雷電是怎樣形成的
雷電是怎樣形成的
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。那么,雷電是怎樣形成的?
現(xiàn)代科學早已證實了我們生存的這個大氣環(huán)境中有大量的負離子,它們彌漫在整個大氣層中,在不同的氣體物質中以不同的離子態(tài)存在。
由于受到地球內部的負電場的“感應作用”,必然存在“大氣電場”。在導電率較高的云層中,由于地內電場的這種作用,將使云層的上表面聚集大量的負電荷,下表面會感應出大量的正電荷,如果云層本身就是個絕緣層,則下表面將聚集負電荷,上表面感應出正電荷,這都會形成上下兩個電場。如果兩個電場之間存在足夠的絕緣,電勢會逐漸積聚,形成強電場。如果不存在這樣的絕緣層,則電子將不會聚集在對流層的某個層面,而是直上“九霄云外”,“逗留”在另一些氣體層面上,比如,臭氧層、電離層等,最終向太空放電。
研究大氣物理的專家們發(fā)現(xiàn),地表和電離層之間確實存在著較強的大氣電場,而局部積雨云層間存在更強的電場。通過實驗發(fā)現(xiàn),許多雷雨云中的電場強度通常在10萬伏—40萬伏/米之間。
實驗表明,使空氣電離需要的電場強度值約在250萬伏/米以上。而40萬伏/米的電場產生閃電是很奇怪的。
1992年,俄羅斯某物理研究所的科學家亞歷克謝·古列維奇提出“逃逸崩潰論”,他認為是宇宙射線引發(fā)了電場間空氣分子的離子化,產生了連鎖反應,導致電荷流動,產生了閃電。他的解釋很有道理,宇宙射線可能真的是引發(fā)電場放電的原因之一,對此提供證實的有這樣的案例:有人在雷雨天接聽手機,結果慘遭雷擊。原來手機發(fā)出的電磁波也可以引發(fā)雷電!
但是,人們不要忽略,積雨云中的空氣中帶有大量的自由電子,它們會使空氣的耐壓值發(fā)生變化。如果我們明白人類其實是生活在電場之中,那么對閃電的研究將不必煞費苦心。
云層中的離子還是造成雨雪的主要原因。云層中的水分子如果沒有離子或帶電塵埃作為它們的凝聚核心,它們根本不會聚集成雨滴落下來,這早已被物理學的“云室”實驗所證實。因此,我們甚至連雪花和冰雹的形成原因都需重新認識。
雪花的六枝狀結構歷來為科學界所不解,現(xiàn)在,知道它有了電場的核心,就會明白這是由電場引力使水分子按一定的規(guī)律排列成的狀態(tài)。至此,我們也就明白了雪花是一個帶電體,所以,它落在電視天線上才會干擾電視信號,落在水面上才會因放電發(fā)出次聲波。而冰雹也不是人們以前所說的在云層中上下反復起落幾次形成的,它也是在離子電場的引力作用下聚集的水分子,降落過程中表面經過熱空氣的融化,所以形成了球狀。
云層所帶的正電與大地間的劇烈放電,站在潮濕地面上的人接觸到民用輸電線時慘遭電擊等現(xiàn)象,實質上都是地電場的威力所賜,其本質都是地電場的感應電場在放電,所以說,雷電現(xiàn)象實際上暗示了我們,在地球內部,必然有一個巨大的負電場存在。
站在天文學的角度,地球的大氣層本來就屬于地球的一部分(我們實際上是生活在地球的兩個層面——氣態(tài)物質和固態(tài)物質的結合處)。按照地內電場的“感應”原理,云層與云層之間有放電現(xiàn)象(空中雷電),在云層與地層之間也有放電現(xiàn)象(落雷現(xiàn)象),而在地層與地層之間同樣應該有放電現(xiàn)象,一些破壞性地震所表現(xiàn)出來的電現(xiàn)象與雷電有著完全相同的特征,這同樣證明了地內電場的存在。1752年美國科學家富蘭克林通過在雷雨天氣將風箏放入云層,證明了雷閃就是云層的放電現(xiàn)象。
從此,人類對雷電現(xiàn)象有了較深的認識。然而,閃電是如何形成的呢?這卻一直是未解之謎。正如美國佛羅里達技術學院研究閃電的喬·德懷爾所說的:誰也不知道那里發(fā)生了什么,許多人做過猜測,可是毫無線索。幾百年后,這實際上還是非常令人不解。
多年來,人們一直以為是水分子受到摩擦使云層帶上了電荷,真的是這樣的嗎?
衛(wèi)星觀測表明,在地球空域的對流層中,平均每24小時約有八百萬次雷電現(xiàn)象,而向太空放電的雷閃,即“高空閃電”,每24小時將近十萬次。
這些大規(guī)模的普遍的放電現(xiàn)象,怎么可以用“摩擦帶電”來一言以蔽之呢?許多物理教師都知道,“摩擦起電”實驗必須讓器材保持干燥,否則實驗不會成功。在自然界中,各種摩擦起電現(xiàn)象嚴格受到濕度限制,水分子自身很難在摩擦中帶電。即使水分子能夠因摩擦帶電,因受到范圍限制,電荷也會很快中和掉,是不會聚集而產生雷電現(xiàn)象的。
放電現(xiàn)象是正電場和負電場之間的絕緣層被電勢擊穿,同時產生的聲光現(xiàn)象。這需要二個因素:一是相對電勢;二是絕緣層。二者缺一不可,特別是絕緣層。
因此,雷電現(xiàn)象嚴格受到空氣導電率的制約,冬天沒有雷電,正是因為空氣干燥使導電率下降,電子運動受到限制。
現(xiàn)代科學早已證實了我們生存的這個大氣環(huán)境中有大量的負離子,它們彌漫在整個大氣層中,在不同的氣體物質中以不同的離子態(tài)存在。
由于受到地球內部的負電場的“感應作用”,必然存在“大氣電場”。在導電率較高的云層中,由于地內電場的這種作用,將使云層的上表面聚集大量的負電荷,下表面會感應出大量的正電荷,如果云層本身就是個絕緣層,則下表面將聚集負電荷,上表面感應出正電荷,這都會形成上下兩個電場。如果兩個電場之間存在足夠的絕緣,電勢會逐漸積聚,形成強電場。如果不存在這樣的絕緣層,則電子將不會聚集在對流層的某個層面,而是直上“九霄云外”,“逗留”在另一些氣體層面上,比如,臭氧層、電離層等,最終向太空放電。
研究大氣物理的專家們發(fā)現(xiàn),地表和電離層之間確實存在著較強的大氣電場,而局部積雨云層間存在更強的電場。通過實驗發(fā)現(xiàn),許多雷雨云中的電場強度通常在10萬伏—40萬伏/米之間。
實驗表明,使空氣電離需要的電場強度值約在250萬伏/米以上。而40萬伏/米的電場產生閃電是很奇怪的。
1992年,俄羅斯某物理研究所的科學家亞歷克謝·古列維奇提出“逃逸崩潰論”,他認為是宇宙射線引發(fā)了電場間空氣分子的離子化,產生了連鎖反應,導致電荷流動,產生了閃電。他的解釋很有道理,宇宙射線可能真的是引發(fā)電場放電的原因之一,對此提供證實的有這樣的案例:有人在雷雨天接聽手機,結果慘遭雷擊。原來手機發(fā)出的電磁波也可以引發(fā)雷電!
但是,人們不要忽略,積雨云中的空氣中帶有大量的自由電子,它們會使空氣的耐壓值發(fā)生變化。如果我們明白人類其實是生活在電場之中,那么對閃電的研究將不必煞費苦心。
云層中的離子還是造成雨雪的主要原因。云層中的水分子如果沒有離子或帶電塵埃作為它們的凝聚核心,它們根本不會聚集成雨滴落下來,這早已被物理學的“云室”實驗所證實。因此,我們甚至連雪花和冰雹的形成原因都需重新認識。
雪花的六枝狀結構歷來為科學界所不解,現(xiàn)在,知道它有了電場的核心,就會明白這是由電場引力使水分子按一定的規(guī)律排列成的狀態(tài)。至此,我們也就明白了雪花是一個帶電體,所以,它落在電視天線上才會干擾電視信號,落在水面上才會因放電發(fā)出次聲波。而冰雹也不是人們以前所說的在云層中上下反復起落幾次形成的,它也是在離子電場的引力作用下聚集的水分子,降落過程中表面經過熱空氣的融化,所以形成了球狀。
云層所帶的正電與大地間的劇烈放電,站在潮濕地面上的人接觸到民用輸電線時慘遭電擊等現(xiàn)象,實質上都是地電場的威力所賜,其本質都是地電場的感應電場在放電,所以說,雷電現(xiàn)象實際上暗示了我們,在地球內部,必然有一個巨大的負電場存在。
站在天文學的角度,地球的大氣層本來就屬于地球的一部分(我們實際上是生活在地球的兩個層面——氣態(tài)物質和固態(tài)物質的結合處)。按照地內電場的“感應”原理,云層與云層之間有放電現(xiàn)象(空中雷電),在云層與地層之間也有放電現(xiàn)象(落雷現(xiàn)象),而在地層與地層之間同樣應該有放電現(xiàn)象,一些破壞性地震所表現(xiàn)出來的電現(xiàn)象與雷電有著完全相同的特征,這同樣證明了地內電場的存在。