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闪电是如何形成的

发布时间: 2022-02-10 20:11:59

Ⅰ 闪电是怎么形成的。

闪电的形成原因为: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。

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”。

(1)闪电是如何形成的扩展阅读:

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。

3、电荷流向

袭击地面的云地闪电为正闪电(击)和负闪电(击),云中正电荷对地的放电称为正闪电,云中负电荷对地的放电称为负闪电。正闪电时电流由云流向地面,负闪电时电流由地面流向云。即正闪电是正电荷由云流向地球,负闪电是负电荷南云流向地球。

参考资料来源:网络-闪电

Ⅱ 闪电是怎样形成的

通常人们认为闪电是由大气层中的电场作用形成的。但是,来自佛罗里达技术协会的天体物理学家约瑟夫-德怀尔(Joseph Dwyer)表示,大气层中的电场产生闪电这一理论是错误的,大气层中的电场不可能达到产生闪电的电场强度。
德怀尔曾从事高能量微粒的研究工作,两年前他来到佛罗里达研究中心。在佛罗里达研究中心,聚集了许多从事闪电研究的科研人员。当德怀尔从学术报告中了解到伽马射线和X射线与闪电的形成有密切关系时,他对此产生了浓厚的兴趣并致力于该领域的研究。
许多科学家相信,当大气中形成强大的电场便能够产生闪电。尽管没有任何人真正看到这样的电场,但是,这些科学家仍确信这是闪电形成的正确解释。当德怀尔建立一个高能量辐射模型用来描述地球大气层电场的形成时,模型的实验结果使他为之震惊。他发现电场中伽马射线和X射线释放的能量,可为电场提供足够的电场强度产生闪电。在雷雨天气中,上升气流和下降气流推动水分子互相作用,释放出电子从而增强了电场强度,这些电子最终以接近光速的速度穿越空气。依据德怀尔的闪电形成理论,这些高速电子在电场中伽马射线或者X射线释放的能量作用下,与大气层其他微粒发生碰撞便产生强大的雷鸣声,并释放出电荷。
曾致力于闪电形成研究的佛罗里达大学马丁-乌曼(Martin Uman)称,“这项发现可能是科学理论的一个重大突破。德怀尔的理论还展示了闪电产生所需的伽马射线和X射线强度。”但是,对于闪电形成的确切解释尚仍不能定论。

Ⅲ 闪电是怎么形成的

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。

Ⅳ 闪电是怎样形成的

18世纪以前,中国古代认为雷电是雷公?电母制造出来的?西方人相信雷电是上帝发怒的结果,是上帝用来惩罚做坏事的人的?因此人们对雷电总怀有恐惧心理?一些不相信上帝的有识之士试图解释雷电的起因?

最早探索出雷电奥秘的是美国科学家富兰克林?他用风筝实验,证明了天上的电与地上的电是相同的,“闪电就是电火花”?但时至今日,科学家们仍然还没有完全弄明白雷电到底是怎么产生的?

为了揭开闪电之谜,科学家把气球放到雷电云层中进行探测;派飞机围绕雷电云层飞行,甚至穿越雷电云层;用火箭触发闪电等?但是通过这些活动,对雷电的了解仍是微不足道?

科学家们发现:多数情况下,雷电云层的厚度超过3000米才能产生闪电?云层上部往往带正电,云层底部带负电?当正负电荷间的电场足够强时,就击穿空气产生闪电?一般而言,云层越厚雷电越激烈?

闪电

Ⅳ 闪电是怎么产生的

闪电,在大气科学中指大气中的强放电现象。按其发生的部位,可分为云中、云间或云地之间三种放电。闪电的放电作用通常会产生了闪电光或电光。雷电起因一般被认为是云层内的各种微粒因为碰撞摩擦而积累电荷,当电荷的量达到一定的水平,等效于云层间或者云层与大地之间的电压达到或超过某个特定的值时,会因为局部电场强度达到或超过当时条件下空气的电击穿强度从而引起放电。空气中的电力经过放电作用急速地将空气加热、膨胀,因膨胀而被压缩成等离子,再而产生了闪电的特殊构件雷(冲击波的声音)。目前对于放电具体过程的认识还不能透彻明白,一般被认为和长间隙击穿的现象相类似。
在夏季的雷雨天气雷电现象较为常见。它的发生与云层中气流的运动强度有关。有资料显示,冬季下雪时也可能发生雷电现象,即雷雪,但是发生机会相当微小。若有严重的火山爆发时,空中可能出现短路,出现闪电。
云中放电占闪电的绝大多数,云地之间放电者则是对人类的生产和生活产生影响的主要形式。闪电的电流很大,其峰值一般能达到几万安培,但是其持续的时间很短,一般只有几十微秒。所以闪电电流的能量不如想象的那么巨大。不过雷电电流的功率很大,对建筑物和其他设备尤其是电器设备的破坏十分巨大,所以需要安装避雷针、避雷器等以在一定程度上保护这些建筑和设备的安全。

Ⅵ 闪电到底是怎么形成的

闪电是因为天空中的大量正负电荷聚集在一起引发强烈放电才形成的。在炎热的夏天,我们经常会看到天空中突然飘来一块乌云,紧接着来了几道尖锐的闪电,然后天雷滚滚,就下了暴雨。这是夏季正常的天气现象,蕴含着丰富的物理原理。

一、闪电的特征

闪电是指的是云与云之间,云与大地之间或云层各部位之间的强烈放电现象。闪电可分为线状闪电,球形闪电,紫色闪电等。我们最常见的就是线状闪电。一般情况下,闪电和雷声是同时发生的,但是我们所看到的是先打雷后闪电,这是因为它们在大气中传播的速度相差了很多导致的。

很正常的自然现象,其中就会蕴含很多奇妙的物理原理。亲爱的读者朋友们,你们现在明白闪电到底是怎么形成了吗?如果有什么不懂的,欢迎在评论区中提出你们的疑问。

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