閃電是怎麼回事
閃電是什麼
閃電是一種自然現象通常暴風雲產生電荷,底層為陰電,頂層為陽電,而且還在地麵產生陽電荷,如影隨形地跟著雲移動。陽電荷和陰電荷彼此相吸,但空氣卻不是良好的傳導體。
陽電奔向樹木、山丘、高大建築物的頂端甚至人體之上,企圖和帶有陰電的雲層相遇;陰電荷枝狀的觸角則向下伸展,越向下伸越接近地麵。最後陰陽電荷終於克服空氣的障礙而連接上。巨大的電流沿著一條傳導氣道從地麵直向雲湧去,產生出一道明亮奪目的閃光。一道閃電的長度可能隻有數百米,但最長可達數千米。
閃電的溫度,從17000度至28000度不等,也就是等於太陽表麵溫度的3至5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹。空氣移動迅速,因此形成波浪並發出聲音。閃電距離近,聽到的就是尖銳的爆裂聲;如果距離遠,聽到的則是“隆隆”聲。
閃電的類型
最常見的閃電是線形閃電,它是一些非常明亮的白色、粉紅色或淡藍色的亮線,它很像地圖上的一條分支很多的河流,又好像懸掛在天空中的一棵蜿蜒曲折、枝杈縱橫的大樹。
線形閃電的“脾氣”早已被科學工作者摸透,用連續高速的照相機可以完整地記錄線形閃電的全過程,並能在實驗室成功地進行模擬實驗。
閃電除了線形閃電,另外還有球形閃電和鏈形閃電,這兩種閃電都比較少見。
球形閃電多半在強雷雨的惡劣天氣裏才會出現。在線形閃電過後,天空突然出現一個火球,火球沿著彎曲的路徑在天空飄遊,有時也可能停止不動,懸在空中。這種火球喜歡鑽洞,有時會從煙囪、窗戶、門縫等竄入屋內,然後再溜出屋去。
比起球形閃電,鏈形閃電的蹤跡更難尋覓。目前,人們隻知道它是出現在線形閃電之後,與線形閃電出現在同一路徑上,它像一排發光的鏈球掛在天空,在雲層的襯托下好像一條虛線在雲幕上慢慢滑行。
我們常見的線狀閃電,猶如枝杈叢生的一根樹枝,蜿蜒曲折。帶狀閃電與線狀閃電相似,隻是亮的通道比較寬,看上去好像一條較亮的亮帶。球狀閃電一般發生在線狀閃電之後,它是一個直徑為0.2米左右的火球,發出紅色或橘黃色的光,偶然發出美麗的綠色,一般維持幾秒鍾。火球在空中隨風飄移,喜歡沿物體邊緣滑行,還能穿過縫隙進入室內,當它消失時會發生震耳的爆炸聲。
閃電是怎樣形成的
18世紀以前,中國古代認為雷電是雷公、電母製造出來的。西方人相信雷電是上帝發怒的結果,是上帝用來懲罰做壞事的人的。因此人們對雷電總懷有恐懼心理。一些不相信上帝的有識之士試圖解釋雷電的起因。
最早探索出雷電奧秘的是美國科學家富蘭克林。他用風箏實驗,證明了天上的電與地上的電是相同的,“閃電就是電火花”。但時至今日,科學家們仍然沒有完全弄明白雷電到底是怎麼產生的。
為了揭開閃電之謎,科學家把氣球放到雷電雲層中進行探測;派飛機圍繞雷電雲層飛行,甚至穿越雷電雲層;用火箭觸發閃電等。但是通過這些活動,對雷電的了解仍是微不足道。
科學家們發現:多數情況下,雷電雲層的厚度超過3000米才能產生閃電。雲層上部往往帶正電,雲層底部帶負電。當正負電荷間的電場足夠強時,就能擊穿空氣產生閃電。一般而言,雲層越厚雷電越激烈。到底是什麼驅使正負電荷分開的呢?
不少科學家認為,降雨可能是個原因。他們解釋說:下落的大雨滴或冰球攜帶負電荷,而像小塵粒和冰晶這樣的帶正電的微粒就在雲層上部積累起來,結果就使雲層上部帶正電,下部帶負電,產生足以引起閃電的電場。
這種解釋也難免有些牽強,因為閃電經常發生在降雨之前,而不全是在降雨後或降雨過程中。另外,也無法解釋在火山爆發時為何也會產生閃電現象。
於是,有人又提出另一種看法:認為雷電雲的電荷是在雲層外產生的,大氣中的過量正電荷被吸附到上部雲層裏,它們又吸引雲層上方大氣中的負電荷,這些負電荷就附著在不斷被氣流裹挾而下的雲粒上。正負電荷的分離正是這些上下運動的劇烈氣流在起作用。
然而,這一假說也並未得到證實。看來要解釋清楚這一自然現象,並不那麼容易,還需要進一步了解雷電雲的內部作用過程,方能令人滿意地解釋閃電現象。
即使這一問題解決了,也還有其他的問題有待去弄清楚。如:為何閃電通常總是怪模怪樣地呈“之”字形?為什麼閃電更多地發生在陸地上而不是水麵上?為什麼閃電總發生在夏天,而不是冬天呢?為什麼雷電通常會擊毀高處的物體,但又並非總是如此呢?這一個一個的謎等待著我們去揭開。