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闪电和雷形成的条件,科学是怎么解释的?
闪电,电荷,空气闪电和雷形成的条件,科学是怎么解释的?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
闪电和雷形成的条件,科学是怎么解释的?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
闪电和雷声:是云层与云层之间靠近,或者云层与地面之间靠近,电流通过空气传播而产生的弧形火光并伴随轰鸣声的自然现象。
详细:积雨云层通常带有电荷,电荷会产生电场,电场则会对电荷产生作用;当两个积雨云相遇之时,彼此产生的电场对双方产生作用,电场的作用使得两朵云的能量突破了空气的传导率限制,形成火花放电现象,就形成了闪电,而闪电是瞬间放电现象,它能量极大,温度极高,将火花周围的空气瞬间加热膨胀,产生振动发出雷暴声。
积雨云的形成条件:
1、需要很大的不稳定能量的对流天气。
2、需要大量水汽。
3、足够高度后可自由移动。(空气密度对其影响小的高度)
积雨云与地面的放电:
积雨云与地面放电现象也会产生闪电,通常这种情况不多见,是由于云端的能量过大,地面的电荷正好聚集刚好达到放电的标准后产生的,也是由于电场的作用,使得两端的电压超过了空气的传导率限制,就好像我们拿着打火机打出的电火花一样,只要到达足够的条件,也是会产生闪电的。
虽然我们解释的时候觉得是很简单的一种现象,但实际闪电的形成要复杂的多的多。
回答于 2019-09-11 08:43:50
雷声很简单:
当闪电发生的时候,巨大的电流能将空气温度加热到27700℃。高温导致临近闪电的空气突然膨胀,挤推并使周围的空气产生剧烈的振动。振动的空气往外传播,发出很大的响声,这就是我们听到的雷声。
闪电比较复杂:
产生电流需要三个部分:电源正极,电源负极,电流的通路。实际闪电产生的过程虽然十分复杂但也必须满足产生电流的这三个条件。
雷暴云较低的部分带有负电荷,当雷暴云移动的时候,它能诱导正电荷粒子在地面聚集。地面上的建筑物和树木能聚集大量的正电荷,所以建筑物和树木往往能成为闪电袭击的目标。闪电是直接通过空气传播的,空气便是闪电电流的通路。但是空气是绝缘体,闪电要想通过空气,必须击穿空气使其电离变成导体,而这一过程需要极大的电压。而我们看到的闪电发光,便是空气被电离的过程中发出光所致。
然而,科学家们使用航天飞机和热气球进行了大量的测量后发现,雷暴云的电场强度非常的小,约相当于产生闪电所需电场强度的十分之一。这个结果令科学家们十分疑惑,产生闪电所需的高压是从何而来?科学家们得出一个共识,肯定有一个过程,使得电荷大量集中于雷暴云中导致雷暴云的电压急剧增大,最终大到足以产生闪电。基于这个想法,科学家们提出了各种假设。然而闪电的产生是随机性的,产生的时间、位置、强度都是难以预测,无法跟踪测量所以很难去推断和验证这些假设是否正确。所以目前所有相关的假设,都尚未得到验证。
被大多数科学家接受的是冰粒子碰撞假说。传统的冰粒子碰撞假说认为在雷暴中,冰粒子之间的碰撞能够产生足够多的带电荷的冰粒子聚集,雷暴云中带负电的冰粒子下,带正电的冰粒子上升,逐渐形成巨大的电压,从而触发闪电的产生。
但是这个理论有很多细节解释不清楚,例如电荷的分离过程是怎样的,而且冰粒子碰撞最终能否产生如此大的高压也受到质疑。
另一理论为宇宙射线碰撞和逃逸分解假说。该假说认为产生于太空中的宇宙射线轰击了地球上层大气,电离大气层并产生了大量的接近光速的高能离子,形成高能离子流。这些高能离子流进入雷暴云时,高速碰撞雷暴云里的空气,致使空气电离,许多空气粒子的电子逃逸分解出来,产生了一个拥有大量自由电子的区域,这些自由电子继续和空气碰撞,产生更多的电子和离子,随着不断的碰撞电离,产生了数量非常庞大的负电离子,最终形成一个大电场从而触发闪电。
新的观察结果与该理论相吻合。例如雷电过程中观察到的伽马射线、无线电脉冲和强烈的X光,这些光线的产生表明宇宙射线极有可能参与了闪电的产生过程。
然而闪电触发机理的研究,目前还仅仅停留在假设阶段,难以进行有效的直接验证
回答于 2019-09-11 08:43:50
热空气为正电。冷空气为负电,正负电相遇形成电磁应,电磁能瞬间释放才产生闪电,雷击。
黄氏宇宙新论,引用声明。
回答于 2019-09-11 08:43:50
首先,先来回答闪电的形成条件。
闪电形成前最基础的条件是,云层中充满带电的微尘粒子和水分子。
其次这些微小的尘粒有的带正电、有的带负电;并且带负电微尘粒子主要集中在云的底层,而带正电的粒子则漂浮在云的顶层。
那么这样就已经具备了闪电形成的”必备条件了!
闪电如何“触发”?
在积雨云形成的同时,粒子间正负极电荷产生了分离,从而在积雨云中形成电压。这种积雨云内的电压有时能够达到几百万伏特,最终会以闪电的形式释放电。
雷是如何形成的?
我们都知道闪电过后往往会伴随着刺耳的雷声,那么雷声则是闪电在瞬间产生高温所形成的结果。
因为空气在受到高温时会剧烈膨胀,所以产生的气压会以声音的方式传播出去,由于在云层和地面之间来回的反射,所以产生了巨大的雷声。
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