雷电形成的原因

雷电形成的原因
雷电形成的原因

雷电形成的原因
雷电是大气中的放电现象,多形成在积雨云中,积雨云随着温度和气流的变化会不停地运动,运动中摩擦生电,就形成了带电荷的云层,某些云层带有正电荷,另一些云层带有负电荷.通常下部的雷云带负电（上部的雷云带正电）,由于静电感应使地面积聚正电荷,从而使地面与雷云之间形成强大的电场.和云间放电一样,当某处积聚的电荷密度很大,造成电场强度达到空气游离的临界值,就为线状闪电落雷的发展创造了条件.
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云与地面放电
由于静电感应常使云层下面的建筑物、树木等带有异性电荷.随着电荷的积累,雷云的电压逐渐升高,当带有不同电荷的雷云与大地凸出物相互接近到一定温度时,其间的电场超过25~30kv／cm,就将发生激烈的放电,同时出现强烈的闪光.由于放电时温度高达2000℃,空气受热急剧膨胀,随之发生爆炸的轰鸣声,这就是闪电与雷鸣.
云层间放电
在大气中有带正电的冰晶和带负电的水粒,由于它们的比重不一,于是形成了一种气流,使得带正电的冰晶和带负电的水粒分离,形成一部分带正电和一部分带负电的雷云.由于异性电荷的不断积累,不同极性的云块之间的电场强度不断增大；当某处的电场强度超过了空气可能承受的击穿强度时,就形成了云间放电.

雷电形成原因是电磁感应和尖端放电，我在《科技与生活》第20期发表了浅谈雷电形成原因，今天我在网上看到也有人说雷电形成是自由电子在地磁场中定向移动而成，我怀疑是盗用我的灵感，虽然时间在我的文章发表前，但我在8月初就向科技资讯和科技展望投过，科技资讯没回复，科技展望是我没回复，后来就给科技与生活投了，还有我在写好这篇文章后把它发到了我的QQ私密日志里，后来我的QQ被盗了，我现在心里有点难受...

全部展开

雷电形成原因是电磁感应和尖端放电，我在《科技与生活》第20期发表了浅谈雷电形成原因，今天我在网上看到也有人说雷电形成是自由电子在地磁场中定向移动而成，我怀疑是盗用我的灵感，虽然时间在我的文章发表前，但我在8月初就向科技资讯和科技展望投过，科技资讯没回复，科技展望是我没回复，后来就给科技与生活投了，还有我在写好这篇文章后把它发到了我的QQ私密日志里，后来我的QQ被盗了，我现在心里有点难受

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产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性。科学家们对雷雨云的带电机制及电荷有规律分布，进行了大量的观测和试验，积累了许多资料，并提出各种各样的解释，有些论点至今还有争论。
1. 对流云初始阶段的“离子流”假说。
大气中存在这大量的正离子和负离子，在云中的雨滴上，电荷分布是不均匀的，最外边的分子带负电，里层的带正电，内层比外层的电势差约高0.25V。为了平衡这个电势差，水...

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产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性。科学家们对雷雨云的带电机制及电荷有规律分布，进行了大量的观测和试验，积累了许多资料，并提出各种各样的解释，有些论点至今还有争论。
1. 对流云初始阶段的“离子流”假说。
大气中存在这大量的正离子和负离子，在云中的雨滴上，电荷分布是不均匀的，最外边的分子带负电，里层的带正电，内层比外层的电势差约高0.25V。为了平衡这个电势差，水滴就必须优先吸收大气中的负离子，这就使水滴逐渐带上了负电荷。当对流发展开始时，较轻的正离子逐渐的被上升的气流带到云的上部；而带负电的云滴因为比较重，就留在了下部，造成了正负电荷的分离。
2. 冷云的电荷积累
当对流发展到一定阶段，云体伸入0℃层以上的高度后，云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。这种由不同相态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云，叫冷云。冷云的电荷形成和积累过程有如下几种：
① 过冷水滴在霰粒上撞冻起电
在云层重有许多水滴在温度低于0℃时也不会冻结，这种水滴叫过冷水滴。过冷水滴是不稳定的，只要它们被轻轻地震动一下，就马上冻结称冰粒。当过冷水滴与霰粒碰撞时，会立即冻结，这叫撞冻。当发生撞冻时，过冷水滴外部立即冻成冰壳，但它的内部仍暂时保持着液态，并且由于外部冻结放的潜热传到内部，其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳高。温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带上正电，内部带上负电。当内部也发生冻结时，云滴就膨胀分裂，外表皮破裂成许多带正电的冰屑，随气流飞到云层上部，带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上，使霰粒带负电并留在云层的中下部。
② 冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电
霰粒是由冻结水滴组成的，成白色或乳白色，结构比较松脆。由于经常有冷水滴与它撞冻并释放潜热，它的温度一般比冰晶高。在冰晶中含有一定量的自由离子（OH-和H+），离子数随温度升高而增多。由于霰粒与冰晶接触部分存在着温度差，高温端的自由离子必然要多于低温端，因而离子必然从高温端向低温端迁移。离子迁移时，带正电的氢离子速度较快，而带负电的较重的氢氧根离子则较慢。因此，在一定时间内就出现了冷端氢离子过剩的现象，造成了高温端为负，低温端为正的电极化。当冰晶与霰粒接触后，又分离时，温度较高的霰粒就带上了负电，而温度较低的冰晶就带上了正电。在重力和上升气流的作用下，较轻的带正电的冰晶集中到云的上部，较重的带负电的霰粒则停留在云层的下部，因而造成了冷云的上部带正电而下部带负电。
③ 水滴因含有稀薄盐分而起电
出了上述冷云的两种起电机制外，还有人提出了由于大气中水滴含有稀薄盐分而产生起电机制。当云滴冻结时，冰的晶格中可以容纳负的氯离子，却排斥正的钠离子。因此，水滴冻结的部分带负电，而未冻结的部分带正电(水滴冻结时是从里向外进行的)。由于水滴冻结而成的霰粒在下落的过程中，摔掉表面还未来得及冻结的水分，形成许多带正电的小云滴，而冻结的核心部分则带负电。由于重力和气流的分选作用，电正点的小滴被带到云的上部，而带负电的霰粒则停留在云的中、下部。
3. 暖云的电荷积累
在热带地区，有一些云整个云体都位于0℃以上区域。因而只含有水滴而没有固态水粒子。这种云叫暖云或水云。暖云也会出现雷电现象。在中纬度地区的雷暴云，云体位于0℃等温线一下的部分，就是云的暖区。在云的暖区里也有起电过程发生。
在雷雨云的发展过程中，上数机制在不同的发展阶段分别起作用。但是，最主要的带电机制还是由于水滴冻结造成的。大量观测事实表明，只有当云顶呈现纤维状，丝缕结构时，云彩发展成为雷雨云。飞机观测发现，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒为主的大量云粒子，而且大量电荷的积累即雷雨云迅猛带电机制，必须依靠霰粒生长过程的碰撞、撞冻和摩擦等才能发生。参考资料：http://baike.baidu.com/view/79219.html?wtp=tt

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