閃電形成原因 閃電產生原理

導語：在戶外的時候，大家遇到閃電要及時防範，避免被閃電擊中造成人身傷害。小編有些朋友對閃電的相關內容感興趣，所以想來好好了解一下，閃電形成原因是什麼？閃電產生原理是什麼？今日小編給大家分享一些比較實用的內容，希望能給大家帶來一些幫助。

閃電形成原因

閃電形成

閃電是因為天空中的大量正負電荷聚集在一起引發強烈放電才形成的。在炎熱的夏天，我們經常會看到天空中突然飄來一塊烏雲，緊接著來了幾道尖銳的閃電，然後天雷滾滾，就下了暴雨。這是夏季正常的天氣現象，蘊含著豐富的物理原理。

肉眼看到的一次閃電，其過程是很複雜的。當雷雨雲移到某處時，雲的中下部是強大負電荷中心，雲底相對的下墊面變成正電荷中心，在雲底與地面間形成強大電場。在電荷越積越多，電場越來越強的情況下，雲底首先出現大氣被強烈電離的一段氣柱，稱梯級先導。這種電離氣柱逐級向地面延伸，每級梯級先導是直徑約5米、長50米、電流約100安培的暗淡光柱，它以平均約150000米/秒的高速度一級一級地伸向地面，在離地面5─50米左右時，地面便突然向上回擊，回擊的通道是從地面到雲底，沿著上述梯級先導開闢出的電離通道回擊以5萬公里/秒的更高速度從地面馳向雲底，發出光亮無比的光柱，歷時40微秒，通過電流超過1萬安培，這即第一次閃擊。

相隔幾秒之後，從雲中一根暗淡光柱，攜帶巨大電流，沿第一次閃擊的路徑飛馳向地面，稱直竄先導，當它離地面5─50米左右時，地面再向上回擊，再形成光亮無比光柱，這即第二次閃擊。接著又類似第二次那樣產生第三、四次閃擊。通常由3─4次閃擊構成一次閃電過程。一次閃電過程歷時約0.25秒，在此短時間內，窄狹的閃電通道上要釋放巨大的電能，因而形成強烈的爆炸，產生衝擊波，然後形成聲波向四周傳開，這就是雷聲或說“打雷”。

閃電

閃電的威力到底有多大呢？

一道閃電的電壓一般在100萬-1億伏特不等，瞬間電流最高能達到20000安培，產生的溫度能達到2萬攝氏度以上。這些資料看上去很大，但是我們要知道，閃電持續的時間一般都很短，只有0.01秒左右，甚至更短。因此，一道閃電所蘊含的能量並不是很多，一般只有幾十上百度電，規模大一點的閃電也就大幾百度電，按照五毛錢一度換算成電費的話，也就幾百塊錢。

可能有人會說，我看到的閃電絕對不止百分之一秒，有些甚至可以達到好幾秒。很顯然事實並非如此，這其實是我們的視覺欺騙。當我們用肉眼觀察到閃電時，會出現視覺停留，這個停留讓我們的大腦誤認為閃電持續的時間很長。

閃電圖片

雖然一道閃電持續的時間少，能量並不多，但是積少成多啊，閃電基本上不是單獨出現的，一般出現就是連續不斷地釋放。根據不完全統計，全球每年產生的閃電有幾十億道，基本上平均每秒就有上百道閃電正在擊中地球。那麼我們是否可以將所有的閃電都收集起來以供人類使用呢？

其實早在2007年的時候，就有科學家基於這個想法做了相關的科研試驗。他們設計出了一種能夠收集雷電的電容塔裝置，但是很遺憾，實驗以失敗告終。其實以現在人類的科技水平來說，我們雖然能夠在實驗室小規模製造閃電，但顯然我們還無法大規模收集自然的閃電能量。

收集閃電主要有這幾個困難，首先是閃電發生的隨機性太強了，科學家們根本無法精確預判，天氣預報給出的是一片廣袤的區域，科學家們根本難以捕捉閃電。雖然目前很多實驗室都在研究人工引雷，但是引雷裝置的成本實在太高了，大規模鋪設用來收集隨機的閃電根本划不來。

不僅如此，就算不考慮安裝成本，閃電能量收集後的儲存也是個大問題。當前世界常用的儲能裝置一般是電容和化學電，而一道閃電的能量在百分之一秒內就會完全釋放，也就是說，科學家們需要在如此短的時間內將能量收集，並將儲能裝置充滿，這對技術的要求實在是太高了。

值得一提的是，雖然人類無法大規模收集使用閃電，但是閃電的作用我們卻不能忽視，閃電發生時，放電作為反應條件，空氣中會發生一種神奇的化學反應。那就是氧氣會被轉化為臭氧（3O2=2O3，條件為放電），臭氧形成的臭氧層能夠有效阻擋來自太陽的紫外線，保護我們人類的面板健康。不僅如此，閃電還能將氧氣轉化為含氮化物（2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO），當閃電過程中的雨水降臨到地面時，這些氮氧化合物就會成為土地的肥料。