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閃電的過程 閃電的形成過程

閃電的過程 閃電的形成過程

  導語:在日常生活中,我們都見過閃電,其最常見的是線性閃電,它是明亮的白色或者粉色或者淺藍色的明亮線條。最近小編有些朋友想來了解一下,閃電的過程是什麼?閃電的形成過程是怎麼樣的?今天小編要分享給大家的是滿滿的乾貨,大家注意查收哦!

閃電的過程

閃電的過程 閃電的形成過程

閃電

閃電的過程是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。

相隔百分之幾秒之後,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”。

閃電的過程 閃電的形成過程 第2張

閃電圖

如果我們在兩根電極之間加很高的電壓,並把它們慢慢地靠近。當兩根電極靠近到一定的距離時,在它們之間就會出現電火花,這就是所謂“弧光放電”現象。

雷雨雲所產生的閃電,與上面所說的弧光放電非常相似,只不過閃電是轉瞬即逝,而電極之間的火花卻可以長時間存在。因為在兩根電極之間的高電壓可以人為地維持很久,而雷雨雲中的電荷經放電後很難馬上補充。當聚集的電荷達到一定的數量時,在雲內不同部位之間或者雲與地面之間就形成了很強的電場。電場強度平均可以達到幾千伏特/釐米,區域性區域可以高達1萬伏特/釐米。這麼強的電場,足以把雲內外的大氣層擊穿,於是在雲與地面之間或者在雲的不同部位之間以及不同雲塊之間激發出耀眼的閃光。這就是人們常說的閃電。

閃電的過程 閃電的形成過程 第3張

閃電出現

閃電和光速是不是一回事呢?

這得從閃電的發生過程說起。在一次正常的閃電前,雲裡的電荷分佈是這樣的:雲的上部以正電荷為主,中、下部以負電荷為主,底部有少量的正電荷。當正、負電荷的量達到一定的水平時,就會引起放電,這就是我們平常所見的閃電現象。閃電可以發生在同一塊雲的不同部位之間,也可以發生在雲與雲之間以及雲和地之間。發生在雲地之間的閃電稱為雲-地閃電。由於它與我們人類的活動和生命安全密切相關,所以對它開展的研究也最多。

通過高速攝影儀器我們得知,一個完整的雲-地閃電其實是由多次連續不斷的放電過程組成,這些放電過程沿著同一條通道,如同海浪一樣一波接一波,每兩波的時間間隔僅有百分之幾秒。每次放電一般包括先導和回擊兩個過程:先導主要是為閃電放電建立電離通道,相當於“鋪路”;當先導很接近地面時,就像接通了一根導線,強大的電流以極快的速度由地面流至雲層,這一個過程稱為回擊,約需70微秒的時間。如果雲層還有足夠的電量,就開始第二次的先導-回擊放電過程。一次完整的雲-地閃電過程持續時間約0.2秒。

由於閃電是一種放電現象,所以它遵循與之相關的物理定律,本身的速度受到空氣電導率等很多因素的影響。很多專家和學者在閃電速度的數值方面進行了探索和研究,得出的結果差別也比較大。有關學者通過對多個閃電精細的科學觀測,發現閃電在不同的行進階段速度也有所不同,如閃電的先導過程的平均速度為1.5×105米/秒,約為光速的1/2000,而回擊過程的速度遠大於先導速度,為光速的1/10至1/3。美國能源部給出的閃電平均速度為1.45×108米/秒,大致為光速的一半。佛羅里達大學的學者通過研究,得出閃電的速度為1×105至1.4×106米/秒,平均速度為4.4×105米/秒。

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