为什么会有打雷?闪电和雷声是怎样形成的?
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/08/28 10:04:41
为什么会有打雷?闪电和雷声是怎样形成的?
为什么会有打雷?闪电和雷声是怎样形成的?
为什么会有打雷?闪电和雷声是怎样形成的?
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”.
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。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。一道闪电的长度可能只有数...
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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。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。一道闪电的长度可能只有数百米(最短的为100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。 闪电有个好听的别名,叫做“千里镜”。 闪电是云与云之间、云与地之间和云体内各部位之间的强烈放电。 最常见的闪电是线形闪电,它是一些非常明亮的白色、粉红色或淡蓝色的亮线,它很像地图上的一条分支很多的河流,又好像悬挂在天空中的一棵蜿蜒曲折、枝杈纵横的大树。线形闪电的“脾气”早已被科学工作者摸透,用连续高速的照相机可以完整地记录线形闪电的全过程,并能在实验室成功地进行模拟实验。 除了线形闪电,另外还有球形闪电和链形闪电,这两种闪电都比较少见。 球形闪电多半在强雷雨的恶劣天气里才会出现。在线形闪电过后,天空突然出现一个火球,火球沿着弯曲的路经在天空飘游,有时也可能停止不动,悬在空中。这种火球喜欢钻洞,有时会从烟囱、窗户、门缝等窜入屋内,然后再溜出屋去。 比起球形闪电,链形闪电的踪迹更难寻觅。目前,人们只知道它也是出现在线形闪电之后,与线形闪电出现在同一路径上,它像一排发光的链球挂在天空,在云层的衬托下好像一条虚线在云幕上慢慢滑行。 闪电对人类活动影响很大,尤其是建筑物、输电线网等遭其袭击,可能造成严重损失。保护建筑物免受闪电袭击的最切实可行的办法是安装避闪器(避雷针),把闪电中的电引向地面事先选好的安全区。 闪电是雷雨云体内各部分之间或云体与地面之间,因带电性质不同形成很强的电场的放电现象。由于闪电通道狭窄而通过的电流太多,这就使闪电通道中的空气柱被烧得白热发光,并使周围空气受热而突然膨胀,其中云滴也会因高热而突然汽化膨胀,从而发出巨大的声响——雷鸣。在云体内部与云体之间产生的雷为高空雷;在云地闪电中产生的雷为“落地雷”。 落地雷所形成的巨大电流、炽热的高温和电磁辐射以及伴随的冲击波等,都具有很大的破坏力,足以使人体伤亡,建筑物破坏。如,1986年4月25日7时20分,湖南省溆浦县的观音阁、双井、低庄乡等地,乌云压顶,风雨交加,电闪雷鸣……随着一道强烈的闪光,一声震耳的霹雷——落地炸雷,殃及了3个乡6个村庄,顿时一片混乱,雷声、雨声、风声、哭声、喊声混杂在一起。据地、县联合调查组调查,当场雷击死亡7人,伤10人,其中重伤3人,有一名死者的头发、衣物全被烧化,身躯也被烧焦变形,惨不忍睹。 雷击伤亡事故发生后,经调查发现:这一带居民屋内电线安装凌乱,走线位置很低,死亡的7人中就有5人是在照明电灯和开关下被雷击中的;雷击前室内相当潮湿,给雷击事故的形成创造了条件。所以,电线的安装必须符合要求,而雷电时,远离易导电的金属物体,保持室内干燥是预防雷击的重要措施之一。 雷电对人体的伤害,有电流的直接作用和超压或动力作用,以及高温作用。当人遭受雷电击的一瞬间,电流迅速通过人体,重者可导致心跳、呼吸停止,脑组织缺氧而死亡。另外,雷击时产生的是火花,也会造成不同程度的皮肤烧灼伤。雷电击伤,亦可使人体出现树枝状雷击纹,表皮剥脱,皮内出血,也能造成耳鼓膜或内脏破裂等。
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