Thema: Kugelblitz
Einzelnen Beitrag anzeigen
  #14  
Alt 07.04.18, 05:20
nisus nisus ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 30.10.2008
Beitr?ge: 68
Standard AW: Kugelblitz

Der Link zu dem Artikel des Hr. J. J. Lowke ist eine gute Bereicherung meiner Vorstellungen. Daraus sind Augenzeugenberichte zu entnehmen, die ich bisher nicht kannte, aber deren Informationsgehalt durchaus bedeutsam ist.
Die in dem Artikel dargestellte Annahme, der Kugelblitz folge einer Spur elektrostatischer Felder auf der Erdoberfläche, entspricht auch meinen Ansichten, nur in umgekehrter Weise. Was den fachlichen Inhalt anbelangt, auf Werte und Daten bezogen, stellt dieser Artikel ebenso eine interessante Quelle dar.
An der Stelle allerdings, an welcher davon gesprochen wird, der Kugelblitz würde aus dem elektrostatischen Feld auf der Erdoberfläche über die Raumladungsdichte energetisch gespeist werden, unterscheidet sich diese Annahme von meiner. Auch, daß es lediglich eine Glimmentladung sei, würde ich in diesem Zusammenhang nicht vermuten.
Da der Artikel sich auf Kugelblitze bezieht, die im wesentlichen nach Einschlägen von Linearblitzen auftraten, ist darin auch ein weiterer Unterschied zu meiner Betrachtungsweise, weil ich das Phänomen als Einzelobjekt betrachte, welches seine enthaltene Energie erst beim Abklingen im vollen Umfang frei gibt. Demnach verlange ich zwar nach einem genügend starken, elektrostatischen Feld, jedoch nicht nach einem schon auftretenden Blitz als Auslöser der Erscheinung.
Die aus dem Artikel zu vermutende Häufigkeit, mit der dieser Effekt eines Kugelblitzes auftreten könnte, liegt höher, als es durch meine Deutung zu erwarten wäre. Wenn ich Unrecht behalte, liegt die Wahrscheinlichkeit, daß ein Kugelblitz auf diese von mir angenommene Weise entstünde,
gar bei "Null" ...
Meiner Ansicht nach enthält ein Kugelblitz den selben Betrag an Energiemenge, wie es in einem Linearblitz der Fall ist. Weiter behaupte ich auch noch, worauf ich auch noch eingehen werde, daß ein Kugelblitz auch im Vakuum stabil existieren kann. Darauf stützt sich ein Teil meiner experimentellen Herangehensweise, diesen Effekt im Labormaßstab nachbilden zu können.
Im Zusammenhang mit dem verlinkten Artikel bin ich auf eine Deutung gestoßen, die es ausschließt, innerhalb eines Linearblitzes würden Fusionsprozesse ablaufen können, weil die Ausschüttung von Neutronen zwar auf Kernprozesse zurückführbar sei, aber nur darauf begründet, daß hochenergetische Photonen aus Stickstoffatomen eben diese Neutronen herausschlagen und so eine Kernumwandlung zu Kohlenstoff stattfinde, die über Betazefallsprozesse angezeigt werde.
Da Kugelblitze nun sehr seltene Erscheinungen sind, wahrscheinlich von allen Blitzformationen die seltenste überhaupt, sind auch die zur Entstehung herrschenden Bedingungen entsprechend selten.
Wenn ich nun davon ausgehe, ein Kugelblitz sei eine spezielle Form der Selbstinduktion, bedingt diese Annahme im folgenden den Punkt, wie ich es vormals schon angedeutet habe, daß diese Erscheinung eben rein aus Elektronen besteht. Damit ist es ausgeschlossen, daß darin ionisierte Atome die Lichtemission bedingen.
Für meine experimentellen Erkundungen dieser These, bin ich vorerst noch auf Niederdruck-Gasentladungsröhren angewiesen, wie auch eine Leuchtstoffröhre mit in diese Gruppe zählt.
Um die Betrachtung des Energiegehaltes mathematisch darzustellen, war mein erster Ansatz ja darüber, das eine Mindestgröße der Erscheinung vorliege.
Zur weiteren Betrachtung sehe ich es von Bedeutung, daß Kugelblitze zwar farblich das gesamte sichtbare Spektrum einnehmen können, dies aber nicht in jedem Moment tun. Damit meine ich, sie sind variabel monochromatisch.
Zur Darstellung meiner Ansicht, beziehe ich mich im Weiteren auf ein imaginäres, konkretes Beispiel.
Zuvor allerdings möchte ich aufzeigen, woran ich die Mindestgröße eines Kugelblitzes anknüpfe.
Da zu betrachten gilt, Energiedichte und Strahlungsdruck stehen in direktem Zusammenhang, ergibt sich im Falle einer Kugel die Bezihung zwischen Volumen und Oberfläche. Um zeitlich stabil eine Erscheinung zu erzeugen, die aus dem Verhältnis von enthaltener zu abgestrahlter Energie hervorgeht, muss das Verhälnis zwischen Volumen und Oberfläche so gestaltet sein, daß betragsmäßig ein größerer Wert Energie enthalten ist, als die Oberfläche der Kugel in der Lage ist, bei dieser Energiedichte abzustrahlen. Dieses Verhältnis tritt mathematisch bei allen Kugelradien auf, die für die Kugeloberfläche einen kleineren Wert ergeben, als für das Volumen, wenn die Werte betragsmäßig verglichen werden. Damit verlangt die Betrachtung nach der Gleichsetzung der Formeln von Volumen und Oberfläche einer Kugel.
Für den Betrag aus dieser Gleichsetzung von :

Ao = 4 * pi * r^2
und
V = 4 / 3 * pi * r^3

ergibt sich

Ao = V mit |36pi|

Daraus lässt sich nun berechnen, wie groß ein Radius sein muss, um im Betrag für Oberfläche und Volumen gleiche Werte zu erhalten.
|36pi| ~ 113,09
Im Falle einer Kugel ist daraus folgend der Radius für diese Bedingung zu berechnen.
Ausgehend vom Volumen, berechnet sich der Radius einer kugel zu

r = (( 3 * V ) / (4 * pi ))^(1 / 2 ) [ V = |36pi| * cm^3 ]

Damit steht für einen Radius ab 3 cm die gestellte Bedingung.
Verglichen mit den Augenzeugenberichten ist dieser Radius annehmbar deckungsgleich mit dem Radius einer Orange.
Der imaginäre Kugelblitz besitz für mein Beispiel also
einen Durchmesser von 6 cm .
Da das gesamte sichtbare elektromagnetische Spektrum in der Farbwiedergabe bereit steht, ist die Farbe frei wählbar. Allerdings gilt definitiv der Zusammenhang, daß mit kleinerer Wellenlänge der emittierten Photonen auch eine größere Energiedichte einhergeht. Also ist ein blau / grüner Kugelblitz höher energetisch, als ein orange / gelber oder ein roter.
Für mein beispiel nehme ich die Farbe "grün"
mit einer Wellenlänge von l = 570 e-9 m ,
was einer Frequenz von f = 5,3 e14 Hz entspricht.
Zur Berechnung der Energie eines einzelnen Photons verwende ich den gerundeten Wert für
das Planck`sche Wirkungsquantum von h = 6,626 e-34 J * s^-1
Da E = h * f , ergibt sich für ein einzelnes, grünes Photon der Beispielrechnung ein Energiegehalt von gerundet Eg = 3,512 e-19 J
Um nun mit diesem Wert für die Energie eines Photons, auf den Energiegehalt innerhalb der Kugel schließen zu können, betrachte ich, daß der Radius der Kugel mit r = 0,03 m in seiner Distanz aus Photonen gebildet sein muss.
Daraus erbibt sich eine Menge von r / l = 52.632 Photonen
Diesen Wert betrachte ich nun als Radius der Kugel und setze ihn in die Formel zur Volumenberechnung einer Kugel ein,
was zum Ergebnis von M = 6,1 e14 Photonen
innerhalb einer Kugel mit r = 3 cm führt.
Diese Menge an Photonen bildet in Verbindung mit der Einzelenergie eines Photons die Gesamtenergie von Ep = M * Eg zu
Ep = 2,14 e-4 J
Da diese Energie nun aber lediglich der Energiemenge entspricht, die innerhalb des Zeitintevalls, einer einzelnen Periode der Frequenz des emittierten Lichts, ausgesendet wird, muss diese Energiemenge noch auf die Zeit bezogen werden. Eine einzelne Periode besitzt die Periodendauer von t = 1 / f
womit die Zeit zu t = 1,75 e-17 s für eine Periode anzugeben ist.
Damit lässt sich für einen beispielbezogenen Kugelblitz
eine Leistung von P = Ep / t
zu 1,22 e13 Watt berechnen.
Das ist natürlich ein gigantischer Wert.
Wenn ich allerdings davon ausgehe, das zur Erzeugung eines Kugelblitzes ähnliche Energiemengen zur Verfügung stehen, wie ein Linearblitz in der Lage ist frei zu setzen, was sich laut google auf etwa 1,21 Giga-Watt beläuft und der Blitz innerhalb von 0,01 Sekunden vorüber ist, kann davon ausgegangen werden, daß der Kugelblitz auch innerhalb dieser Zeitspanne entsteht.
Aus meiner Sicht ist es so, daß ein Kugelblitz keiner weiteren äußeren Energiezufuhr bedarf. Da also die Leistung des Kugelblitzes auf die Zeitspanne von einer Sekunde bezogen ist, aber die Auslösung lediglich 0,01 Sekunden beträgt, kann dem Kugelblitz nur die Energiemenge zugführt werden, die zu einer Leistung von 1,22 e11 Watt führt. Mit der angenomenen Emission von Photonen mit einem Wirkungsgrad
von 1 % bezogen auf die eingebrachte, elektrische Energie ( in Anlehnung an den Wirkungsgrad einer Röntgenröhre ),
verbleibt eben angenähert die Leistung von 1,22 e9 Watt für einen Kugelblitz. Daher gehe ich eben davon aus, das ein Kugelblitz die gleiche Energiemenge beinhaltet und speichert, wie ein Linearblitz in Millisekunden frei werden lässt. Durch die innere Beschafffenheit des Kugelblitzes wird diese Energie über einen längeren Zeitraum abgegeben.
Damit führe ich die Augenzeugenberichte aus dem verlinkten Artikel
von Hr. J. J. Lowke, wonach unterhalb des Kugelblitzes Koronaentladungen auf dem Erdboden beobachtet wurden, darauf zurück, daß dies ein Effekt ist, der den Potentialausgleich des Kugelblitzes bedingt. Nicht, daß die Koronaentladungen den Kugelblitz speisen und lenken, sondern, daß diese Koronaentladungen durch den Kugelblitz erst erzeugt werden und so der Weg des Kugelblitzes zu einem Potential führt, welches ihn zum Abreagieren in Ausgleich bringt, weil dort das entsprechend positive Potential besteht, welches der beinhalteten Ladungsmenge des Kugelblitzes entspricht.

soweit ersteinmal.
__________________
Die Wahrheit ist wie eine Tütensuppe. Sie muss angerührt werden.

Ge?ndert von nisus (08.04.18 um 03:39 Uhr) Grund: Groß/Kleinschreibung;Exponentenschreibweise
Mit Zitat antworten