閃電形成的原因
氣流在雷雨云中會因為水分子的摩擦和分解產生靜電.這些電分兩種.一種是帶有正電荷粒子的正電,一種是帶有負電荷粒子的負電.正負電荷會相互吸引,就象磁鐵一樣.正電荷在云的上端,負電荷在云的下端吸引地面上的正電荷.云和地面之間的空氣都是絕緣體,會阻止兩極電荷的電流通過.當雷雨云里的電荷和地面上的電荷變得足夠強時,兩部分的電荷會沖破空氣的阻礙相接觸形成強大的電流,正電荷與負電荷就此相接觸.當這些異性電荷相遇時便會產生中和作用(放電).激烈的電荷中和作用會放出大量的光和熱,這些放出的光就形成了[閃電].
大多數(shù)的閃電都是連接兩次的.第一次叫前導閃接,是一股看不見的空氣叫前導,一直下到接近地面的地方.這一股帶電的空氣就象一條電線,為第二次電流建立一條導路.在前導接近地面的一剎那,一道回接電流就沿著這條導路跳上來,這次回接產生的閃光就是我們通常所能看到的閃電了.
打雷的原因
現(xiàn)在知道電荷中和作用時會放出大量的光和熱,瞬間放出大量的熱會將周圍的空氣加熱到30000攝氏度的高溫.強烈的電流在空氣中通過時,造成沿途的空氣突然膨脹,同時推擠周圍的空氣,使空氣產生猛烈的震動,此時所產生的聲音就是[雷聲].(不要忘記告訴小寶寶,雷電是同時發(fā)生的,因為光速比聲速快很多,所以我們總是先看到閃電后才聽到雷聲的.)
閃電若落在近處,我們聽到的就是震耳欲聾的轟隆聲.閃電若是落在較遠處,我們聽到的是隆隆不覺的雷鳴聲.這是因為聲波受到大氣折射和地面物體反射后所發(fā)出的回聲.
雷電發(fā)生的必要條件
1.空氣要很潮濕； (易于下雨）
2.云一定要很大塊的；
天氣干燥的地區(qū)一般不容易出現(xiàn)雷電.
如果我們在兩根電極之間加很高的電壓,并把它們慢慢地靠近.當兩根電極靠近到一定的距離時,在它們之間就會出現(xiàn)電火花,這就是所謂“弧光放電”現(xiàn)象.
雷雨云所產生的閃電,與上面所說的弧光放電非常相似,只不過閃電是轉瞬即逝,而電極之間的火花卻可以長時間存在.因為在兩根電極之間的高電壓可以人為地維持很久,而雷雨云中的電荷經放電后很難馬上補充.當聚集的電荷達到一定的數(shù)量時,在云內不同部位之間或者云與地面之間就形成了很強的電場.電場強度平均可以達到幾千伏特／厘米,局部區(qū)域可以高達1萬伏特／厘米.這么強的電場,足以把云內外的大氣層擊穿,于是在云與地面之間或者在云的不同部位之間以及不同云塊之間激發(fā)出耀眼的閃光.這就是人們常說的閃電.
肉眼看到的一次閃電,其過程是很復雜的.當雷雨云移到某處時,云的中下部是強大負電荷中心,云底相對的下墊面變成正電荷中心,在云底與地面間形成強大電場.在電荷越積越多,電場越來越強的情況下,云底首先出現(xiàn)大氣被強烈電離的一段氣柱,稱梯級先導.這種電離氣柱逐級向地面延伸,每級梯級先導是直徑約5米、長50米、電流約100安培的暗淡光柱,它以平均約150000米/秒的高速度一級一級地伸向地面,在離地面5—50米左右時,地面便突然向上回擊,回擊的通道是從地面到云底,沿著上述梯級先導開辟出的電離通道.回擊以5萬公里/秒的更高速度從地面馳向云底,發(fā)出光亮無比的光柱,歷時40微秒,通過電流超過1萬安培,這即第一次閃擊.相隔幾秒之后,從云中一根暗淡光柱,攜帶巨大電流,沿第一次閃擊的路徑飛馳向地面,稱直竄先導,當它離地面5—50米左右時,地面再向上回擊,再形成光亮無比光柱,這即第二次閃擊.接著又類似第二次那樣產生第三、四次閃擊.通常由3—4次閃擊構成一次閃電過程.一次閃電過程歷時約0.25秒,在此短時間內,窄狹的閃電通道上要釋放巨大的電能,因而形成強烈的爆炸,產生沖擊波,然后形成聲波向四周傳開,這就是雷聲或說“打雷”.