichen Fällen können die Linien von Sauerstoff und Stickstoff im Spektrum des Kugelblitzes gemessen werden. Stickstoffoxide werden durch Hitze gebildet, während des Blitzes - und des atmosphärischen Bogenlichts - wird Stickstoff auf natürliche Weise oxidiert, um Stickstoffoxide mit einem charakteristischen Geruch zu bilden, wie er beobachtet werden kann. Die thermische Ionisierung ist typisch für das Bogenlicht, und im Falle der Koronaentladung ist die Kollisionsionisation typisch für die Boden-Boden-Ionisation. Beide Arten der Ionisierung werden durch den Zustand des negativen Widerstands (dynamischer Widerstand, der bei Nullspannung nicht existiert) des Plasmas verursacht, der als Stabilitätsbedingung des kugelförmigen Glühfadens gilt. Im Zustand des negativen Widerstands nimmt der Strom, d. h. die Anzahl der Ionen, mit abnehmender Spannung zu, und der Strom wird nur durch die Erhaltungssätze begrenzt.
Die Entstehung der Kugelblitze. Sie sind schwer zu erkennen, können nur in Hochgeschwindigkeitskamerabildern nachgewiesen werden und gehören nicht zu den Wolkenblitzen. Wenn die elektrische Spannung in der Atmosphäre mehrere zehntausend Volt pro Zentimeter beträgt, ionisieren sie den Sauerstoff und Stickstoff in der Luft. Stationäre Ionenkanäle auf der Erde bestehen aus ionisierten Sauerstoff- und Stickstoffatomen. Man nimmt an, dass die Quelle der Kugelblitze die Ionenkanäle der Erde sind. Wenn die atmosphärische Spannung hoch genug ist und eine ausreichende Anzahl von Ionen erzeugt wird, entsteht ein Zustand mit negativem Widerstand im Ionenkanal, der als Glut oder Koronaentladung bezeichnet wird. Bei der Koronaentladung verursachen die Elektronenlawinen eine Stoßionisation. Der Prozess ist selbsterregt und es entsteht ein Zustand mit negativem Widerstand, der die Intensität der Elektronenlawinen auch bei abnehmender Spannung erhöht: Der Kanal wird manchmal unabhängig von der äußeren Spannung, der Erdoberfläche, und es bildet sich ein Kugelblitz: ein Zustand mit negativem Widerstand, der dann durch thermische Emission gekennzeichnet ist. Die thermische Emission erhöht die Mobilität der Teilchen, so dass das Plasma frei schweben kann.
Die Entstehung der Kugelblitze. Sie sind schwer zu erkennen, können nur in Hochgeschwindigkeitskamerabildern nachgewiesen werden und gehören nicht zu den Wolkenblitzen. Wenn die elektrische Spannung in der Atmosphäre mehrere zehntausend Volt pro Zentimeter beträgt, ionisieren sie den Sauerstoff und Stickstoff in der Luft. Stationäre Ionenkanäle auf der Erde bestehen aus ionisierten Sauerstoff- und Stickstoffatomen. Man nimmt an, dass die Quelle der Kugelblitze die Ionenkanäle der Erde sind. Wenn die atmosphärische Spannung hoch genug ist und eine ausreichende Anzahl von Ionen erzeugt wird, entsteht ein Zustand mit negativem Widerstand im Ionenkanal, der als Glut oder Koronaentladung bezeichnet wird. Bei der Koronaentladung verursachen die Elektronenlawinen eine Stoßionisation. Der Prozess ist selbsterregt und es entsteht ein Zustand mit negativem Widerstand, der die Intensität der Elektronenlawinen auch bei abnehmender Spannung erhöht: Der Kanal wird manchmal unabhängig von der äußeren Spannung, der Erdoberfläche, und es bildet sich ein Kugelblitz: ein Zustand mit negativem Widerstand, der dann durch thermische Emission gekennzeichnet ist. Die thermische Emission erhöht die Mobilität der Teilchen, so dass das Plasma frei schweben kann.
Das Phänomen des negativen Widerstands des Lichtbogens ist die Erklärung für die Stabilität des Kugelblitzes. Die thermische Emission ist in der Mitte der Kugel am stärksten, was die Ursache für die sich aufblähende Kugelform ist. Die Oberfläche hat eine niedrigere Temperatur, ist durch Glut gekennzeichnet, und die Ionen rekombinieren am Rand. Vorgeschlagenes Prinzipexperiment: Die thermische Ionisation entsteht durch Erhitzen eines kleinen Metallstücks (z. B. mit einem Laser). Wenn es in Gegenwart von strömender Luft Stabilität zeigt, ist dies beweisbar.
EINFÜHRUNG
Das Recherchewerkzeug war eine Internetrecherche, ein nettes kleines Demo-Video: https://videa.hu/videok/tudomany-technika/lefilmezett-gombvillam-para-Ak1xNJku6ZX0v6pi . Es gibt viele Erklärungen* für kugelförmige Blitze, die viele Themen der Physik abdecken. Die Hypothesen gehen von zentralen Kraftfeldern oder selten vorkommenden Teilchen aus, es gibt keine allgemein akzeptierte Beschreibung kugelförmiger Blitze, die ein atmosphärisches Phänomen sind. Wir stellen die Hypothese auf, dass die Ionen und Elektronen in der Luft, aus denen die Kugelblitze bestehen, durch die Phänomene der Gasentladungen beschrieben werden können.
Literaturübersicht*: Kugelblitze sind kein häufiges Phänomen, viele Erklärungen wurden veröffentlicht, aber nicht allgemein anerkannt. Zur Physik der Atmosphäre und der Blitze siehe R.P. Feynman-R.B. Leighton-M. Sands, Modern Physics, Bd. 5, (S. 120, Technical Publishers, 1969. ETO 53 „19“ (082)), wo die Autoren die Physik der Blitze im Kapitel „Atmospheric Electricity“ zusammenfassen. Das atmosphärische elektrische Potential kann mehrere zehntausend Volt pro Zentimeter betragen, wodurch Sauerstoff und Stickstoff ionisiert werden. Der eigentliche Unterschied in den Hypothesen der Literatur liegt in der Qualität der geladenen Teilchen und dem Ursprung der zentralen Kraftfelder, die sie zusammenhalten.
Die Koronaentladung ist ein ähnliches, farbenfrohes, fast kugelförmiges Ionisierungsphänomen in der Atmosphäre, dessen Ionenquelle auf natürliche Weise an einen Ort, die Erdoberfläche, gebunden ist, z. B. an Masten. Es ist gekennzeichnet durch Glut, Elektronenlawinen und negativen Widerstand. Er wird künstlich durch Nadelelektroden erzeugt und erfordert eine hohe Spannung. Im Falle der Glut verursachen die Elektronenlawinen eine Ionisierung und auch das Phänomen des negativen Widerstands. Negativer Widerstand tritt bei niedrigen Spannungen nicht auf. Bei höheren Spannungen (bei der Zündspannung) wird die Glut unter Laborbedingungen in eine Bogenglut umgewandelt. In der Natur ist das Glühen ein ungewöhnliches Phänomen, das auf Hochgeschwindigkeitskamerabildern von scharfen Metallobjekten, etwa auf Mastspitzen, festgehalten werden kann.
Das Recherchewerkzeug war eine Internetrecherche, ein nettes kleines Demo-Video: https://videa.hu/videok/tudomany-technika/lefilmezett-gombvillam-para-Ak1xNJku6ZX0v6pi . Es gibt viele Erklärungen* für kugelförmige Blitze, die viele Themen der Physik abdecken. Die Hypothesen gehen von zentralen Kraftfeldern oder selten vorkommenden Teilchen aus, es gibt keine allgemein akzeptierte Beschreibung kugelförmiger Blitze, die ein atmosphärisches Phänomen sind. Wir stellen die Hypothese auf, dass die Ionen und Elektronen in der Luft, aus denen die Kugelblitze bestehen, durch die Phänomene der Gasentladungen beschrieben werden können.
Literaturübersicht*: Kugelblitze sind kein häufiges Phänomen, viele Erklärungen wurden veröffentlicht, aber nicht allgemein anerkannt. Zur Physik der Atmosphäre und der Blitze siehe R.P. Feynman-R.B. Leighton-M. Sands, Modern Physics, Bd. 5, (S. 120, Technical Publishers, 1969. ETO 53 „19“ (082)), wo die Autoren die Physik der Blitze im Kapitel „Atmospheric Electricity“ zusammenfassen. Das atmosphärische elektrische Potential kann mehrere zehntausend Volt pro Zentimeter betragen, wodurch Sauerstoff und Stickstoff ionisiert werden. Der eigentliche Unterschied in den Hypothesen der Literatur liegt in der Qualität der geladenen Teilchen und dem Ursprung der zentralen Kraftfelder, die sie zusammenhalten.
Die Koronaentladung ist ein ähnliches, farbenfrohes, fast kugelförmiges Ionisierungsphänomen in der Atmosphäre, dessen Ionenquelle auf natürliche Weise an einen Ort, die Erdoberfläche, gebunden ist, z. B. an Masten. Es ist gekennzeichnet durch Glut, Elektronenlawinen und negativen Widerstand. Er wird künstlich durch Nadelelektroden erzeugt und erfordert eine hohe Spannung. Im Falle der Glut verursachen die Elektronenlawinen eine Ionisierung und auch das Phänomen des negativen Widerstands. Negativer Widerstand tritt bei niedrigen Spannungen nicht auf. Bei höheren Spannungen (bei der Zündspannung) wird die Glut unter Laborbedingungen in eine Bogenglut umgewandelt. In der Natur ist das Glühen ein ungewöhnliches Phänomen, das auf Hochgeschwindigkeitskamerabildern von scharfen Metallobjekten, etwa auf Mastspitzen, festgehalten werden kann.
Übersetzt mit DeepL.com (kostenlose Version)
Das sekundäre Vorderlicht mit Glimmentladung (https://en.wikipedia.org/wiki/Lightning#cite_ref-57)
GASENTLADUNG IM FALLE VON LUFT
Bei einer Spannung, die niedriger ist als die Zündspannung von Luft, tritt die Glutentstehung auf, die durch Elektronenlawinen gekennzeichnet ist. Bei Spannungen, die höher sind als die Zündspannung von Luft, sind die Elektronen bereits so energiereich, dass sie zur thermischen Emission fähig sind, was das Merkmal des Lichtbogens ist. Im Plasma, das auch als heißes Plasma bezeichnet wird, können mehrere ionisierte Atome vorhanden sein, und die Temperatur kann sprunghaft ansteigen (bis zu 10 000 K Grad ,https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_ionization).
Bei einer Spannung, die niedriger ist als die Zündspannung von Luft, tritt die Glutentstehung auf, die durch Elektronenlawinen gekennzeichnet ist. Bei Spannungen, die höher sind als die Zündspannung von Luft, sind die Elektronen bereits so energiereich, dass sie zur thermischen Emission fähig sind, was das Merkmal des Lichtbogens ist. Im Plasma, das auch als heißes Plasma bezeichnet wird, können mehrere ionisierte Atome vorhanden sein, und die Temperatur kann sprunghaft ansteigen (bis zu 10 000 K Grad ,https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_ionization).
Kennlinie einer elektrischen Entladung (In Neongas über einen weiten Strombereich. Der Druck beträgt 1 Torr, der Elektrodenabstand 50 cm, https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_discharge_in_gases)
A: Zufallsimpulse durch kosmische Strahlung
B: Sättigungsstrom
C: Avalanche-Townsend-Entladung
D: selbsterhaltende Townsend-Entladung
E: instabiler Bereich: Koronaentladung (und F: der Strom steigt auch, wenn die Spannung sinkt!)
F: subnormale Glimmentladung
G: normale Glimmentladung
H: anormale Glimmentladung
I: instabiler Bereich: Glühlichtbogenübergang (und Punkt J: der Strom steigt auch, wenn die Spannung sinkt!)
J: Lichtbogen
K: elektrischer Lichtbogen
B: Sättigungsstrom
C: Avalanche-Townsend-Entladung
D: selbsterhaltende Townsend-Entladung
E: instabiler Bereich: Koronaentladung (und F: der Strom steigt auch, wenn die Spannung sinkt!)
F: subnormale Glimmentladung
G: normale Glimmentladung
H: anormale Glimmentladung
I: instabiler Bereich: Glühlichtbogenübergang (und Punkt J: der Strom steigt auch, wenn die Spannung sinkt!)
J: Lichtbogen
K: elektrischer Lichtbogen
Der Bereich A-D wird als Dunkelentladung bezeichnet; es findet eine gewisse Ionisierung statt, aber der Strom liegt unter 10 Mikroampere und es wird keine nennenswerte Strahlung erzeugt.
Der Bereich F-H ist eine Glimmentladung; das Plasma strahlt ein schwaches Glühen aus, das fast das gesamte Volumen der Röhre einnimmt; das meiste Licht wird von angeregten neutralen Atomen emittiert.
Der Bereich I-K ist ein Bereich der Bogenentladung; das Plasma konzentriert sich in einem schmalen Kanal in der Mitte der Röhre; es wird eine große Menge an Strahlung erzeugt, (https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_discharge_in_gases).
Der Bereich F-H ist eine Glimmentladung; das Plasma strahlt ein schwaches Glühen aus, das fast das gesamte Volumen der Röhre einnimmt; das meiste Licht wird von angeregten neutralen Atomen emittiert.
Der Bereich I-K ist ein Bereich der Bogenentladung; das Plasma konzentriert sich in einem schmalen Kanal in der Mitte der Röhre; es wird eine große Menge an Strahlung erzeugt, (https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_discharge_in_gases).
Wenn ein kleiner Spannungsabfall (- Δ U ) mit einem positiven Strom Δ lg I verbunden ist (lg bezeichnet einen Logarithmus zur Basis zehn), gibt es einen Abschnitt mit „negativem Widerstand“ in der Kennlinie. Der erste Abschnitt mit negativem Widerstand befindet sich im „Übergangsabschnitt“, wo der Strom nicht unbegrenzt ansteigt, da die Bildung von positiven Hochtemperaturionen ein energieaufwendiger Prozess ist.Der Zündspannung ist ein schwer erklärbarer positiver Widerstandsabschnitt vorgeschaltet.
In der zweiten negativen Widerstandsstufe wird der zunehmende Strom nur durch Erhaltungssätze begrenzt.Die kurzfristige (≈ 10 Sekunden) Stabilität des Kugelblitzes wird durch den zweiten, negativen Widerstandsabschnitt erklärt.Die Rekombination hält das Gleichgewicht mit der thermischen Ionisierung aufrecht. Der negative (differentielle oder dynamische) Widerstand ist ein in Plasmen und Halbleitern interpretiertes Phänomen, er tritt bei vorgespannten Lasten auf, d. h. er tritt bei einer Spannung von U ≈ 0 nicht auf.
In der zweiten negativen Widerstandsstufe wird der zunehmende Strom nur durch Erhaltungssätze begrenzt.Die kurzfristige (≈ 10 Sekunden) Stabilität des Kugelblitzes wird durch den zweiten, negativen Widerstandsabschnitt erklärt.Die Rekombination hält das Gleichgewicht mit der thermischen Ionisierung aufrecht. Der negative (differentielle oder dynamische) Widerstand ist ein in Plasmen und Halbleitern interpretiertes Phänomen, er tritt bei vorgespannten Lasten auf, d. h. er tritt bei einer Spannung von U ≈ 0 nicht auf.
Das Spannungs-Strom-Verhältnis der elektrischen Entladung: Die selbsterhaltende Entladung ist zunächst durch Elektronenlawinen gekennzeichnet. Bei niedrigerer Spannung, ohne Lichtemission (Übergangsstadium, Dunkelentladung), folgt dann eine Glimmentladung mit kollidierenden Elektronenlawinen.Glühlampenlicht hat eine Spannung, die mit steigendem Strom abnimmt, einen negativen Widerstand, in der Natur handelt es sich um einen Ionenkanal, der noch kein Kugelblitz ist.Der Prozess findet in der Natur bei Atmosphärendruck statt.
BESCHREIBUNG DES KUGELBLITZES
Seine Quellen sind kaum wahrnehmbare Ionenkanäle, die von der Erdoberfläche ausgehen. Die Ionen kommen von der Erdoberfläche, die atmosphärische Spannung erzeugt die Kanäle. Die Kanäle sind keine stabilen Phänomene, sie sind durch Stoßionisation und Gasentladung gekennzeichnet. Der Ionenkanal ist durch Koronaentladung (Glutglühen, St. Elmo-Feuer), Elektronenlawinen und negativen Widerstand gekennzeichnet (https://en.wikipedia.org/wiki/St._Elmo%27s_fire, kaltes Plasma).
Seine Quellen sind kaum wahrnehmbare Ionenkanäle, die von der Erdoberfläche ausgehen. Die Ionen kommen von der Erdoberfläche, die atmosphärische Spannung erzeugt die Kanäle. Die Kanäle sind keine stabilen Phänomene, sie sind durch Stoßionisation und Gasentladung gekennzeichnet. Der Ionenkanal ist durch Koronaentladung (Glutglühen, St. Elmo-Feuer), Elektronenlawinen und negativen Widerstand gekennzeichnet (https://en.wikipedia.org/wiki/St._Elmo%27s_fire, kaltes Plasma).
Bei einer ausreichend hohen atmosphärischen Spannung wandelt sich der Ionenkanal in Bogenlicht um, das ebenfalls durch einen negativen Widerstand, aber thermische Elektronenemission gekennzeichnet ist. Beim Bogenlicht trennt sich der Kanal von der Erdoberfläche und es entsteht gemäß den Erhaltungsgesetzen für einige 10 Sekunden ein stabiles Phänomen. Kugelblitze zeichnen sich durch eine hohe Temperatur (fast 10.000 Grad Kelvin), Inflation, Rekombination und ein Glutglühen auf ihrer Oberfläche aus.Ionenkanäle, die von der Erde oder von Flugzeugen oder möglicherweise anderen Standorten mit hoher Kapazität ausgehen, sind die Quelle von Kugelblitzen. Die Verbindung des Ionenkanals mit der Erde und der Ionenquelle ist unterbrochen. Die Temperatur für die thermische Emission der Elektronen der Gasmoleküle ausreicht. Oberhalb der Zündspannung sind aufblasende Kugelform und negativer Widerstand charakteristisch, die Ionen rekombinieren an der Oberfläche. Dies ist das Stadium der Hochtemperatur-Bogenentladung, der warme Plasmazustand, vgl das Video: https://www.youtube.com/watch?v=1bBNeyrMOJE.
Die Größe, das Volumen, der Druck und die Anzahl der Ionen der Kugel sind im Wesentlichen konstant, was möglich ist, weil auf ihrer Oberfläche fast so viele Ionen rekombinieren, wie im Inneren durch thermische Emission erzeugt werden (Gleichgewichtszustand). Druck und Volumen sind annähernd konstant, die Temperatur nimmt jedoch aufgrund von Wärmeverlusten radial und zeitlich langsam ab. Ohne externe Energiequelle kühlt es durch den Verbrauch eigener Energie ab, der elektromagnetische Verlust (Licht, Wärme) ist groß, die Partikel rekombinieren und die Lichtbogenkugel kollabiert unter der Zündspannung. Symmetrische Kugeln sind das Ergebnis der Temperaturverteilung.Die radiale Dichteverteilung der Ionen hängt von der freien Weglänge der noch nicht ionisierten Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle ab, die von seiner Oberfläche zurückströmen, da sonst ein Druckunterschied entstehen würde.Von außen betrachtet ist die Bogenkugel neutral, aus der Ionisation ergibt sich, dass die Anzahl der Elektronen und Ionen ca. dasselbe (https://hu.wikipedia.org/wiki/Debye%E2%80%93H%C3%BCckel-elm%C3%A9let). Ungefähr, weil Elektronen, gemessen an der freien Weglänge, fünfmal beweglicher sind.
Oberhalb der Zündspannung sind thermische Ionisation im Inneren des Kugelblitzes und Rekombination an seiner Oberfläche charakteristisch. Symmetrische Kugeln entstehen durch Wärmeverlust und Temperaturverteilung.Die radiale Dichteverteilung der Ionen kann bis zum Halbradius ein Maximum aufweisen, je nachdem, wie weit die noch nicht ionisierten Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle von außen, von der Oberfläche, eindringen. Die rekombinierten Luftmoleküle bewegen sich innerhalb der Bogenkugel, ihre Bewegung in die entgegengesetzte Richtung würde den Atmosphärendruck verändern. Daher sind nicht konvektive Energieverluste typisch, sondern Strahlungsverluste. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Luft ist auch der Leitungsverlust relativ gering.
Innerhalb des Kugelblitzes sind die freien Weglängen der Elektronen und positiven Ionen entscheidend, die der Elektronen ca. 5,5 Mal.Durch Stöße verringert sich die Energie von Elektronen und Ionen, der durch Stöße entstehende Energieverlust verlangsamt die Bewegung von Teilchen auch bei negativem Widerstand. (Die Bewegung von Ionen ist auch im Fall der Supraleitung – also Nullwiderstand – Gegenstand der Forschung: https://www.popularmechanics.com/science/a62121695/ed
Oberhalb der Zündspannung sind thermische Ionisation im Inneren des Kugelblitzes und Rekombination an seiner Oberfläche charakteristisch. Symmetrische Kugeln entstehen durch Wärmeverlust und Temperaturverteilung.Die radiale Dichteverteilung der Ionen kann bis zum Halbradius ein Maximum aufweisen, je nachdem, wie weit die noch nicht ionisierten Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle von außen, von der Oberfläche, eindringen. Die rekombinierten Luftmoleküle bewegen sich innerhalb der Bogenkugel, ihre Bewegung in die entgegengesetzte Richtung würde den Atmosphärendruck verändern. Daher sind nicht konvektive Energieverluste typisch, sondern Strahlungsverluste. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Luft ist auch der Leitungsverlust relativ gering.
Innerhalb des Kugelblitzes sind die freien Weglängen der Elektronen und positiven Ionen entscheidend, die der Elektronen ca. 5,5 Mal.Durch Stöße verringert sich die Energie von Elektronen und Ionen, der durch Stöße entstehende Energieverlust verlangsamt die Bewegung von Teilchen auch bei negativem Widerstand. (Die Bewegung von Ionen ist auch im Fall der Supraleitung – also Nullwiderstand – Gegenstand der Forschung: https://www.popularmechanics.com/science/a62121695/ed
*Literaturübersicht (Liste): Kugelblitze sind kein ungewöhnliches Phänomen, und es wurden zahlreiche - wenn auch manchmal unsichere - Beobachtungen veröffentlicht:
- Geschichte der Beobachtungen Keul, A. G.: A brief history of ball lightning observations by scientists and trained professionals, Hist. Geo Space Sci., 12, 43-56, https://doi.org/10.5194/hgss-12-43-2021, 2021.
- https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_lightning,
- https://hu.wikipedia.org/wiki/G%C3%B6mbvill%C3%A1m,
- https://anyanyelvcsavar.blog.hu/2018/07/20/a_villamok_nepi_osztalyozasa_kulonos_tekintettel_a_gombvillamra
- https://www.britannica.com/story/does-ball-lightning-exist.
- Koronaentladung (https://en.wikipedia.org/wiki/Corona_discharge): Die Koronaentladung (oder stille Entladung) ist eine Form des elektrischen Stroms, die in Gasen bei normalem Atmosphärendruck in Gegenwart eines starken, inhomogenen elektrischen Feldes auftritt, wenn der Spannungsgradient an einem Punkt der elektrisch geladenen Oberfläche den Wert übersteigt, der erforderlich ist, um das Gas unter den spezifischen Bedingungen zu ionisieren, aber nicht die Durchbruchspannung übersteigt (im letzteren Fall eine "laute" Entladung: Funkenbildung oder Lichtbogen). Bei einer Koronaentladung wird das Gas in unmittelbarer Nähe ionisiert und elektrisch leitfähig, es entsteht ein so genanntes "kaltes Plasma"; das weiter entfernte Gas bleibt in seinem ursprünglichen Zustand. Eine typische Begleiterscheinung ist das schwache, glühende Licht (eine bläulich-weiße oder rötliche Farbe in der Erdatmosphäre, je nach Polarität, meist nur im Dunkeln sichtbar) und ein zischendes, tiefes Knistern (https://hu.wikipedia.org/wiki/Koronakis%C3%BCl%C3%A9s). Elektrische Merkmale sind geringe Stromstärke bei relativ hoher elektrischer Spannung und keine Funkenbildung https://hu.wikipedia.org/wiki/Szent_Elmo_t%C3%BCze (im Gegensatz dazu ist ein elektrischer Funke ein scharfes, blendendes Licht und ein lautes Geräusch - siehe z. B. Blitz).
- Nicola Tesla hat möglicherweise Kugelblitze (https://en.wikipedia.org/wiki/Colorado_Springs_Notes,_1899%E2%80%931900) mit Hilfe von Hochspannungs- und Hochfrequenzgeräten erzeugt.
- Am Max-Planck-Institut (https://phys.org/news/2006-06-physicists-ball-lightning-lab.html) wurde ein Plasma mit einem Hochstrombogen erzeugt, allerdings nur für eine sehr kurze Zeit im Vergleich zur Lebensdauer eines Kugelblitzes.
- Forscher in Brasilien und Neuseeland haben mit der Verdampfung von Silizium experimentiert (https://index.hu/tudomany/villam070112/, http://aparadox.hupont.hu/19/05-brazil-gombvillam). Es wurden auch Experimente zur Erzeugung von Mikrowellen durchgeführt (https://www.nature.com/articles/srep28263).
- Geschichte der Beobachtungen Keul, A. G.: A brief history of ball lightning observations by scientists and trained professionals, Hist. Geo Space Sci., 12, 43-56, https://doi.org/10.5194/hgss-12-43-2021, 2021.
- https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_lightning,
- https://hu.wikipedia.org/wiki/G%C3%B6mbvill%C3%A1m,
- https://anyanyelvcsavar.blog.hu/2018/07/20/a_villamok_nepi_osztalyozasa_kulonos_tekintettel_a_gombvillamra
- https://www.britannica.com/story/does-ball-lightning-exist.
- Koronaentladung (https://en.wikipedia.org/wiki/Corona_discharge): Die Koronaentladung (oder stille Entladung) ist eine Form des elektrischen Stroms, die in Gasen bei normalem Atmosphärendruck in Gegenwart eines starken, inhomogenen elektrischen Feldes auftritt, wenn der Spannungsgradient an einem Punkt der elektrisch geladenen Oberfläche den Wert übersteigt, der erforderlich ist, um das Gas unter den spezifischen Bedingungen zu ionisieren, aber nicht die Durchbruchspannung übersteigt (im letzteren Fall eine "laute" Entladung: Funkenbildung oder Lichtbogen). Bei einer Koronaentladung wird das Gas in unmittelbarer Nähe ionisiert und elektrisch leitfähig, es entsteht ein so genanntes "kaltes Plasma"; das weiter entfernte Gas bleibt in seinem ursprünglichen Zustand. Eine typische Begleiterscheinung ist das schwache, glühende Licht (eine bläulich-weiße oder rötliche Farbe in der Erdatmosphäre, je nach Polarität, meist nur im Dunkeln sichtbar) und ein zischendes, tiefes Knistern (https://hu.wikipedia.org/wiki/Koronakis%C3%BCl%C3%A9s). Elektrische Merkmale sind geringe Stromstärke bei relativ hoher elektrischer Spannung und keine Funkenbildung https://hu.wikipedia.org/wiki/Szent_Elmo_t%C3%BCze (im Gegensatz dazu ist ein elektrischer Funke ein scharfes, blendendes Licht und ein lautes Geräusch - siehe z. B. Blitz).
- Nicola Tesla hat möglicherweise Kugelblitze (https://en.wikipedia.org/wiki/Colorado_Springs_Notes,_1899%E2%80%931900) mit Hilfe von Hochspannungs- und Hochfrequenzgeräten erzeugt.
- Am Max-Planck-Institut (https://phys.org/news/2006-06-physicists-ball-lightning-lab.html) wurde ein Plasma mit einem Hochstrombogen erzeugt, allerdings nur für eine sehr kurze Zeit im Vergleich zur Lebensdauer eines Kugelblitzes.
- Forscher in Brasilien und Neuseeland haben mit der Verdampfung von Silizium experimentiert (https://index.hu/tudomany/villam070112/, http://aparadox.hupont.hu/19/05-brazil-gombvillam). Es wurden auch Experimente zur Erzeugung von Mikrowellen durchgeführt (https://www.nature.com/articles/srep28263).
- Kapitza (Kapitza, P. L., Doklady, U.S.S.R. (1955) und https://www.nature.com/articles/185449a0) beschreibt sphärische Blitze als elektromagnetische stehende Wellen, die Resonanz einer leitenden ionisierten Plasmakugel, die auftritt, wenn die Wellenlänge der Strahlung etwa das Vierfache des Durchmessers des Feuerballs beträgt. Der Ursprung des Kraftfeldes, das die Ionen zusammenhält, ist nach Kapitza eine elektromagnetische stehende Welle, die im Durchschnitt ein virtuelles Potentialminimum erzeugt. Kapitzas Idee wurde in den letzten 70 Jahren nicht allgemein akzeptiert, zu seinem Leben siehe https://tudosnaptar.kfki.hu/k/a/kapica/kapica.html. Zur Berechnung des Potentialminimums siehe z.B. (Silberg, P.A. On the formation of ball lightning. Il Nuovo Cimento C4, 221-235 (1981), https://doi.org/10.1007/BF02507400 und https://pubs.aip.org/aip/jap/article-abstract/32/1/30/162547/On-the-Question-of-Ball-Lightning?redirectedFrom=fulltext).
- Tibor Neugebauer (Fizikai Szemle, The Theory of Ball Lightning / NeugebauerTibor = Vol. 25, 1975, S. 49) beschreibt eine quantentheoretische Idee, die auf der Austauschwechselwirkung beruht, die aber nicht allgemein akzeptiert wurde und schwer zugänglich ist,
- Es gibt auch eine Reihe von Ideen, die nicht ernst genommen werden können und sollten.
- (https://web.archive.org/web/20050224120205/http://www.sulinet.hu/termeszetvilaga/archiv/2000/0015/21.html)
- Tibor Neugebauer (Fizikai Szemle, The Theory of Ball Lightning / NeugebauerTibor = Vol. 25, 1975, S. 49) beschreibt eine quantentheoretische Idee, die auf der Austauschwechselwirkung beruht, die aber nicht allgemein akzeptiert wurde und schwer zugänglich ist,
- Es gibt auch eine Reihe von Ideen, die nicht ernst genommen werden können und sollten.
- (https://web.archive.org/web/20050224120205/http://www.sulinet.hu/termeszetvilaga/archiv/2000/0015/21.html)
**Überwachte Merkmale (Liste, https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_lightning):
- Video: https://www.youtube.com/watch?v=1bBNeyrMOJE,
- Schweben auf einer unregelmäßigen Umlaufbahn, ("Wurm"), Trudeln, Rollen,
- Wracks, wenn auch nicht immer,
- tritt oft in Gewittern auf, aber nicht ausschließlich, wenn auch häufiger in Gewittern,
- kann sich gegen den Wind bewegen, Geschwindigkeiten von 1-2 m/sec,
- brennt ein Loch in Trennwände, geht manchmal spurlos durch.
- Kugelblitze werden durch transparente, opalisierende undurchsichtige Ränder beschrieben. Sie werden als mehrfarbige, gleichmäßig leuchtende, strahlende Flammen, Fäden oder Funken beschrieben, die in ihrer Form von kugelförmig, oval, tropfenförmig und selten scheibenförmig variieren,
- Sie verschwinden plötzlich, lösen sich allmählich auf oder werden von einem Objekt verschlungen, "knallen", explodieren laut, platzen sogar mit Wucht und verursachen schwere Schäden. Die Berichte über ihre angebliche Gefährlichkeit für den Menschen variieren ebenfalls, von tödlich bis harmlos. Häufig wird von Gerüchen berichtet, die an Ozon, brennenden Schwefel oder Stickoxide erinnern.
- Sie haben einen Durchmesser von 1 bis 100 cm, meist jedoch um die 10 cm,
- Es wurde ein breites Farbspektrum beobachtet, wobei die häufigsten Farben rot, orange und gelb sind, selten bläulich, meist opalisierend.
- Ihre Lebensdauer beträgt zwischen einer Sekunde und mehr als einer Minute, und die Helligkeit bleibt während dieser Zeit relativ konstant,
- Video: https://www.youtube.com/watch?v=1bBNeyrMOJE,
- Schweben auf einer unregelmäßigen Umlaufbahn, ("Wurm"), Trudeln, Rollen,
- Wracks, wenn auch nicht immer,
- tritt oft in Gewittern auf, aber nicht ausschließlich, wenn auch häufiger in Gewittern,
- kann sich gegen den Wind bewegen, Geschwindigkeiten von 1-2 m/sec,
- brennt ein Loch in Trennwände, geht manchmal spurlos durch.
- Kugelblitze werden durch transparente, opalisierende undurchsichtige Ränder beschrieben. Sie werden als mehrfarbige, gleichmäßig leuchtende, strahlende Flammen, Fäden oder Funken beschrieben, die in ihrer Form von kugelförmig, oval, tropfenförmig und selten scheibenförmig variieren,
- Sie verschwinden plötzlich, lösen sich allmählich auf oder werden von einem Objekt verschlungen, "knallen", explodieren laut, platzen sogar mit Wucht und verursachen schwere Schäden. Die Berichte über ihre angebliche Gefährlichkeit für den Menschen variieren ebenfalls, von tödlich bis harmlos. Häufig wird von Gerüchen berichtet, die an Ozon, brennenden Schwefel oder Stickoxide erinnern.
- Sie haben einen Durchmesser von 1 bis 100 cm, meist jedoch um die 10 cm,
- Es wurde ein breites Farbspektrum beobachtet, wobei die häufigsten Farben rot, orange und gelb sind, selten bläulich, meist opalisierend.
- Ihre Lebensdauer beträgt zwischen einer Sekunde und mehr als einer Minute, und die Helligkeit bleibt während dieser Zeit relativ konstant,
- Beobachter berichten selten von einem Hitzegefühl, aber sie verbrennt jeden Gegenstand, mit dem sie in Berührung kommt. In einigen Fällen wurde das Verschwinden der Sphäre von der Freisetzung starker Hitze begleitet.
- Einige Kugeln werden von Metallobjekten angezogen und bewegen sich entlang von Leitern wie Drähten oder Metallzäunen.
- Einige sind ohne Vorwarnung in Gebäuden aufgetaucht und durch geschlossene Türen und Fenster hindurchgegangen, und sie sind in Metallflugzeugen aufgetaucht und haben diese ohne Schaden wieder verlassen.
- Mögliche Spektren: Silizium-, Kalzium-, Eisen-, Stickstoff- und Sauerstoff-Emissionslinien wurden bei einer chinesischen Spektralmessung aus großer Entfernung beobachtet, wahrscheinlich teilweise durch Verschmutzung.
- Einige sind ohne Vorwarnung in Gebäuden aufgetaucht und durch geschlossene Türen und Fenster hindurchgegangen, und sie sind in Metallflugzeugen aufgetaucht und haben diese ohne Schaden wieder verlassen.
- Mögliche Spektren: Silizium-, Kalzium-, Eisen-, Stickstoff- und Sauerstoff-Emissionslinien wurden bei einer chinesischen Spektralmessung aus großer Entfernung beobachtet, wahrscheinlich teilweise durch Verschmutzung.