閃電的形狀最常見的是枝狀,此外還有球狀、片狀、帶狀。閃電的形式有雲天閃電、雲間閃電、雲地閃電。
球形閃電
伴隨閃電而來的,是隆隆的雷聲。閃電通路中的空氣突然劇烈增熱,使它的溫度高達15000—20000℃,因而造成空氣急劇膨脹,通道附近的氣壓可增至一百個大氣壓以上。緊接著,又發生迅速冷卻,空氣很快收縮,壓力減低。這一驟脹驟縮都發生在千分之幾秒的短暫時間內,所以在閃電爆發的一刹那間,會產生衝擊波。衝擊波以5000米/秒的速度向四麵八方傳播,在傳播過程中,它的能量很快衰減,而波長則逐漸增長。在閃電發生後0.1—0.3秒,衝擊波就演變成聲波,這就是我們聽見的雷聲。
為什麼我們總是先看到閃電,後聽到雷聲?很多同學都有這個疑問,小時認為是先閃電後打雷的呢。其實閃電和雷聲是同時發生的,但它們在大氣中傳播的速度相差很大,光的傳播速度要比聲音的傳播速度快得多,因此人們總是先看到閃電然後才聽到雷聲。光在空氣裏差不多每秒鍾要走30萬公裏,用這樣的速度,1秒鍾可以圍繞地球的赤道跑7圈半。聲音在空氣中每秒鍾約走340米,差不多隻有光速的九十萬分之一。根據這個現象,我們可以從看到閃電起到聽到雷聲止,這一段時間的長短,來計算閃電發生處離開我們的距離。假如閃電在西北方,隔10秒聽到了雷聲,說明這塊雷雨距離我們約有3400米遠。
夜裏打雷標誌
既然天空裏發生一次閃電,就有一次雷聲,可有時候我們看到的閃電隻一閃而過,而聽到的雷聲是隆隆不絕的,響好久才停。這是因為天空的閃電,一般是很長的,有的線形閃電長達2~3公裏,甚至10公裏左右。由於閃電各部分跟我們的距離不同,所以雷聲傳到我們耳邊的時間就有先有後了。另一方麵,閃電往往不是發生一次就停下來,常常在一刹那間連續一連串地閃幾次,那麼當第一次放電的雷聲還沒有繼續,又傳來了第二、第三次放電的雷聲,先後的雷聲混合在一起,就成了隆隆不斷的雷聲。
另外,當雷聲遇到地麵、建築物、高山或天空的雲層時,都會發生反射,產生回聲。這些回聲傳到我們耳朵裏的時間也是不一致的,因此也就形成了隆隆的雷聲。有時候由於幾種原因湊到一起,隆隆不絕的雷聲甚至可以連續響到1分鍾左右才停下來。
閃電通常是在有雷雨雲時出現,偶爾也在雷暴、雨層雲、塵暴、火山爆發時出現。
知識卡片:
閃電的過程
如果我們在兩根電極之間加很高的電壓,並把它們慢慢地靠近。當兩根電極靠近到一定的距離時,在它們之間就會出現電火花,這就是所謂“弧光放電”現象。
雷雨雲所產生的閃電,與上麵所說的弧光放電非常相似,隻不過閃電是轉瞬即逝,而電極之間的火花卻可以長時間存在。肉眼看到的一次閃電,其過程是很複雜的。當雷雨雲移到某處時,雲的中下部是強大負電荷中心,雲底相對的下墊麵變成正電荷中心,在雲底與地麵間形成強大電場。在電荷越積越多,電場越來越強的情況下,雲底首先出現大氣被強烈電離的一段氣柱。這種電離氣柱逐級向地麵延伸,攜帶巨大電流,沿第一次閃擊的路徑飛馳向地麵,當它離地麵5─50米左右時,地麵再向上回擊,再形成光亮無比光柱,這即第二次閃擊。接著又類似第二次那樣產生第三、四次閃擊。通常由3─4次閃擊構成一次閃電過程。
一次閃電過程曆時約0.25秒,在此短時間內,窄狹的閃電通道上要釋放巨大的電能,因而形成強烈的爆炸,產生衝擊波,然後形成聲波向四周傳開,這就是雷聲或說“打雷”。