正文 第4章 雷電生成之謎(1 / 1)

無論中外,先民們對雷電都十分敬畏。在古代中國,古人認為雷公電母掌管著大自然的雷電。《山海經》中說:“雷澤中有雷神,龍身而人頭,鼓其腹則雷也。”《大荒東經》記載:“狀如牛,蒼身而無角,一足,其聲如雷。”東漢王充《論衡·雷虛》中認為:“圖畫之工。圖雷之狀,累累如連鼓之形。”唐代崔致遠《桂苑筆耕集》中有“使電母雷公,鑿外域朝天之路”;宋代蘇軾《次韻章傳道喜雨》有“麾駕雷公訶電母”的詩句。

在生產力不發達的古代,神話是人類對自然之謎的一種解釋,當然它有時候是不科學的。

其實,閃電是一種電流形式。當冷空氣與暖濕空氣彙合時,暖空氣迅速上升形成雨雲。在出現暴風雨時,雨滴與冰晶相互碰撞、摩擦,產生強大的空氣流,使雲中靜電荷增加。這時,雲中的正電荷集中在雲的上部,而負電荷集中在雲的下部。當雲底部的負電荷達到一定程度時,就會釋放出電,通過空氣傳到另一端。這種能量的釋放可以從雲傳送到地麵,或在雲間傳送。閃電還會加熱空氣,使空氣迅速膨脹並發出巨大聲響,這就形成了雷。

發生雷電時,電壓可高達幾十萬伏以上,閃電的中心溫度可以高達17000℃~25000℃,並在1/1000~1/10秒之內釋放出幾百萬至上億焦耳的能量。

由於空氣的密度不均勻,電阻也不均勻,閃電前進的形狀大多曲曲折折,形成像樹枝一樣的光帶。閃電是多種形式的,如線狀、帶狀、球狀、串球狀、箭狀閃電等形式。一次長距離的閃電要經曆50次左右的轉折才落到地麵上,所以閃電彎折的路徑飄忽不定。閃電顏色也各種各樣,最常見的是紅、橙、黃三種。

聲音在空氣中的速度為340米/秒,光在空氣的速度約為3×108米/秒。地球的半徑約為6400千米,光一秒鍾就能繞地球跑七圈半呢!吳承恩在《西遊記》中描述孫悟空騰雲駕霧,一個跟頭十萬八千裏,如果孫悟空一個跟頭需要一秒時間,則孫悟空的速度為5.4×105米/秒,這一速度比雷聲快,但比閃電慢多了。

由於閃電的速度比雷聲的速度快得多,所以人們總是先看到閃電後聽到雷聲。因而根據閃電和雷聲速度不同,人們可以計算打雷處與人之間的距離。因為雷電是同時發生的,我們可以從看到閃電起到聽到雷聲止的這一段時間的長短來計算閃電發生處離我們距離的遠近。假如閃電在西北方,隔10秒聽到了雷聲,因為閃電速度很快,它的運動時間與雷的運動時間相比很小,以至可以忽略不計,認為雷聲的時間為10秒,則可以計算閃電發生處距離我們約有3400米。電磁測量電磁測量,包括所有電磁學量的測量,以及有關的其他量(交流電的頻率、相角等)的測量。利用電磁學原理已經設計製作出各種專用儀表(安培計、伏特計、歐姆計、磁場計等)和測量電路,它們可滿足對各種電磁學量的測量。電磁測量的另一個重要的方麵是非電量(長度、速度、形變、力、溫度、光強、成分等)的電測量。它的主要原理是利用電磁量與非電量相互聯係的某種效應,將非電量的測量轉換為電磁量的測量。