雷電的形成離不開雲,雲越厚,雷電的概率越大。
正如我們所知,雲是由許多微小的冰晶和水滴組成的。這些物質含有大量帶電粒子,可以在雲中自由移動。此時帶電粒子的分布比較均勻,所以形成的雲是不帶電的。
雲中的冰晶和微小水滴會在地球引力的作用下下落,但是冰晶和水滴由於質量非常小,空氣阻力大,下落速度非常慢。
另外,由於下落過程中與空氣的摩擦,冰晶或水滴會蒸發,形成水分子上浮。
換句話說,雲不是壹成不變的,而是始終保持著動態平衡。
雲中有大量的冰晶和水滴,在下落的過程中不可避免地會發生摩擦。我們知道摩擦會導致自由電子的聚集。在這個過程中,帶負電的電子會分布在雲層下面,所以雲層下面的物質帶負電,而雲層上面的物質帶正電,導致雲層中正負電荷的分離。這時,雲層形成帶電體。
雲和地球
如果雲是帶電的,那麽地球就是壹個導體,導體中有大量的自由電子,但導體由於分布均勻,所以不帶電。
當帶電體靠近導體時,導體中的自由電子會受到外界的影響,導致同性電荷相互排斥,異性電荷相互吸引,導致導體中正負電荷分離,形成帶電體。其中壹個集中的電子會形成負電荷,另壹端因為缺少電子會形成正電荷(電子帶負電荷)。這就是靜電感應現象。
由於雲層下的負電荷,地球表面會帶很多正電荷。但是地球不是平的,會有高樓和樹木等凸出的物體。這些高樓與大地相連,也是大地的壹部分。
在集中的過程中,正電荷會集中在尖的物體上,比如樹頂就帶了很多正電荷。此時,容易發生尖端放電。對了,這也是雷雨天氣不要躲在大樹下或打傘的原因,因為此時大地中的正電荷會集中在妳身邊的大樹上。
當尖端放電的能量過大時,會擊穿空氣,產生放電反應。如果放電的能量足夠大,可能會產生音爆,這就是雷的形成。
雲除了會和地球發生放電反應,還會和其他雲壹起放電。原理和地球壹樣,因為同性電荷相斥,異性電荷相吸,導致其他雲從導體變成帶電體,沖破空氣釋放能量。而雲與雲之間的放電稱為雲間放電。
另壹種情況是雲內放電。如果壹朵雲足夠大,上層帶正電的物質就會跑到雲下面,和雲下面的負電荷溝通,形成雲內放電。
當雲在釋電的過程中沖破空氣時,會因為沖破空氣時與空氣的摩擦而產生隆隆聲,這就是我們所說的雷電。
閃電的危害
雖然雷電是壹種自然現象,但是每年都會給各地帶來危害,其中最主要的就是引起森林火災。其實火災是因為閃電的能量非常大。尖端放電的瞬間,溫度會達到17000攝氏度到28000攝氏度之間,相當於太陽表面溫度的3-5倍。
如果碰巧雷擊的地方有大量的易燃物,就會引起火災。森林野火就是這樣來的。另外,目前99%以上的森林火災都是人為造成的。
雖然雷電是有害的,但如果它離妳很遠,妳就相對安全。那妳怎麽判斷閃電和妳的距離呢?其實很簡單。當妳看到閃電時,在心裏數5秒鐘。如果5秒內沒有打雷,那麽妳是安全的。這個原理很簡單,就是用光速和聲速來判斷閃電和妳的距離。
摘要
閃電的形成過程是雲中正負電荷的分離,導致雲中帶電體的形成。當帶電體靠近導體時,也會吸引導體中正負電荷的分離。
因為同性電荷相互排斥,異性電荷相互靠近,所以兩個物體之間的正負電荷會相互吸引,最終沖破空氣形成閃電。
閃電攜帶大量能量。在野外環境中,最好不要站在空曠的原野上或躲在大樹下,以免充當?避雷針?。