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闪电是由什么引起的

时间: 2023-04-27 22:01:20 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 92次

闪电是由什么引起的

闪电形成的原因是什么

气流在雷雨云中会因为水分子的摩擦和分解产生静电.这些电分两种.一种是带有正电荷粒子的正电,一种是带有负电荷粒子的负电.正负电荷会相互吸引,就象磁铁一样.正电荷在云的上端,负电荷在云的下端吸引地面上的正电荷.云和地面之间的空气都是绝缘体,会阻止两极电荷的电流通过.当雷雨云里的电荷和地面上的电荷变得足够强时,两部分的电荷会冲破空气的阻碍相接触形成强大的电流,正电荷与负电荷就此相接触.当这些异性电荷相遇时便会产生中和作用(放电).激烈的电荷中和作用会放出大量的光和热,这些放出的光就形成了[闪电].
大多数的闪电都是连接两次的.第一次叫前导闪接,是一股看不见的空气叫前导,一直下到接近地面的地方.这一股带电的空气就象一条电线,为第二次电流建立一条导路.在前导接近地面的一刹那,一道回接电流就沿着这条导路跳上来,这次回接产生的闪光就是我们通常所能看到的闪电了.

雷暴时的大气电场与晴天时有明显的差异,产生这种差异的原因,是雷雨云中有电荷的累积并形成雷雨云的极性,由此产生闪电而造成大气电场的巨大变化。但是雷雨云的电是怎么来的呢? 也就是说,雷雨云中有哪些物理过程导致了它的起电?为什么雷雨云中能够累积那么多的电荷并形成有规律的分布?本节将要回答这些问题。前面我们已经讲过,雷雨云形成的宏观过程以及雷雨云中发生的微物理过程,与云的起电有密切联系。科学家们对雷雨云的起电机制及电荷有规律的分布,进行了大量的观测和实验,积累了许多资料并提出了各种各样的解释,有些论点至今也还有争论。归纳起来,云的起电机制主要有如下几种:

A.对流云初始阶段的“离子流”假说
大气中总是存在着大量的正离子和负离子,在云中的水滴上,电荷分布是不均匀的:最外边的分子带负电,里层带正电,内层与外层的电位差约高0.25伏特。为了平衡这个电位差,水滴必须“优先’吸收大气中的负离子,这样就使水滴逐渐带上了负电荷。当对流发展开始时,较轻的正离子逐渐被上升气流带到云的上部;而带负电的云滴因为比较重,就留在下部,造成了正负电荷的分离。

B.冷云的电荷积累
当对流发展到一定阶段,云体伸入0℃层以上的高度后,云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。这种由不同相态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云,叫冷云。冷云的电荷形成和积累过程有如下几种:

a. 冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电
霰粒是由冻结水滴组成的,呈白色或乳白色,结构比较松脆。由于经常有过冷水滴与它撞冻并释放出潜热,故它的温度一般要比冰晶来得高。在冰晶中含有一定量的自由离子(OH-或OH+),离子数随温度升高而增多。由于霰粒与冰晶接触部分存在着温差,高温端的自由离子必然要多于低温端,因而离子必然从高温端向低温端迁移。离子迁移时,较轻的带正电的氢离子速度较快,而带负电的较重的氢氧离子(OH-)则较慢。因此,在一定时间内就出现了冷端H+离子过剩的现象,造成了高温端为负,低温端为正的电极化。当冰晶与霰粒接触后又分离时,温度较高的霰粒就带上负电,而温度较低的冰晶则带正电。在重力和上升气流的作用下,较轻的带正电的冰晶集中到云的上部,较重的带负电的霞粒则停留在云的下部,因而造成了冷云的上部带正电而下部带负电。

b. 过冷水滴在霰粒上撞冻起电
在云层中有许多水滴在温度低于0℃时仍不冻结,这种水滴叫过冷水滴。过冷水滴是不稳定的,只要它们被轻轻地震动一下,马上就会冻结成冰粒。当过冷水滴与霰粒碰撞时,会立即冻结,这叫撞冻。当发生撞冻时,过冷水滴的外部立即冻成冰壳,但它内部仍暂时保持着液态,并且由于外部冻结释放的潜热传到内部,其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳来得高。温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带正电,内部带负电。当内部也发生冻结时,云滴就膨胀分裂,外表皮破裂成许多带正电的小冰屑,随气流飞到云的上部,带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上,使霰粒带负电并停留在云的中、下部。

c. 水滴因含有稀薄的盐分而起电
除了上述冷云的两种起电机制外,还有人提出了由于大气中的水滴含有稀薄的盐分而产生的起电机制。当云滴冻结时,冰的晶格中可以容纳负的氯离子(Cl-),却排斥正的钠离子(Na+)。因此,水滴已冻结的部分就带负电,而未冻结的外表面则带正电(水滴冻结时,是从里向外进行的)。由水滴冻结而成的霰粒在下落过程中,摔掉表面还来不及冻结的水分,形成许多带正电的小云滴,而已冻结的核心部分则带负电。由于重力和气流的分选作用,带正电的小滴被带到云的上部,而带负电的霰粒则停留在云的中、下部。

d.暖云的电荷积累
上面讲了一些冷云起电的主要机制。在热带地区,有一些云整个云体都位于0℃以上区域,因而只含有水滴而没有固态水粒子。这种云叫做暖云或“水云”。暖云也会出现雷电现象。在中纬度地区的雷暴云,云体位于0℃等温线以下的部分,就是云的暖区。在云的暖区里也有起电过程发生。

在雷雨云的发展过程中,上述各种机制在不同发展阶段可能分别起作用。但是,最主要的起电机制还是由于水滴冻结造成的。大量观测事实表明,只有当云顶呈现纤维状丝缕结构时,云才发展成雷雨云。飞机观测也发现,雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒为主的大量云粒子,而且大量电荷的累积即雷雨云迅猛的起电机制,必须依靠霰粒生长过程中的碰撞、撞冻和摩擦等才能发生。
对于闪电产生原因,科学家一直在研究,各有所论:
  (1998年,一位西班牙物理学家认为,所谓的神秘球状闪电其成因并不神秘,这一现象很可能
是闪电产生过程中,磁场约束发光等离子体所形成。他建立了闪电磁场模型,认为关键是闪
电过程中形成的水平磁场和垂直磁场磁力线圈相互交织而成的磁力线网。在某些特殊情况下
,这一磁力线网有可能会呈现出球形,而发光等离子体会被这一网所“俘获”而形成球状闪
电。这一火球效应会一直持续到等离子体开始冷却。研究人员指出,根据他们的预算,火球
持续时间最多可达10至15秒。当等离子体冷却后,电子开始被原子所束缚,等离子体内部电
阻变大、电流趋弱,周围的磁场也将随之瓦解,最终火球不复存在。)----这点给人以说明闪电产生的磁场可以产生闪电。
  (早在1955年,苏联物理学家便提出球状闪电是雷暴中所产生的电磁干扰效应所引起的。1991
年,日本科学家报道了他们在实验中观察到微波干扰所产生的一系列类似球状闪电的现象,
他们的人造等离子球也显示出球状闪电的一些特性,如它可沿与主气流相反的方向运动,并
可穿越固体物质。)----这点就更直接的说明了电磁干扰导致闪电产生。
  如果地球的地心不转动的话,地球就失去磁场保护,那么我么的大地上的生命就会遭遇太阳风暴,更可以说是遭遇来自宇宙中所有冲向地球的射线和粒子的袭击。大地上会频繁的出现垂直而下的闪电。
  下面是笔者的想法--关于暴雨天气闪电的产生原因新假象:在暴雨天气,云层中的冰粒相互撞击,会出现带负电的电荷,这些电荷会因为云层的运动方向以及云层之间的撞击而向某些方向运动,这样电荷的运动就产生了电流,而电流的出现就会在其周围产生磁场,产生的这个磁场在高空会与地球原来存在的磁场叠加,使磁场作用轨道发生变化,而来自宇宙的射线和粒子就会因为地球某个区域磁场轨道的变化而对大气层产生作用,因此,会出现更大的电离现象,这样闪电也就爆发了。
  ——仅做参考
  
青岛理工
闪电是出现在对流层的自然现象,来自宇宙的射线和粒子经过了电离层和平流层之后已经没有这么大的能量。实际上,我们的大气层存在一个晴天大气电场,在这个晴天大气电场的引导下有一个晴气大气电流的存在,而雷电却是补充这个电场的重要手段。
闪电形成的原因
气流在雷雨云中会因为水分子的摩擦和分解产生静电.这些电分两种.一种是带有正电荷粒子的正电,一种是带有负电荷粒子的负电.正负电荷会相互吸引,就象磁铁一样.正电荷在云的上端,负电荷在云的下端吸引地面上的正电荷.云和地面之间的空气都是绝缘体,会阻止两极电荷的电流通过.当雷雨云里的电荷和地面上的电荷变得足够强时,两部分的电荷会冲破空气的阻碍相接触形成强大的电流,正电荷与负电荷就此相接触.当这些异性电荷相遇时便会产生中和作用(放电).激烈的电荷中和作用会放出大量的光和热,这些放出的光就形成了[闪电].
大多数的闪电都是连接两次的.第一次叫前导闪接,是一股看不见的空气叫前导,一直下到接近地面的地方.这一股带电的空气就象一条电线,为第二次电流建立一条导路.在前导接近地面的一刹那,一道回接电流就沿着这条导路跳上来,这次回接产生的闪光就是我们通常所能看到的闪电了.
暴风云通常产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动。阳电荷和阴电荷彼此相吸,但空气却不是良好的传导体。阳电奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图和带有阴电的云层相遇;阴电荷枝状的触角则向下伸展,越向下伸越接近地面。最后阴阳电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去,产生出一道明亮夺目的闪光。一道闪电的长度可能只有数百千米,但最长可达数千米。
闪电的温度,从摄氏一万七千度至二万八千度不等,也就是等于太阳表面温度的3~5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀。空气移动迅速,因此形成波浪并发出声音。闪电距离近,听到的就是尖锐的爆裂声;如果距离远,听到的则是隆隆声。你在看见闪电之后可以开动秒表,听到雷声后即把它按停,然后以3来除所得的秒数,即可大致知道闪电离你有几千米。

望楼主采纳

闪电是怎么形成的?

闪电是通过气流在雷雨云中会因为水分子的摩擦和分解产生静电形成的,这些电分两种,一种是带有正电荷粒子的正电,一种是带有负电荷粒子的负电。

正负电荷会相互吸引,就像磁铁一样。当这些异性电荷相遇时便会产生中和作用(放电)。激烈的电荷中和作用会放出大量的光和热,这些放出的光就形成了闪电。

闪电的基本特性:

1、闪电结构

闪电是大气中脉冲式的放电现象。一次闪电由多次放电脉冲组成,这些脉冲之间的间歇时间都很短,只有百分之几秒。脉冲一个接着一个,后面的脉冲就沿着第一个脉冲的通道行进。现在已经研究清楚,每一个放电脉冲都由一个“先导”和一个‘回击”构成。

2、闪电频率

世界各地大约正有1800个雷电交作在进行中。它们每秒钟约发出600次闪电,其中有100次袭击地球。闪电可将空气中的一部分氮变成氮化合物,借雨水冲下地面。一年当中,地球上每一公顷土地都可获得几公斤这种从高空来的免费肥料。

以上内容参考 百度百科-闪电

您好!闪电是一种自然现象,通常是暴风云(积雨云)产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动。正电荷和负电荷彼此相吸,但空气却不是良好的传导体。正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图和带有负电的云层相遇;负电荷枝状的触角则向下伸展,越向下伸越接近地面。最后正负电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去,产生出一道明亮夺目的闪光。谢谢阅读!
闪电是云与云之间或,与地之间或者云体内各部分之间的强烈放电现象。通常是积雨云产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电。在地面产生阳电荷,如影随形的跟着云移动。正电荷和负电荷彼此相吸,但空气是不良的传导体,正电荷奔向树木,山丘,高大的建筑物甚至人体,与带有负电的云层相遇,负电荷枝状的触角向下伸展,最后正负电荷破开空气相接,形成闪电。
云彩摩擦形成的!
正负电子撞击

打雷闪电是怎么形成的?

雷电是一种自然放电现象.夏季,高空中有好多云团在不断运动,云团交错运动,相互摩擦,从而产生大量的电荷,形成电场.由于同种电荷相排斥,所以正电荷与负电荷分别聚集到云的两端.积云所带的电达到一定程度时,就会穿过空气放电,使两种电荷发生中和并产生火花.这便是雷电现象.因为空气的电阻不均匀,电前进的形状大多曲曲折折,形成象树枝一样的光带,这就是闪电.而放电使空气振动发出声音,就是雷声.声音在空气中每秒钟约走340公尺,而光在空气里差不多每秒走30万公里.所以我们总是先看到闪电后听到雷声.有时,由于放电云层离我们太远,或者发出的声音不够响,而声音在空气里传播的时候,它的能量是越来越少的,所以这样的时候我们只看见闪电而听不见雷声.雷电大都发生在低纬度地区,如印度尼西亚、非洲中部、墨西哥南部、巴拿马、巴西中部.世界上雷雨最多的地方是印度尼西亚茂物市,一年中有322天电光闪闪,素有"世界雷都"之称.从光速和音速的比较就能明白先看到闪电,后听见雷声的道理了.要知道,光在一秒钟内就能绕地球跑七圈半呢!雷电虽然很壮观,但它也会带来危害.一次闪电的能量大约相当于600千瓦电,它能击毁房屋,还会引起森林火灾.破坏高压输电线路,给人们的生活带来诸多不便.避免雷电危害其实很简单,只要通过电线把雷电引到地下就可以了.早在1000多年前,中国人就发明了许多巧妙的避雷装置,如在传统建筑中,屋顶檐角常用龙来装饰,龙嘴里吐出金属舌伸向天空.舌根连着一条铁丝,直通地下.当雷电击中房子时,电流就从龙舌沿着铁丝传到地下.千百年来,历经多少风风雨雨、电闪雷鸣,就是这样一种简单、实用、美观的装置,保护了一座又一座古老珍贵的建筑!雷电是自然界中经常发生的一种自然现象,由于光速远远大于音速,我们往往是先看到闪电后听到雷声.雷电会给人们带来不同程度的危害,于是避雷针就应运而生了.
文章标题: 闪电是由什么引起的
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