闪电是如何形成的呢?



闪电总和雷鸣形影不离,因为闪电导致了雷鸣。在我们地球上,大约每秒钟就要发生 100 多次闪电。

早在1752年,美国科学家富兰克林就用他著名的风筝实验,证明了闪电是大气中的放电现象。但迄今为止,科学家们还没能够完全搞清楚云为什么带上电,又是怎样形成闪电的。我们仅仅获得了有关闪电的部分答案。人们尚未弄清楚雷雨云是怎样积聚起了如此大量的电荷,但科学家确确实实地知道这些电荷的存在。载有探测仪器的气球升人云层中,探测到云的顶部带有正电,中下部带有负电。大多数科学家认为,电的这种分布是云里面的冰屑和水滴相互作用的结果。冰屑冻结带有负电荷,它上面附着的水就带上正电荷,雷雨云中强烈上升的气流将带着正电荷的水滴带到云层顶部,就形成了雷雨云之中电荷上正下负的分布。

当云内积聚大量电荷时,电场就变得足够强,使本来绝缘性能很好的空气一下子变成电的良导体,电子就从云层中带负电的部分流向带正电的部分,迅速发生火花放电,这时便可以看到一次闪电。闪电可分为云内放电、云际放电和云地放电三种,前两种统称为云闪,第三种称为地闪。由于地闪和人类活动关系最为密切,人们研究得最多的也是地闪。

地闪是发生在云层底部和大地之间的强烈火花放电。当雷雨云靠近地面时,在大地上感应出和云所带电荷异号的正电荷来,产生强大的电场。前面说过,当电场足够强时,它将击穿空气,产生一条电离通道,使之变成电的良导体。云层下部的负电荷就沿电离通道前进,因为它总是在空中寻找电阻最小的路径建立通道,所以,负电荷在行进的过程中就有可能改变方向,这便是看到的闪电常常曲曲折折的原因。当前进到距地面10米左右时,地面上所感应的正电荷被吸引,沿前面所建立的电离通道流向云端,伴随十分明亮的发光,即我们眼睛所看见的闪电。云层中的负电荷和地面上的正电荷这样来回一次,产生放电,称为一次闪击。而我们看到的闪电虽然持续不到1秒钟,却包含了数次闪击,有的多达10次以上。闪电的电流可高达10万安培,当闪电通道内的空气温度上升到20000℃,使得空气迅速膨胀,产生巨大压强,压强的传播形成了我们听到的雷声。声音的传播速度大致为300多米/秒,而光的传播速度要快100万倍,因此,根据从看到闪电到听到雷声的时间间隔,可以很容易地估算出闪电离我们的距离。

地闪常发生在地面上突出的物体处,因而雷雨天气不要到大树下避雨,因为在空旷的野外,大树最易被闪电击中,而呆在屋内或低洼处是比较安全的。也不要在水池中游泳或接近池塘,因为水是电的良导体,一旦被闪电击中,后果不堪设想。

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