闪电的相关知识

1.请说明一下雷电相关的知识

雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。

雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云顶部一般较高,可达20公里,云的上部常有冰晶。

冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。

因此,云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后,就会产生放电,这就是我们常见的闪电现象。

闪电的的平均电流是3万安培,最大电流可达30万安培。闪电的电压很高,约为1亿至10亿伏特。

一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦,相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中,由于闪道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。

带有电荷的雷云与地面的突起物接近时,它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。

这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。 【雷电的种类】 雷电分直击雷、电磁脉冲、球型雷、云闪四种。

其中直击雷和球型雷都会对人和建筑造成伤害,而电磁脉冲主要影响电子设备,云闪由于是在两块云之间或一块云的两边发生,所以对人类危害最小。 直击雷就是在云体上聚集很多电荷,大量电荷要找到一个通道来泄放,有的时候是一个建筑物,有的时候是一个铁塔,有的时候是空旷地方的一个人,所以这些人或物体都变成电荷泄放的一个通道,就把人或者建筑物给击伤了。

直击雷是威力最大的雷电,而球型雷的威力比直击雷小。 【雷云的形成】 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。

2.关于闪电的知识,谁可以给一点解释呢

闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象(一般发生在积雨云中)。

积雨云通常产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动。正电荷和负电荷彼此相吸,但空气却不是良好的传导体。正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图和带有负电的云层相遇;负电荷枝状的触角则向下伸展,越向下伸越接近地面。最后正负电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去,产生出一道明亮夺目的闪光。一道闪电的长度可能只有数百米(最短的为100米),但最长可达数千米。 闪电的温度,从摄氏一万七千度至二万八千度不等,也就是等于太阳表面温度的3~5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀。空气移动迅速,因此形成波浪并发出声音。闪电距离近,听到的就是尖锐的爆裂声;如果距离远,听到的则是隆隆声。你在看见闪电之后可以开动秒表,听到雷声后即把它按停,然后用所得的秒数乘以0.3(声速约340m/s),即可大致知道闪电离你有几千米。 编辑本段闪电的过程 如果我们在两根电极之间加很高的电压,并把它们慢慢地靠近。当两根电极靠近到一定的距离时,在它们之间就会出现电火花,这就是所谓“弧光放电”现象。 雷雨云所产生的闪电,与上面所说的弧光放电非常相似,只不过闪电是转瞬即逝,而电极之间的火花却可以长时间存在。因为在两根电极之间的高电压可以人为地维持很久,而雷雨云中的电荷经放电后很难马上补充。当聚集的电荷达到一定的数量时,在云内不同部位之间或者云与地面之间就

冰雹云中的闪电

形成了很强的电场。电场强度平均可以达到几千伏特/厘米,局部区域可以高达1万伏特/厘米。这么强的电场,足以把云内外的大气层击穿,于是在云与地面之间或者在云的不同部位之间以及不同云块之间激发出耀眼的闪光。这就是人们常说的闪电。 肉眼看到的一次闪电,其过程是很复杂的。当雷雨云移到某处时,云的中下部是强大负电荷中心,云底相对的下垫面变成正电荷中心,在云底与地面间形成强大电场。在电荷越积越多,电场越来越强的情况下,云底首先出现大气被强烈电离的一段气柱,称梯级先导。这种电离气柱逐级向地面延伸,每级梯级先导是直径约5米、长50米、电流约100安培的暗淡光柱,它以平均约150000米/秒的高速度一级一级地伸向地面,在离地面5—50米左右时,地面便突然向上回击,回击的通道是从地面到云底,沿着上述梯级先导开辟出的电离通道。回击以5万公里/秒的更高速度从地面驰向云底,发出光亮无比的光柱,历时40微秒,通过电流超过1万安培,这即第一次闪击。相隔几秒之后,从云中一根暗淡光柱,携带巨大电流,沿第一次闪击的路径飞驰向地面,称直窜先导,当它离地面5—50米左右时,地面再向上回击,再形成光亮无比光柱,这即第二次闪击。接着又类似第二次那样产生第三、四次闪击。通常由3—4次闪击构成一次闪电过程。一次闪电过程历时约0.25秒,在此短时间内,窄狭的闪电通道上要释放巨大的电能,因而形成强烈的爆炸,产生冲击波,然后形成声波向四周传开,这就是雷声或说“打雷”。

3.雷电的知识

地球本身就是一个电容器。通常大地稳定地带负电荷50万C左右,而地球上空存在一个带正电的电离层,这两者之间便形成一个已充电的电容器,它们之间的电压为300KV左右,并且场强为上正下负。

当地面含水蒸汽的空气受到炽热的地面烘烤受热而上升,或者较温暖的潮湿空气与冷空气相遇而被垫高都会产生向上的气流。这些含水蒸气的上升气流上升时 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),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)要大,因此极化水成物在下落过程中要与云粒子发生碰撞。碰撞的结果足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被反弹回去。而反弹回去的云粒子带走水成物前端的部分正电荷,使水成物带上负电荷。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(这叫重力分离作用),如果遇到上升气流,云粒子不断上升,分离的作用更加明显。最后形成带正电的云粒子在云的上部,而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。当上面所讲的带电云层一经形成,就形成雷云空间电场,空间电场的方向和地面与电离层之间的电场方向足一致的,都是上正下负,因而加强了大气的电场强度,使大气中水成物的极化更厉害、在上升气流存在的情况下更加剧力分离作用,使雷云发展得更快。

从上面的分析,好像雷云总是上层带正电荷,下层带负电荷。实际上气流并不单是只有上下移动,而比这种运动更为复杂。因此雷云电荷的分布也比上面讲的要复杂得多。

根据科学工作者大量直接观测的结果,典型的雷云中的电荷分布大体如右图所示。左端是按理论归纳的理想模式,右面是雷云常见的电荷实际分布:

H—相对地面的高度;l—水平距离;C—库仑

4.关于雷电的知识

1、雷电对生活的影响: (1)雷电在人类演化中的作用:雷电促成有机物质的合成可能在地球生命起源中占有一定的地位,以及雷电引起的森林火灾可能启发了远古人类对火发现和利用; (2)雷电威胁影响人类的活动:常使航空、通信、计算机系统、电力、建筑等许多部门遭受破坏,一直引起人们对于雷电活动及其防护问题的关注。

(3)雷电对人体的伤害:有电流的直接作用和超压或动力作用,以及高温作用。当人遭受雷电击的一瞬间,电流迅速通过人体,重者可导致心跳、呼吸停止,脑组织缺氧而死亡。

另外,雷击时产生的是火花,也会造成不同程度的皮肤烧灼伤。雷电击伤,亦可使人体出现树枝状雷击纹,表皮剥脱,皮内出血,也能造成耳鼓膜或内脏破裂等。

2、哪些地方容易遭雷击 (1)缺少避雷设备或避雷设备不合格的高大建筑物、储罐等; (2)没有良好接地的金属屋顶; (3)潮湿或空旷地区的建筑物、树本等; (4)由于烟气的导电性,烟囱特别易遭雷击; (5)建筑物上有无线电而又没有避雷器和没有良好接地的地方。 3.如何预防触电事故 (1)建筑物上装设避雷装置。

即利用避雷装置将雷电流引入大地而消失。 (2)在雷雨时,人不要靠近高压变电室、高压电线和孤立的高楼、烟囱、电杆、大树、旗杆等,更不要站在空旷的高地上或在大树下躲雨。

(3)不能用有金属立柱的雨伞。在郊区或露天操作时,不要使用金属工具,如铁撬棒等。

不要穿潮湿的衣服靠近或站在露天金属商品的货垛上。雷雨天气时在高山顶上不要开手机,更不要打手机。

雷雨天不要触摸和接近避雷装置的接地导线。雷雨天,在户内应离开照明线、电话线、电视线等线路,以防雷电侵人被其伤害。

在打雷下雨时,严禁在山顶或者高丘地带停留,更要切忌继续蹬往高处观赏雨景,不能在大树下、电线杆附近躲避,也不要行走或站立在空旷的田野里,应尽快躲在低洼处,或尽可能找房层或干燥的洞穴躲避。雷雨天气时,不要用金属柄雨伞,摘下金属架眼镜、手表、裤带,若是骑车旅游要尽快离开自行车,亦应远离其它金属制物体,以免产生导电而被雷电击中。

在雷雨天气,不要去江、河、湖边游泳、划船、垂钓等。在电闪雷鸣、风雨交加之时,若旅游者在旅店休息,应立即关掉室内的电视机、收录机、音响、空调机等电器,以避免产生导电。

打雷时,在房间的正中央较为安全,切忌停留在电灯正下面,忌依靠在柱子、墙壁边、门窗边,以避免在打雷时产生感应电而致意外。雷雨天气发生时,即使在安装了的情况下,也应该迅速拔掉室内电视、电冰箱以及天线电源的插头,防止空间电磁波干扰造成不必要的损失。

此外,从电闪雷鸣的形成和发生过程来看,空旷场地上、建筑物顶上、高大树木下、靠近河湖池沼以及潮湿地区是雷击事故多发区。 4.被雷击候如何自救 当发生雷击时,应立即将病人送往医院。

如果当时呼吸、心跳已经停止,应立即就地做口对口人工呼吸和胸外心脏按摩,积极进行现场抢救。千万不可因急着运送去医院而不作抢救,否则会贻误病机而致病 死亡。

有时候,还应在送往医院的途中继续进行人工呼吸和胸外心脏按摩。此外,要注意给病人保温。

若有狂躁不安、痉挛抽搐等精神神志症状时,还要为其作头部冷敷。对电灼伤的局部,在急救条件下,只需保持干燥或包扎即可。

5.雷电的产生和类型 产生: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。

5.雷电小常识

雷电 1、自然现象 【雷电是什么?】 雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。

雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷。积雨云顶部一般较高,可达20公里,云的上部常有冰晶。

冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。

因此,云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后,就会产生放电,这就是我们常见的闪电现象。

闪电的的平均电流是3万安培,最大电流可达30万安培。闪电的电压很高,约为1亿至10亿伏特。

一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦,相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中,由于闪道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。

带有电荷的雷云与地面的突起物接近时,它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。

这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。 【闪电是什么?】 暴风云通常产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动。

阳电荷和阴电荷彼此相吸,但空气却不是良好的传导体。阳电奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图和带有阴电的云层相遇;阴电荷枝状的触角则向下伸展,越向下伸越接近地面。

最后阴阳电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去,产生出一道明亮夺目的闪光。

一道闪电的长度可能只有数百千米,但最长可达数千米。 闪电的温度,从摄氏一万七千度至二万八千度不等,也就是等于太阳表面温度的3~5倍。

闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀。空气移动迅速,因此形成波浪并发出声音。

闪电距离近,听到的就是尖锐的爆裂声;如果距离远,听到的则是隆隆声。你在看见闪电之后可以开动秒表,听到雷声后即把它按停,然后以3来除所得的秒数,即可大致知道闪电离你有几千米。

【闪电的类型】 曲折开叉的普通闪电称为枝状闪电。枝状闪电的通道如被风吹向两边,以致看来有几条平行的闪电时,则称为带状闪电。

闪电的两枝如果看来同时到达地面,则称为叉状闪电。 闪电在云中阴阳电荷之间闪烁,而使全地区的天空一片光亮时,那便称为片状闪电。

未达到地面的闪电,也就是同一云层之中或两个云层之间的闪电,称为云间闪电。有时候这种横行的闪电会行走一段距离,在风暴的许多公里外降落地面,这就叫做“晴天霹雳”。

闪电的电力作用有时会在又高又尖的物体周围形成一道光环似的红光。通常在暴风雨中的海上,船只的桅杆周围可以看见一道火红的光,人们便借用海员守护神的名字,把这种闪电称为“圣艾尔摩之火”。

超级闪电指的是那些威力比普通闪电大100多倍的稀有闪电。普通闪电产生的电力约为10亿瓦特,而超级闪电产生的电力则至少有1000亿瓦特,甚至可能达到万亿至100000亿瓦特。

纽芬兰的钟岛在1978年显然曾受到一次超级闪电的袭击,连13公里以外的房屋也被震得格格响,整个乡村的门窗都喷出蓝色火焰。 【袭击的时间】 就在你阅读这篇文章的时候,世界各地大约正有1800个雷电交作在进行中。

它们每秒钟约发出600次闪电,其中有100次袭击地球。 闪电可将空气中的一部分氮变成氮化合物,借雨水冲下地面。

一年当中,地球上每一公顷土地都可获得几公斤这种从高空来的免费肥料。 乌干达首都坎帕拉和印尼的爪哇岛,是最易受到闪电袭击的地方。

据统计,爪哇岛有一年竟有300天发生闪电。而历史上最猛烈的闪电,则是1975年袭击津巴布韦乡村乌姆塔里附近一幢小屋的那一次,当时死了21个人。

【雷电的危害】 闪电的受害者有2/3以上是在户外受到袭击。他们每3个人中有两个幸存。

在闪电击死的人中,85%是男性,年龄大都在10岁至35岁之间。死者以在树下避雷雨的最多。

苏利文也许是遭闪电袭击的冠军。他是退休的森林管理员,曾被闪电击中7次。

闪电曾经烫焦他的眉毛,烧着他的头发,灼伤他的肩膀,扯走他的鞋子,甚至把他抛到汽车外面。他轻描淡写地说:“闪电总是有办法找到我。”

雷电对人体的伤害,有电流的直接作用和超压或动力作用,以及高温作用。当人遭受雷电击的一瞬间,电流迅速通过人体,重者可导致心跳、呼吸停止,脑组织缺氧而死亡。

另外,雷击时产生的是火花,也会造成不同程度的皮肤烧灼伤。雷电击伤,亦可使人体出现树枝状雷击纹,表皮剥脱,皮内出血,也能造成耳鼓膜或内脏破裂等。

【防雷击须知】 雷电发生时产生的雷电流是主要的破坏源,其危害有直接雷击、感应雷击和由架空线引导的侵入雷。如各种照明、电讯等设施使用的架空线都可能把雷电引入室内,所以应严加防范。

一、雷击易发生的部位 1.缺少避雷设备或避雷设备不合格的高大建筑物、储罐等; 2.没有良好接地的金属屋顶; 3.潮湿或空旷地区的建筑物、树本等; 4.由于烟气的导电性,烟囱特别易遭雷击; 5.建筑物上有无线电而又没有避雷器和没有良好接地的地方。 二、预防雷电的方法 1.建。

6.关于雷电的知识

雷电是一种常见的大气放电现象。在夏天的午后或傍晚,地面的热空 气携带大量的水汽不断地上升到高空,形成大范围的积雨云,积雨云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷,形成雷雨云,而地面因受到近地面雷雨云的电荷感应,也会带上与云底相反符号的电荷。当云层里的电荷越积越多,达到一定强度时,就会把空气击穿,打开一条狭窄的通道强行放电。当云层放电时,由于云中的电流很强,通道上的空气瞬间被烧得灼热,温度高达6000--20000℃,所以发出耀眼的强光,这就是闪电,而闪道上的高温会使空气急剧膨胀,同时也会使水滴汽化膨胀,从而产生冲击波,这种强烈的冲击波活动形成了雷声。

一次雷击或者一次云闪所释放出的能量大约在300千瓦以上,如果把这些能 量全部利用起来,可供一个普通家庭使用2个月以上。由于雷电释放的能量相当大,它所产生的强大电流、灼热的高温、猛烈的冲击波、剧变的静电场 和强烈的电磁辐射等物理效应给人们带来了多种危害。

7.关于雷电的知识

负地闪放电过程定义为将云内的负电荷输送到地面的放电过程。

一次始于云中的负地闪放电过程通常将几十库仑的负极性云电荷带到地面。按照国际惯例,一次完整的闪电过程定义为一次 “闪电(flash或 lightning flash)”,其持续时间为几百毫秒到1秒钟不等。

一次闪电包括一次或几次大电流脉冲过程,被称为“闪击(stroke)”,而其中最强的快变化部分叫“回击(return stroke)”。闪击之间的时间间隔一般为几十毫秒,对地闪电在人眼中所呈现的闪烁,便是由几次闪击所造成的。

下面将以负地闪过程为例来阐述地闪的发展过程。 大电流首次回击过程由从云到地的一系列间歇性突跳式行进的梯级先导(stepped leader)触发。

而梯级先导又由云中的预击穿过程(preliminary breakdown process)激发。尽管对于预击穿过程的位置和确切的形式还有一些分歧,但一般认为预击穿过程发生于云中的负电荷区和云下部的正电荷区之间。

预击穿过程是云电荷向地面输送的第一步,其持续时间从几毫秒到几百毫秒不等。光学观测表明,先导的一个梯级一般持续约1μs,其长度为几十米,梯级间的间歇时间为50μs左右。

梯级先导过程总体有向下运动的趋势,总持续时间一般为几十毫秒。一个发展充分的梯级先导在几十毫秒内向下输送大于10C以上的负极性云电荷。

平均的先导电流是300A。单个梯级有至少1kA的脉冲电流,与之相对应的电场和磁场也是脉冲形的,其脉冲宽度约为1微秒,上升时间小于0.1μs。

在梯级先导向地面传输的过程中,可能会发生分叉现象。 下行负先导(downward negative leader)的头部相对于地面的电位超过107V。

当先导头部接近地面时,地面的自然尖端或高大建筑物等突出物体上会自行超过空气的击穿电场,并在这些突出物体上诱发一个或几个上行的放电即上行先导(upward leader),由此产生所谓的连接过程(attachment process)。当一个或几个这样的上行先导在地面上方几十米的地方与下行先导相接时,先导头部的电位突然碰到很近于地电位的上行先导,这时首次回击过程便开始了。

地电位波(即回击)沿着已经电离的先导通道连续向上传播,在接近地面时,回击上行的速度大约为光速的三分之一,并随高度而衰减,从地面到通道顶部的时间一般是100μs。回击在地面附近产生峰值电流,约为30kA,这就是首次回击的大电流脉冲,它从0到峰值的上升时间约为几微秒。

从地面测量到的电流在50μs内下降到峰值的一半,几百安培的电流在几毫秒到几百毫秒内将持续沿着通道流动。回击能量的迅速释放将加热原先的先导通道,成为回击通道。

由观测及室内实验证明,回击通道的电流核心为一厘米左右。通道的温度在瞬间达到30000K,由此产生的高压使通道迅速扩张,并产生冲击波,最终变成雷声。

回击有效地将原来沉积在先导通道中的电荷以及在通道顶部的电荷输送到了地面,产生的随时间变化的电场变化可以从亚微秒量级到几毫秒。 首次回击电流停止后,放电过程如果停止,则称为单闪击闪电。

如果在较短的时间内通道顶部能重新聚集起足够的电荷,则可能发生以直窜先导(dart leader)或直窜??梯级先导(stepped-dart leader)引导的继后回击(subsequent return stroke)。直窜先导有可能沿着原来的梯级先导向下传播,传播速度为3*106m/s。

通常一次对地的放电过程中可包含一次或几次先导??回击过程,回击过程和之后的直窜先导之间在云内会发生电场变化缓慢的J过程或者连续电流(continuing current)过程。直窜先导向地面输送约1C的电荷,电流为1kA。

一些先导以直窜先导开始,在向地面传输的过程中可能会变成梯级先导,这种先导被称为直窜??梯级先导。与第一次的梯级先导回击相比,后来的直窜先导??回击一般没有分叉。

直窜先导的电场变化一般持续时间为1ms,其引导的继后回击电场变化与首次回击类似,一般认为比首次回击弱2倍左右。但近来越来越多的研究表明,至少在1/3的闪电中,有一次或一次以上的回击过程比首次回击强。

继后回击的电流从0到峰值的持续时间比首次回击短,但最大的电场变化率类似。 回击之间的时间间隔通常为几十毫秒,但是如果通道中在回击之后有连续电流流过的话,时间间隔可能会上升到1/10s。

连续电流大小一般为100A左右,是云中电荷直接向地面的转移。由连续电流产生的电场变化通常是缓慢的,持续时间为100ms,并将几十库仑的电荷输送到地面。

大约有1/4到1/2的地闪过程中包含有连续电流过程。----------------------------以上是雷电的慢动作分解,现在来看看站在架子上的人:他或许会因为等电位不被电击,但高温也容易要他命的。

8.关于雷电的知识

负地闪放电过程定义为将云内的负电荷输送到地面的放电过程。

一次始于云中的负地闪放电过程通常将几十库仑的负极性云电荷带到地面。按照国际惯例,一次完整的闪电过程定义为一次 “闪电(flash或 lightning flash)”,其持续时间为几百毫秒到1秒钟不等。

一次闪电包括一次或几次大电流脉冲过程,被称为“闪击(stroke)”,而其中最强的快变化部分叫“回击(return stroke)”。闪击之间的时间间隔一般为几十毫秒,对地闪电在人眼中所呈现的闪烁,便是由几次闪击所造成的。

下面将以负地闪过程为例来阐述地闪的发展过程。 大电流首次回击过程由从云到地的一系列间歇性突跳式行进的梯级先导(stepped leader)触发。

而梯级先导又由云中的预击穿过程(preliminary breakdown process)激发。尽管对于预击穿过程的位置和确切的形式还有一些分歧,但一般认为预击穿过程发生于云中的负电荷区和云下部的正电荷区之间。

预击穿过程是云电荷向地面输送的第一步,其持续时间从几毫秒到几百毫秒不等。光学观测表明,先导的一个梯级一般持续约1μs,其长度为几十米,梯级间的间歇时间为50μs左右。

梯级先导过程总体有向下运动的趋势,总持续时间一般为几十毫秒。一个发展充分的梯级先导在几十毫秒内向下输送大于10C以上的负极性云电荷。

平均的先导电流是300A。单个梯级有至少1kA的脉冲电流,与之相对应的电场和磁场也是脉冲形的,其脉冲宽度约为1微秒,上升时间小于0.1μs。

在梯级先导向地面传输的过程中,可能会发生分叉现象。 下行负先导(downward negative leader)的头部相对于地面的电位超过107V。

当先导头部接近地面时,地面的自然尖端或高大建筑物等突出物体上会自行超过空气的击穿电场,并在这些突出物体上诱发一个或几个上行的放电即上行先导(upward leader),由此产生所谓的连接过程(attachment process)。当一个或几个这样的上行先导在地面上方几十米的地方与下行先导相接时,先导头部的电位突然碰到很近于地电位的上行先导,这时首次回击过程便开始了。

地电位波(即回击)沿着已经电离的先导通道连续向上传播,在接近地面时,回击上行的速度大约为光速的三分之一,并随高度而衰减,从地面到通道顶部的时间一般是100μs。回击在地面附近产生峰值电流,约为30kA,这就是首次回击的大电流脉冲,它从0到峰值的上升时间约为几微秒。

从地面测量到的电流在50μs内下降到峰值的一半,几百安培的电流在几毫秒到几百毫秒内将持续沿着通道流动。回击能量的迅速释放将加热原先的先导通道,成为回击通道。

由观测及室内实验证明,回击通道的电流核心为一厘米左右。通道的温度在瞬间达到30000K,由此产生的高压使通道迅速扩张,并产生冲击波,最终变成雷声。

回击有效地将原来沉积在先导通道中的电荷以及在通道顶部的电荷输送到了地面,产生的随时间变化的电场变化可以从亚微秒量级到几毫秒。 首次回击电流停止后,放电过程如果停止,则称为单闪击闪电。

如果在较短的时间内通道顶部能重新聚集起足够的电荷,则可能发生以直窜先导(dart leader)或直窜??梯级先导(stepped-dart leader)引导的继后回击(subsequent return stroke)。直窜先导有可能沿着原来的梯级先导向下传播,传播速度为3*106m/s。

通常一次对地的放电过程中可包含一次或几次先导??回击过程,回击过程和之后的直窜先导之间在云内会发生电场变化缓慢的J过程或者连续电流(continuing current)过程。直窜先导向地面输送约1C的电荷,电流为1kA。

一些先导以直窜先导开始,在向地面传输的过程中可能会变成梯级先导,这种先导被称为直窜??梯级先导。与第一次的梯级先导回击相比,后来的直窜先导??回击一般没有分叉。

直窜先导的电场变化一般持续时间为1ms,其引导的继后回击电场变化与首次回击类似,一般认为比首次回击弱2倍左右。但近来越来越多的研究表明,至少在1/3的闪电中,有一次或一次以上的回击过程比首次回击强。

继后回击的电流从0到峰值的持续时间比首次回击短,但最大的电场变化率类似。 回击之间的时间间隔通常为几十毫秒,但是如果通道中在回击之后有连续电流流过的话,时间间隔可能会上升到1/10s。

连续电流大小一般为100A左右,是云中电荷直接向地面的转移。由连续电流产生的电场变化通常是缓慢的,持续时间为100ms,并将几十库仑的电荷输送到地面。

大约有1/4到1/2的地闪过程中包含有连续电流过程。----------------------------以上是雷电的慢动作分解,现在来看看站在架子上的人:他或许会因为等电位不被电击,但高温也容易要他命的。

9.想知道关于球状闪电的知识

球状闪电 1、球状闪电俗称滚地雷,就是一个呈圆球形的闪电球。

这是一个真实的物理现象,绝非科幻小说或卡通片集的能量炮。这种现象早于1838年便有文献记载,科学家已研究逾160年,有关的报告多达数千份,也有二千多份科学论文出版,但是我们对此现象仍未有合理的解释,可是说它可以穿越任何物体是不可信的。

球状闪电通常都在雷暴之下发生,它十分光亮,略呈圆球形,直径大约是20至50 cm。通常它只会维持数秒,但也有维持了1-2分钟的纪录。

更神奇的是它可以在空气中独立而缓慢地移动。有少数目击者说它会随着金属物品走,例如电话线,但多数人都说它的路径不定。

绝大部份目击者都说它是横向移动的。在它短短几秒的生命中,它的光度、形状和大小都保持不变。

它曾在空地、封闭的房间内、甚至飞机仓内出现!有迹象显示,它跟云层与地面之间的闪电(即常见的普通闪电)有密切关系,有目击者说它会在普通闪电后形成或消失。球状闪电有可能激烈地爆发,也可能会安静地突然消失。

在颜色方面,则众说纷纭,没有一致的描述。 球状闪电具有破坏力。

它既可以破坏玻璃窗,也能使墙壁的外层剥落。它也曾造成人和动物的伤亡,但由于资料不足,未能了解致死的真正原因。

没有证据显示球状闪电会破坏树木,这与普通闪电略有不同。球状闪电几乎无法被破坏,有人曾用步枪射中过球状闪电,但是无效。

由于球状闪电出现的频率很低,科学家难以做系统的观测,至今也没有人拍摄得高质量的照片来作科学研究。理论方面,有人认为它是灼热的空气团或气化了的元素,例如碳、钠又或是铜。

虽然这个理论可以解释球状闪电的部分特性,却不能说明为什么它可以在飞机仓内形成。此外还有许多不同的说法,如等离子体、离子、带电的尘埃、有外层电子壳的水……,但没有一个理论可以完满地解释这个科学悬案。

如果你有见过球状闪电或拍到它的照片,一定要把所有资料记录下来呀!那将会是十分宝贵的研究资料。球状闪电之所以神秘,实在是因为它并不常见,它飘渺的行踪、多变的色彩和外形以及它刹时间巨大的破坏力都让人类着迷。

所以,早在古希腊的年代,人们就开始留意这种奇特的自然现象了。千奇百怪的目击记录上世纪40年代,在法国的小城镇里,有3个士兵在一棵菩提树下躲雨时被雷击毙了,但他们仍然站着,像没事一样。

雷雨之后,行人跟他们说话,却不见回应,当行人去接触他们时,3具尸体顿时倒地,化成了一堆灰烬。1956年夏的一个正午,在苏联某个集体农庄,两个孩子在牛棚里躲雨。

突然,房前的白杨树下滚落一个橙黄色的火球直向他们逼来,一个孩子踢了它一脚,轰隆一声,火球爆炸了,牛棚里的12头牛炸死了11头,孩子们被震倒在地,但没有受伤。事后,人们才知道那个火球是罕见的球状闪电。

在美国的一个小城里曾发生了一件怪事:一位主妇从市场回到家里,打开电冰箱一看,她放进去的生鸭、生肉全都变成了熟食品。后经科学家的研究才明白,是球状闪电把冰箱变成了电炉,奇怪的是冰箱没有损坏!1981年1月的一天,苏联一架客机在黑海附近遭遇球状闪电。

一个大火球闯入驾驶舱,发出爆炸声。几秒钟后又穿过密封的金属舱壁,出现在乘客的座舱里,戏剧性的表演一番后,发出不大的声音离开飞机。

事后检查,机头机尾的金属壁各出现一个窟窿,内壁却完好无损。在美国俄勒冈州,一个球状闪电来去如风,先在纱门上留下了一个篮球大的洞,然后直奔地下室,毫不留情的毁坏了一个旧轧干机;俄罗斯一位教师的经历更可怕,一个80厘米直径的球状闪电在他头上来回跳动不下20次,然后悄然消失了;此外,前苏联也有报道说,一个球状闪电飞进了一个盛水的大锅里,水立刻沸腾起来,球状闪电在锅里翻滚了10分钟才熄灭; 另有一次,一个足球大小的球状闪电沿街滚动、跳跃,接触到地面时,竟炸出了一些深半米、直径1米的坑,最后,随着一声轰响,火球钻进地下。

1999年3月16日下午,我国湖北省北部的枣阳市忽然间闪电频发,雷声惊天,当场造成9人死亡、20余人受伤的罕见灾害。据目击者称,雷击现场有一片红光,这正是球状闪电的特征。

有人怀疑,上个世纪发生在俄罗斯的通古斯大爆炸的罪魁祸首就是球状闪电。球状闪电的一般性质球状闪电至今仍是人们不能解释的奇怪自然现象。

许多目击者认为,球状闪电的运动就像是有智慧的,好像它知道要去哪里,如果它进到一个房间,它通常是穿过门口或窗户再到走廊。当然,这只是人们的想像。

根据众多的目击材料,我们大概可以勾勒出球状闪电的基本轮廓。这种发光的球体大小在高尔夫球和足球之间,颜色有白、绿、黄、橙之分,其亮度可与100瓦灯泡相当。

球状闪电持续时间一般在5~10秒左右,它会随气流的起伏在近地的空中自在飘飞,有时逆风而行,可穿门窗,进室内,甚至穿过炉子烟筒。有时会悬停,有时会无声消失,有时又会碰到障碍物爆炸发出巨响而消失。

球状闪电运行速度缓慢,有时与人跑速度差不多,极少情况下它会发出轻微的唿哨声、嘁嘁声或咝咝声。一个共同的特点是,球状闪电几乎总是发生在雷暴天。

球状闪电的特点大小 球状。

10.有关太阳的知识

太阳是一个主星序恒星,光谱类型为G2,表明它比一般恒星更大,更热,但是远小于红巨星。G2恒星具有大约100亿年的主星序寿命,通过核子宇宙年代学测定,太阳年龄大约50亿年。

在太阳中心,密度为1.5*105kg/m3,热核反应(核聚变)将氢转变为氦。每秒钟有3.9*1045个原子参与核反应。产生的能量以光的形式从太阳表面散发出去。而地球只获得了太阳总辐射量的22亿分之一。物理学家可以通过氢弹制造热核反应。可控核聚变发电站在将来可能成为产生电能的一种方式。

由于温度太高,太阳上的所有物质都处于等离子态,由于太阳不是固体,因此太阳的赤道可以比高纬度地区旋转得更快。太阳不同纬度的自转差别造成了它的磁力线随时间扭曲,引起磁场回路(magnetic field loops)从太阳表面喷发,并引发形成太阳黑子和日珥。

日冕层密度为1011个原子/m3,光球层为1023个原子/m3。

闪电的相关知识

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