天地奇观──闪电

强风、暴雨、震耳欲聋的雷声和耀眼的闪电。大自然以其壮丽的景观向人类展示了它的巨大力量。雷电的壮观景象及其对人类生产和生活的影响一直吸引着人们的注意力。闪电经常引起灾难，如森林火灾、杀死人和动物、摧毁建筑物等。闪电是如何产生的？闪电有哪些类型？闪电的物理知识是什么？这篇文章做了一些特别的介绍，并提供给读者。

第一，闪电的产生

暴风云通常产生电荷，底层带负电荷，顶层带正电荷。它们还在地面上感应出正电荷，导致它们随云层移动。正电荷和负电荷互相吸引，但空气不是良导体。地面上的正电荷涌向树顶、山顶、高楼甚至人体，试图与带负电荷的云相遇。另一方面，云层上带负电的树枝状触须向下延伸，接近地面。最后，正电荷和负电荷最终克服空气障碍并连接起来。一股巨大的电流沿着一条导电的气道从地面直泻到云层，产生了一种明亮而耀眼的“闪光”——闪电。

二。闪电的类型

普通的锯齿形树枝闪电叫做树枝闪电。分支闪电被称为带状闪电，当它的通道被风吹向两边时，就会出现几个平行的闪电。如果两个闪电分支同时到达地面，它们就被称为叉状闪电。闪电在云中正负电荷之间闪烁，使整个天空变得明亮。这叫做片状闪电。还有一种特殊的闪电——球状闪电，也称为球状闪电或电光球，这是一种不太常见的奇怪闪电，会造成一定的伤害。顾名思义，球状闪电是一个圆形的球状闪电！这一现象早在1838年就有记载。科学家们已经研究了160多年，但是对于这一现象仍然没有合理的解释。球状闪电通常发生在雷暴下。它非常明亮，略呈球形，直径约20 ~ 50厘米。通常它只持续几秒钟，更令人惊奇的是它能在空中独立缓慢地移动。在它短暂的生命中，它的亮度、形状和大小保持不变。如果你看过球状闪电或者拍了它的照片，一定要记录所有的数据！这将是非常有价值的研究数据。

除了上面的闪电，还有超级闪电，是指比普通闪电强100多倍的罕见闪电。普通闪电产生大约10亿瓦的电能，而超级闪电至少产生1000亿瓦，甚至可能达到万亿到1000亿瓦。

第三，与闪电相关的物理知识

1.为什么你总是先看到闪电，然后听到雷声？

这是因为光的传播速度比声音快得多。光在空气中的传播速度约为3×105公里/秒，以此速度，它可以在一秒钟内绕地球赤道七圈半。空气中的声速约为340米/秒，几乎是光速的1/90万。光从闪电发生的地方到达地面的时间通常只有几十万分之一秒，但是声音通过同样的距离需要很长时间。所以当打雷的时候，你总是先看到闪电，然后听到雷声。当然，根据这个原理，我们也可以用看到闪电和听到雷声之间的时间来计算闪电离我们有多远。

2.为什么闪电能劈开树木？

闪电内部的温度可高达3×104℃。当闪电击中一棵树时，因为树中含有水，一股强大的电流会立即将水蒸发成高温高压的水蒸气，水蒸气的强大爆炸力会将树劈开。

3.为什么雷雨后空气清新？

在夏天的晚上，有时乌云、暴雨、闪电和雷声经常会相互交叉并聚集在一起。雨后，我们会觉得空气很新鲜。原因是什么？首先，一场倾盆大雨冲走了空气中的大部分灰尘。其次，闪电释放的巨大能量将空气中的一些氧气转化为臭氧。强臭氧是浅蓝色的，有臭味，但它比氧气有更强的氧化能力。它不仅能去除空气中的一些还原性物质，还能漂白和杀菌。稀薄的臭氧一点也不臭，但给人一种清新的感觉。4.为什么我们有时只看到一道闪电，而我们听到的雷声却在停止鸣响之前持续了很长时间？

这是因为天空中的闪电通常很长，有些线性闪电长达2到3公里，甚至10公里。由于闪电的每一部分与我们之间的距离不同，打雷到达我们耳朵的时间会先来后到。另一方面，闪电通常包括几次打击，所以当第一次打击没有结束时，会听到第二次和第三次雷声，连续的雷声混合在一起，变成隆隆的雷声。此外，当雷声遇到地面、建筑物、山脉或天空上的云时，它会反射并产生回声。这些回声到达我们耳朵的时间也不一致，从而形成隆隆的雷声。

5.为什么雷很容易击中孤立的高耸物体？

因为雷雨云的云底带有电荷，它可以感应地面产生不同于云底的电荷。这叫做感应电荷。这种感应电荷在一小块地面上具有相同的性质，例如，它既是正的又是负的。相同性质的指控是相互排斥的。由于排斥，电荷在地面上重新分布。这种排斥力在地面方向上的分量在弯曲严重的地方比在平坦地面上小(因为电势相等，电荷密度与半径成反比)。因此，电荷必然会移动到弯曲严重的地方(曲率半径小的地方)。这样，在严重弯曲的地面上，感应电荷会越来越密集。高层物体本身也将成为地面的一部分。因为它在地面上很高，所以它成为地面上最弯曲的部分。因此，当地面被雷雨云感应产生感应电荷时，更多的电荷会集中在高层物体上。因为高耸的物体比地面携带更多的感应电荷，对闪电有更大的吸引力，所以它们可以轻易地将闪电拉过来。

6.为什么避雷针安装在高楼上？

因为高层物体容易受到雷击，所以避雷针通常安装在高层建筑上，以保护它们免受雷击。避雷针是一种金属杆，顶部高于建筑物，下部与地面相连。它可以将附近的闪电吸引到自己身上，并把自己用作闪电通道，这样闪电就可以通过自己释放到地面。这样，原本打算击中建筑物的闪电转了一半，穿过了避雷针，这样建筑物就不会被损坏。

7.为什么你说雷暴会产生庄稼？

下一场雷雨通常会促进庄稼的生长。这主要是因为在下一场雷雨期间，产生的闪电会使空气中的氧和氮合成一氧化氮，而一氧化氮会与氧反应生成二氧化氮。产生的二氧化氮溶解在雨水中形成硝酸，随雨水进入土壤，形成硝酸盐，易被作物吸收，从而达到给作物补充氮素的效果。根据计算，每次地雷被击中时，大约1到2吨的氮化合物会随着雨滴落到地面。这当然会有效地增加土壤的肥力。这个数量几乎等于一个小化工厂的日产量。

闪电能为人服务吗？

多年来，人们一直想尽一切办法避免接触闪电，因为它对人、动物和建筑物都有伤害。事实上，闪电对农业生产和人类日常生活有很大的影响。随着科学的发展，今天，利用闪电为人类服务的问题已经引起了人们的关注和研究。也许，在几年后，我们将尝试使用一些特殊的设备来引导天空中的闪电尽可能多地到达地面，就像避雷针被广泛使用一样。闪电时，它的电能大约是世界上最大的美国核电厂的100倍。如果用这种电能来提升，它将足以把60，000到70，000公斤的货物提升到一两米的高度。雷暴可以促进刚刚引进的农作物的生长。除此之外，由于闪电，天空中会产生臭氧，而这种气体具有大量的紫外线吸收功能，这样人们就不会受到太阳中过量紫外线辐射的影响。

9.如何防止雷击？

不要站在一棵大树下。不要让自己成为周围最高的物体。放下所有金属物品，不要骑自行车。不要使用需要插上电源的电话、手机、水管或电器。远离门、窗、加热器、火炉和烟囱；房子里最安全的地方是在楼下最大房间的中心。如果有人不幸被闪电伤害，你还相信别人说他们“被魔鬼附身”和“过去没有修复它”吗？我想你当然不会再相信了:因为闪电是一种自然现象，我们应该相信科学，破除迷信！

当你阅读这篇文章时，全世界大约有1800次雷击正在进行中。它们每秒发出大约600次闪电，其中100次击中地球。最后，有一件事可以安慰你自己:当你看到闪电时，它已经错过了你。