雷电的形成原理(雷电是怎么形成)
1. 雷电的形成原理是什么?
2. 雷电发生的原理是什么?
3. 雷电是如何形成的?
4. 雷电的形成原理图是什么?
1. 无论是直击雷还是感应雷,它们的产生都与带电的云层紧密相关。这种带电的云层被称为雷云。
2. 关于雷云形成的假说众多,但至今没有一种被公认为无懈可击的完整学说。这里,我们仅介绍其中被认为比较完善且经常被推荐的假说。
3. 大量科学测试表明,地球本身就是一个电容器。
4. 通常,大地稳定地带负电荷约50万库仑左右,而地球上空存在一个带正电的电离层,这两者之间便形成了一个已充电的电容器,它们之间的电压约为300千伏,场强为上正下负。
5. 当地面含水蒸气的空气受到炽热的地面烘烤或受热而上升,或者较温暖的潮湿空气和冷空气相遇而被垫高时,都会产生向上的气流。
6. 这些含水蒸气的上升气流在上升时温度逐渐下降,形成雨滴、冰雹(称为水成物)。这些水成物在地球静电场的作用下被极化(如左图所示),负电荷在上,正电荷在下。它们在重力作用下落下的速度比云滴和冰晶(这二者称为云粒子)要快,因此极化水成物在下落过程中会与云粒子发生碰撞。
7. 碰撞的结果是,其中一部分云粒子被水成物所捕获,增大了水成物的体积,另一部分未被捕获的云粒子则被反弹回去。
8. 反弹回去的云粒子带走了水成物前端的部分正电荷,使水成物带上负电荷。
9. 由于水成物下降的速度快,而云粒子下降的速度慢,因此带正、负两种电荷的微粒逐渐分离(这称为重力分离作用),如果遇到上升气流,云粒子不断上升,分离的作用更加明显。
10. 因此,形成带正电的云粒子在云的上部,而带负电的水成物在云的下部,或者带负电的水成物以雨或雹的形式下降到地面。
11. 当上述带电云层形成后,就形成了雷云空间电场。空间电场的方向与地面和电离层之间的电场方向一致,都是上正下负,因此加强了大气的电场强度,使大气中水成物的极化更加严重,在上升气流存在的情况下,重力分离作用更加剧烈,从而使雷云发展得更快。
12. 从上述分析来看,好像雷云总是上层带正电荷,下层带负电荷。
13. 实际上,气流不仅仅是上下移动,而是更为复杂。
14. 因此,雷云电荷的分布也比上面讲的要复杂得多。
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