雷電形成的三個階段
雷電形成的三個階段
雷電是雷云對大地或雷云之間或雷云內(nèi)部的放電現(xiàn)象。學(xué)習(xí)啦小編在此整理了雷電形成的三個階段,供大家參閱,希望大家在閱讀過程中有所收獲!
雷電形成的三個階段講解
雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現(xiàn)象。雷電一般產(chǎn)生于對流發(fā)展旺盛的積雨云中,因此常伴有強烈的陣風(fēng)和暴雨,有時還伴有冰雹和龍卷風(fēng)。積雨云頂部一般較高,可達20公里,云的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空氣對流等過程,使云中產(chǎn)生電荷。云中電荷的分布較復(fù)雜,但總體而言,云的上部以正電荷為主,下部以負電荷為主。因此,云的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度后,就會產(chǎn)生放電,這就是我們常見的閃電現(xiàn)象。閃電的的平均電流是3萬安培,最大電流可達30萬安培。閃電的電壓很高,約為1億至10億伏特。一個中等強度雷暴的功率可達一千萬瓦,相當于一座小型核電站的輸出功率。放電過程中,由于閃電通道中溫度驟增,使空氣體積急劇膨脹,從而產(chǎn)生沖擊波,導(dǎo)致強烈的雷鳴。 帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時,它們之間就發(fā)生激烈的放電。在雷電放電地點會出現(xiàn)強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。
雷電分直擊雷、電磁脈沖、球形雷、云閃四種。其中直擊雷和球形雷都會對人和建筑造成危害,而電磁脈沖主要影響電子設(shè)備,主要是受感應(yīng)作用所致;云閃由于是在兩塊云之間或一塊云的兩邊發(fā)生,所以對人類危害最小。
直擊雷就是在云體上聚集很多電荷,大量電荷要找到一個通道來泄放,有的時候是一個建筑物,有的時候是一個鐵塔,有的時候是空曠地方的一個人,所以這些人或物體都變成電荷泄放的一個通道,就把人或者建筑物給擊傷了。直擊雷是威力最大的雷電,而球形雷的威力比直擊雷小。
雷電閃電發(fā)生過程
如果我們在兩根電極之間加很高的電壓,并把它們慢慢地靠近。當兩根電極靠近到一定的距離時,在它們之間就會出現(xiàn)電火花,這就是所謂“弧光放電”現(xiàn)象。
雷雨云所產(chǎn)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(zhuǎn)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,而雷雨云中的電荷經(jīng)放電后很難馬上補充。當聚集的電荷達到一定的數(shù)量時,在云內(nèi)不同部位之間或者云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/厘米,局部區(qū)域可以高達1萬伏特/厘米。這么強的電場,足以把云內(nèi)外的大氣層擊穿,于是在云與地面之間或者在云的不同部位之間以及不同云塊之間激發(fā)出耀眼的閃光。這就是人們常說的閃電。
肉眼看到的一次閃電,其過程是很復(fù)雜的。當雷雨云移到某處時,云的中下部是強大負電荷中心,云底相對的下墊面變成正電荷中心,在云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,云底首先出現(xiàn)大氣被強烈電離的一段氣柱,稱梯級先導(dǎo)。這種電離氣柱逐級向地面延伸,每級梯級先導(dǎo)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云底,沿著上述梯級先導(dǎo)開辟出的電離通道?;負粢?萬公里/秒的更高速度從地面馳向云底,發(fā)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。相隔百分之幾秒之后,從云中一根暗淡光柱,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(dǎo),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(chǎn)生第三、四次閃擊。通常由3—4次閃擊構(gòu)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(nèi),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(chǎn)生沖擊波,然后形成聲波向四周傳開,這就是雷聲或說“打雷”。