雷电是怎么样形成的

发布网友发布时间：2022-04-23 01:21

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热心网友时间：2022-06-09 01:39

1. 雷电成因重要学说：实验及观测结果证明：雷雨中较大雨点所带负电荷较多，即带净负电，而小雨点则带有较多正电荷，即其电性为正。我们又知道，雨点在空气中下降时，其所能达到之最大速度（称为终速度）约与其半径之平方成正比，因而重力作用可使大小雨点分开，同时亦使正负电荷分离；而分离的量随水降下所需之时间而增大，终可建立起足以引起空间放电的电场强度，此一电场方向恰与雷雨云中所观测到的相符合。以上的说法道理很简单，问题在於为什麼正电荷偏找小雨点？而负电荷又偏要找大雨点呢？关於这方面，重要的学说有以下几种：（一）雨点*说：雨点在空气中下降受到三种力，即向上的空气浮力及阻力与向下的重力。开始时重力较大，但随著雨点的长大，空气浮力及阻力均增加，最后达到三力平衡并以终速度下降，此时如雨点过大，常*为数个，并因而溅出很多水微粒。在另一方面来说，雨点降落中如发生碰撞，亦可导致同一结果。如此*的雨点，应可同时使电荷分开，因而形成电场。此说经实验发现至少有两点与实际观测结果不符： 1.无论雨点如何*，实验发现裂开之较大部份带净正电，而溅开之水花则带净负电，即由重力分离的结果，应使云顶为负而下部为正，此与观测雷雨云的事实不符。 2.在空中雨点碰撞的机会几乎等於零，此种作用应不重要。由於以上缺点，此说已渐渐不被重视。（二）感应说：此说又分两种，即英人艾斯特与盖太尔於一八八五年所创之感应说及一九二九年英人威尔逊所倡之离子捕捉说，此二派及经美人萨陶推广综合为一。其要点为带电质点在空气中系沿气流及电场之合成路径运动，因而大小不同之二带电体，在空中互相接近时，由於彼此间所生之电感应，及空间放电的结果，可使较大者带负电荷，而较小者带正电荷。图四所示即萨陶计算出来，半径19μ与15.2μ的二雨点之相关路径图及电感应后的结果。在另一方面，空间离子亦可视为一个小的带电体，只是它较雨点小得太多，故行近时正负离子中的一种将被雨点捕捉，亦即使雨点的同类净电荷增加。图五即正常大气电场下离子流状况。由图可知，在适当电场下，通过A之离子可累积至雨点上。此说不但由萨氏实验证明，亦与观测事实相符，唯一遗憾的是如此产生的电场强度增加很慢且不易达到能产生空间放电的强度，故仍有许多怀疑的地方。（三）冰晶碰撞说：此说与雨点*说同为辛普森所创，他认为冰晶互碰时，可导致电荷转换，因而使正负电荷分离，并形成电场。此说不但犯了前述雨点*说的毛病，同时不能满足暖云（或称水云），即云顶在结冰高度以下之云，亦可产生雷雨之事实，故不健全，已不被重视。（四）稀溶液冰冻说：此说由澳克曼及雷纳二氏根据稀溶液结冰时，在冰及溶液交界面可生成一与溶液浓度成反比之电位差之事实而建立；我们知道，含盐或其他溶质之雨点可视同溶液，因而应用以解释雷雨中电场之形成。此说除与冰晶说有相同缺点外，更有两个问题无法解释！1.溶液在冰冻时虽然形成电位差但是可分离之电荷量受浓度变化的影响极大，难以视为稳定现象；2.所成电场方向往往与事实不符。总之雷雨中电场形成之理论基础尚未成熟，有待我们努力探讨。至於摩擦生电一说更为明显之错误。我们知道玻璃棒与丝绢，琥珀与毛皮摩擦可生静电，但同为水珠的雨点不要说发生摩擦的机会几近於零，就是发生摩擦亦不会生电，此点在「积云与雷电」一文中曾提及，读者不可不察。]

热心网友时间：2022-06-09 02:57

雷电是发生在雷雨云中的电学现象，并且，也只有雷雨云才可能造成雷电。因此，雷雨云的存在就成了雷电发生的先决条件。在大多数情况下，雷雨云在产生雷电的同时，还伴随着降水，雷雨云在气象学里叫积雨云。只有发展成熟并伸展得很高的积雨云才有雷电现象出现。
在发展成熟的积雨云里，正电荷集中在云的上部，负电荷集中在云的中下部，但在云的底部，还有一个范围不大的带正电荷的区域，这里上升气流有局部的极大值。云中电荷的产生和分布，与雷雨云形成的客观过程以及云中所发生的微物理过程有关。
在雷雨云的不同部位，聚集了两种不同极性的电荷，当聚集的电荷达到一定的数量时，在云内不同部位之间或云与地面之间就形成了很强的电场。这电场的强度平均可以达到几千伏特／厘米，局部区域可以高达1万伏特／厘米。这么强的电场，足以把云内外的大气层击穿，于是，在云与地面之间，或者云的不同部位之间，以及不同云块之间激发出耀眼的闪光，这就是闪电。
人们经常看见的闪电形状是线状闪电或枝状闪电，它有耀眼的光线。整个闪电象横向或向下悬挂的枝叉纵横的树枝，又象地图上支流很多的河流。线状闪电多数是云对地的放电，它是对人类危害最大的一种闪电。！

热心网友时间：2022-06-09 04:32

电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们常见的闪电现象。闪电的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中，由于闪道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。]

热心网友时间：2022-06-09 06:23

云中同性电荷的汇集就形成了一些带电中心，当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时，就形成云间放电即闪电放电过程中，由于闪道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。]