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云是怎样产生雷电的?云为什么会带电?雷雨云起电的四种理论

作者:佚名    文章来源:网络整理    点击数:517    更新时间:2024/12/19

第一个问题

通过积雨云!

积雨云也叫雷暴云,是一种积状云!

由于空气以对流运动形式造成绝热冷却,使水汽饱和凝结而成!它们通常形成在400米到1000米的高空,甚至有的可以达到5000米!

 

在这些高高的云层中会有电荷,正电荷集中在上部,而负电荷会集中在下部,当不同极性的电荷积聚到一定程度时,在电荷云团之间,或云与大地之间的电场强度可以击穿空气,便开始游离放电,我们称之为'先导放电'。

即使空气是绝缘体,在高强度电压的作用下也可以被击穿,这样一来就产生了雷!

上面也说了,放电类型可以分为两种:一种是云与地面(大地带负电)之间的放电,叫做“地闪”;另一种是发生在云体内部的放电,叫做“云闪”。

 

 

不过对人类危害较大的还是地闪,而且在发生地闪时,我们可以看到地面和云层之间导电的通道发出耀眼的光芒,这就是闪电!

因为电流的传导方向是向下的,所以我们看到的闪电也都是向下分叉的!

其实,地面也可以对天空放电,这样一来我们看到的闪电就是向天空分叉的!不过大多都是从囱、铁塔等较高的建筑物发起并劈向云间的,这也是尖端放电的原理!

闪电 

那么为什么会有雷声?

因为在电流的通路中,空气瞬间就可以达到几千度的高温,由于高温,空气就会被急剧的压缩,由此产生冲击波!这股冲击波产生时的声音,听上去就如同爆破声一般,这就是雷鸣。而远处的雷声听上去轰隆隆地不绝于耳,是因为声音在空气中传播的过程中被云层多次反射的缘故。

第二个问题

为什么云层中会带有电荷呢?

云是大气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴或凝华成的小冰晶,经过混合后漂浮在空中的可见聚合物!

 

那么只要是物质他就会带有电子,原子核!

人们发现,山谷中瀑布附近悬浮的雾滴都带负电,而瀑布下部较大的水滴都带正电。后来经过实验室的实验表明,大水滴在受外力作用破裂后,形成的新水滴中,较大的明显带正电、较小的带负电,而积雨云形成过程中气流翻滚很厉害,水滴剧烈碰撞,大量破裂,大的下落、小的被气流带走,这样便形成带正、负电的云块。


雷雨云起电的机理目前主要有四种理论:

1、水滴破裂效应:云中水滴在高速气流中作激烈运动,分裂成一些带负电的较大颗粒和带正电的较小颗粒,后者同时被上升气流携带到高空,前者落在低空,这样正负两种电荷便在云层中被分离,这也就是造成90%的云层下部带负电的原因。

2、吸电荷效应:由于宇宙射线或其它电离作用,大气中存在正负离子,又因为空间存在电场,在电场力的作用下正负离子在云的上下层分别积累,从而使雷雨云带电,又称感应起电。

3、水滴冻冰效应:水滴在结冰过程中会产生电荷,冰晶带正电荷,水带负电荷,当上升气流把冰晶上的水分带走时,就会导致电荷的分离,而使雷雨云带电。

4、温差起电效应:实验证明在冰块中存在着正离子(H+)和负离子(OH-),在温度发生变化时,离子发生扩散运动并相互分离。积雨云中的冰晶和雹粒在对流的碰撞和摩擦运动中会造成温度差异,并因温差起电,带电的离子又因重力和气候作用而分离扩散,最后达到一定的动态平衡。

综上所述,雷雨云起电可能是某一机理也可能是多种机理的效应而产生的。


Tags:雷电,电荷,电场  
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