天为什么会打雷和闪电,它们是怎么产生的?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/26 16:51:07
天为什么会打雷和闪电,它们是怎么产生的?
天为什么会打雷和闪电,它们是怎么产生的?
天为什么会打雷和闪电,它们是怎么产生的?
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.
打雷的原因
现在知道电荷中和作用时会放出大量的光和热,瞬间放出大量的热会将周围的空气加热到30000摄氏度的高温.强烈的电流在空气中通过时,造成沿途的空气突然膨胀,同时推挤周围的空气,使空气产生猛烈的震动,此时所产生的声音就是[雷声].(不要忘记告诉小宝宝,雷电是同时发生的,因为光速比声速快很多,所以我们总是先看到闪电后才听到雷声的.)
闪电若落在近处,我们听到的就是震耳欲聋的轰隆声.闪电若是落在较远处,我们听到的是隆隆不觉的雷鸣声.这是因为声波受到大气折射和地面物体反射后所发出的回声.
雷电发生的必要条件
1.空气要很潮湿；
2.云一定要很大块的；
天气干燥的地区一般不容易出现雷电.
如果我们在两根电极之间加很高的电压,并把它们慢慢地靠近.当两根电极靠近到一定的距离时,在它们之间就会出现电火花,这就是所谓“弧光放电”现象.
雷雨云所产生的闪电,与上面所说的弧光放电非常相似,只不过闪电是转瞬即逝,而电极之间的火花却可以长时间存在.因为在两根电极之间的高电压可以人为地维持很久,而雷雨云中的电荷经放电后很难马上补充.当聚集的电荷达到一定的数量时,在云内不同部位之间或者云与地面之间就形成了很强的电场.电场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在云的不同部位之间以及不同云块之间激发出耀眼的闪光.这就是人们常说的闪电.
肉眼看到的一次闪电,其过程是很复杂的.当雷雨云移到某处时,云的中下部是强大负电荷中心,云底相对的下垫面变成正电荷中心,在云底与地面间形成强大电场.在电荷越积越多,电场越来越强的情况下,云底首先出现大气被强烈电离的一段气柱,称梯级先导.这种电离气柱逐级向地面延伸,每级梯级先导是直径约5米、长50米、电流约100安培的暗淡光柱,它以平均约150000米/秒的高速度一级一级地伸向地面,在离地面5—50米左右时,地面便突然向上回击,回击的通道是从地面到云底,沿着上述梯级先导开辟出的电离通道.回击以5万公里/秒的更高速度从地面驰向云底,发出光亮无比的光柱,历时40微秒,通过电流超过1万安培,这即第一次闪击.相隔几秒之后,从云中一根暗淡光柱,携带巨大电流,沿第一次闪击的路径飞驰向地面,称直窜先导,当它离地面5—50米左右时,地面再向上回击,再形成光亮无比光柱,这即第二次闪击.接着又类似第二次那样产生第三、四次闪击.通常由3—4次闪击构成一次闪电过程.一次闪电过程历时约0.25秒,在此短时间内,窄狭的闪电通道上要释放巨大的电能,因而形成强烈的爆炸,产生冲击波,然后形成声波向四周传开,这就是雷声或说“打雷”.