Светящиеся шары: виды и применение¶

Светящиеся шары — общее название объектов шарообразной формы, излучающих видимый свет. К этой категории относят как природные явления (шаровые молнии, светящиеся биолюминесцентные организмы), так и искусственные изделия — светодиодные, плазменные, газоразрядные и химические источники света. Термин не является строго научным и объединяет разнородные явления по внешнему признаку: сферическая форма и способность светиться.

¶Природные светящиеся шары

¶Шаровая молния

Шаровая молния — редкое природное явление, наблюдаемое во время грозы: светящийся сгусток, обычно диаметром от 10 до 30 см, иногда до метра. Цвет варьируется от жёлтого и оранжевого до голубого. Время существования — от нескольких секунд до минут. Природа явления до конца не объяснена; среди гипотез — плазменные модели, окисление наночастиц, электрические разряды в атмосфере. Наблюдения фиксировались в России и других странах, однако воспроизвести явление в лабораторных условиях надёжно не удалось.

¶Биолюминесценция

Свечение живых организмов — биолюминесценция — встречается у ряда морских существ, грибов и насекомых. Светящиеся шары образуют, например, колонии некоторых бактерий и медузы. В России биолюминесцентные организмы изучены в Чёрном и Баренцевом морях. Свечение возникает при окислении люциферина ферментом люциферазой и служит для привлечения добычи, защиты или коммуникации.

¶Искусственные светящиеся шары

¶Светодиодные шары

Наиболее распространённый тип — светодиодные (LED) шары. Внутрь прозрачной или матовой сферы из пластика помещают светодиод, батарейку и микросхему управления. Применяются в декоративном освещении, на праздниках, в фотографии. Разновидность — шары на солнечных батареях для сада.

¶Плазменные шары

Плазменный шар (плазменная лампа) — стеклянная сфера, заполненная инертным газом под низким давлением, с электродом в центре. При подаче высокого напряжения возникают разряды, похожие на молнии. Изобретена Николой Теслой; использовалась как демонстрационный прибор и элемент интерьера.

¶Газоразрядные и химические источники

К светящимся шарам относят газоразрядные лампы сферической формы и химические источники света, где свечение даёт реакция люминола или перекисных соединений. Такие изделия применяются в аварийной сигнализации, на флоте, в спасательных средствах.

¶Материалы и устройство

Корпус обычно выполняют из стекла или полимера; для уличных моделей предусматривают влагозащиту. Питание — батарейки, аккумуляторы или сеть.

¶Применение

Светящиеся шары используют в декоре интерьеров и садов, на массовых мероприятиях, в рекламных инсталляциях. В научных демонстрациях применяют плазменные шары для показа электрических разрядов. В промышленности и на транспорте востребованы химические источники света как аварийные. В фотографии и видеосъёмке светящиеся шары служат источником мягкого рассеянного света.

¶В культуре

Светящиеся шары — устойчивый образ в литературе и кинематографе, связанный с загадочными явлениями и внеземными силами. Шаровая молния упоминается в классической русской литературе и научно-популярных изданиях. Плазменные шары стали символом научных выставок и музеев занимательной науки.

¶Научное изучение

Шаровую молнию исследуют физики атмосферы; единой теории нет. Биолюминесценцию изучают биохимия и морская биология. Искусственные источники развиваются в рамках светотехники и оптоэлектроники. В России исследования ведутся в институтах РАН и технических университетах.

¶Интересные факты

• Диаметр шаровой молнии чаще всего 10–20 см.
• Плазменную лампу изобрёл Никола Тесла в конце XIX века.
• Хемилюминесцентные шары светятся без нагрева, поэтому безопасны в пожароопасных условиях.
• Некоторые светодиодные шары работают от солнечной батареи и не требуют замены элементов питания годами.

Источники: энциклопедические издания по физике и светотехнике, научно-популярные публикации о шаровой молнии и биолюминесценции, материалы по оптоэлектронике и декоративному освещению.