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闪电的过程 闪电的形成过程

2022-08-09  来源:天气网  【字体:  

  导语:在日常生活中,我们都见过闪电,其最常见的是线性闪电,它是明亮的白色或者粉色或者浅蓝色的明亮线条。最近小编有些朋友想来了解一下,闪电的过程是什么?闪电的形成过程是怎么样的?今天小编要分享给大家的是满满的干货,大家注意查收哦!

  闪电的过程

闪电的过程 闪电的形成过程

闪电

  闪电的过程是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。

  相隔百分之几秒之后,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”。

闪电的过程 闪电的形成过程

  闪电图

  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。

闪电的过程 闪电的形成过程

  闪电出现

  闪电和光速是不是一回事呢?

  这得从闪电的发生过程说起。在一次正常的闪电前,云里的电荷分布是这样的:云的上部以正电荷为主,中、下部以负电荷为主,底部有少量的正电荷。当正、负电荷的量达到一定的水平时,就会引起放电,这就是我们平常所见的闪电现象。闪电可以发生在同一块云的不同部位之间,也可以发生在云与云之间以及云和地之间。发生在云地之间的闪电称为云-地闪电。由于它与我们人类的活动和生命安全密切相关,所以对它开展的研究也最多。

  通过高速摄影仪器我们得知,一个完整的云-地闪电其实是由多次连续不断的放电过程组成,这些放电过程沿着同一条通道,如同海浪一样一波接一波,每两波的时间间隔仅有百分之几秒。每次放电一般包括先导和回击两个过程:先导主要是为闪电放电建立电离通道,相当于“铺路”;当先导很接近地面时,就像接通了一根导线,强大的电流以极快的速度由地面流至云层,这一个过程称为回击,约需70微秒的时间。如果云层还有足够的电量,就开始第二次的先导-回击放电过程。一次完整的云-地闪电过程持续时间约0.2秒。

  由于闪电是一种放电现象,所以它遵循与之相关的物理定律,本身的速度受到空气电导率等很多因素的影响。很多专家和学者在闪电速度的数值方面进行了探索和研究,得出的结果差别也比较大。有关学者通过对多个闪电精细的科学观测,发现闪电在不同的行进阶段速度也有所不同,如闪电的先导过程的平均速度为1.5×105米/秒,约为光速的1/2000,而回击过程的速度远大于先导速度,为光速的1/10至1/3。美国能源部给出的闪电平均速度为1.45×108米/秒,大致为光速的一半。佛罗里达大学的学者通过研究,得出闪电的速度为1×105至1.4×106米/秒,平均速度为4.4×105米/秒。

  虽然这些数据不一定十分准确,但从中我们可以确定的是:闪电的速度远低于光速,同时又远高于雷声的速度。之所以很多人认为闪电的速度就是光速,主要是把闪电发出的光传播到我们眼中的速度,当成了闪电本身的速度。

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