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雷电是从哪里来的

科普小知识2022-05-20 19:57:35
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闪电来去无踪。到目前为止,没有人知道闪电来自哪里。

闪电探索闪电和打雷是人们经常看到和震惊的自然现象。当然,它会让人们去探索和思考。闪电从哪里来?闪电是如何形成的?

1752年,富兰克林在一个雷暴日用风筝探索天空中的闪电,并了解到闪电和实验室电荷放电具有完全相同的效果。来自世界各地的研究人员开始探索闪电的形成。

自然闪电的发生往往与冷空气和暴雨密切相关,即水蒸气凝结成雨的过程。因此,我们应以此为线索,探究水汽相变与闪电发生之间的内在联系,揭示自然界的真相。

然而,由于电子云理论的先入之见,人们一直无法讨论电子在原子核外的规则运动。相变已经成为一个未解之谜。对闪电的讨论也避开了相变的关键线索和客观现实。因此,很难在勘探方面取得实质性进展。闪电形成的真正原因还不清楚。

200年前,人们只知道摩擦能产生高压电,所以以前的理论认为闪电的形成是由云层中的水蒸气相互摩擦造成的。这种观点有许多漏洞。因为:气体分子之间有巨大的排斥力,分子之间不能完全相互接触,表面也不会接触,也不会发生摩擦,也不会产生电。十年前我反驳了它。

最近我查百度,发现“与时俱进”把云层中水汽的相互摩擦变成了温差带电效应和碎裂带电效应。本质是摩擦,但是水蒸气变成了冰晶。这避免了我的问题:即使气体分子之间有摩擦,空气中的氮和氧也比水蒸气多几百倍,为什么只是水蒸气摩擦电呢?

第二,冬天北风呼啸,冬天云层里有更多的冰晶。所以,冬天的摩擦是最严重的。为什么冬天雷声少,春天和夏天雷暴频繁?

第三,摩擦前后云中的电荷总量是平衡的,即使产生电荷,也不会形成对地球的放电。有时雪崩发生在山区,数吨或数百吨的雪滚滚而下,大量的冰晶剧烈摩擦。然而,闪电从来没有因此发生过。从这个观点来看,摩擦产生闪电的说法是站不住脚的。

闪电是天空中的云与地面之间或云与云之间电荷的释放。为了解释闪电,我们必须首先探索天空中电荷的来源。

众所周知,我们的地球可以容纳大量的电荷,这是一个很大的电容,而且在地球电容内部有同性电荷的排斥。结果,地球上的电荷(电子)经常被排斥并挤压到表面。被推到地球表面的电荷被地面上的植物和动物运送到大气中,在大气中形成*电荷,因此森林和袁野总是充满大量的负电荷(负离子)。悬浮的电子是闪电的中继,所以树下和袁野的人容易受到雷击。

空气中的*电子很容易被水蒸气核心吸引,并成为水蒸气核心之外电子的附加成分。这是因为在大气中,与氮气和氧气相比,水蒸气有更大的分子。与二氧化碳相比,水蒸气在其核心外有少量的电子,并且它还围绕着三个核心(两个氢和一个氧)。因此,水蒸气的三个核心和四个电子在三维空间中运行,外层电子层不完整,每个水蒸气分子可以增加额外的电子。结果,大气中的*电子总是被水蒸气吸收和包容,水蒸气成为大气中负电荷的载体。水蒸气也可以被认为是大气中的微型电容器(通常,我们的电容器通常是密封的,以防止电荷被水蒸气带走)。

空气的湿度越大,所含水蒸气的比例就越大,所能容纳的电荷就越多,所以在潮湿的日子里不容易形成静电。在干燥的日子里,大气中的水蒸气较少,多余的电荷也无处可去。很容易在环境中游荡和聚集在物体上,很容易形成高压和静电放电。

认识到水蒸气是大气中负电荷的载体会导致闪电的形成。当热空气上升时,水蒸气上升到天空,将它所含的额外电荷带到天空。当水蒸气在高空遇到低温时,水蒸气的价态和电子速度降低,水蒸气从空间的三维操作进入扭曲操作。水蒸气凝结,分子相互吸引并聚集,形成从气体到液体的相变。与此同时,在空间的三维运行过程中,水蒸气中增加的成分——额外的电子没有藏身之处,水蒸气聚集成云,额外的电子被推出,形成漂浮在云上的电荷,额外的电荷总是试图挤回H2O抢座位,形成非常规电磁波——云中的电压。

云是大量水蒸气相形成的小水滴的集合,因此大量电荷聚集在附近,这可以形成非常高的电压。云层之间以及云层和地球之间的潜在差异是巨大的,打破了一条道路。穿过周围物质的高压电荷的电子在大气中振动,形成壮观的闪电现象。同时,它还导致空气剧烈振动,形成隆隆雷声。

基于以上所述,不难看出,当水汽相转变为雨时,闪电是一种附属产品。水蒸气将表面电荷轻轻带向天空。在水蒸气相变期间,电荷被推出,聚集成闪电,并猛烈地撞击回地球。这样,天地之间的电荷循环就实现了。

闪电和雷声告诉我们,大量的水蒸气在空气中凝结成水蒸气,这表明可能会下雨。(打雷也时有发生,因为下雨与许多因素有关,如温度、湿度、气压和气流。)

在冬天,温度低,价和电子速度低,空气中的大部分水蒸气凝结成水或冰,所以冷空气是干燥的,含有较少的水蒸气和携带较少的电荷,所以冬天打雷较少。

另一个原因是空气中的电荷被地球的吸引力和地球表面同性电荷的排斥力以及太阳的吸引力所吸引。电荷带通常聚集在地球上植物繁盛且靠近太阳的地方。由于地轴和黄道之间的夹角,更多的电荷在3月至9月聚集在北半球,在9月至3月聚集在南半球,因此春季和夏季是易遭雷击的季节。

为了证明上述闪电形成的理论,可以进行一个简单的实验:将电容器放置在密封的容器中,在相对热的环境中向容器中引入少量的水蒸气和负电荷,并测量电容器的电容;然后将密闭容器放在较冷的环境中,让水蒸气凝结,然后测量,你会发现电容器在干燥环境中的电容会显著增加(在潮湿环境中,电荷包含在水蒸气中)。如果制造一个大型的类似装置,它也可以模拟人造闪电。

在雷电家族中,有神秘而可怕的雷暴。

在水蒸气中,氢元素的价电子更少,形成更大的核外空间,留下*电子*钻取。除了水蒸气之外,氢的化合价和电子数较少,可以吸收大气中的*电子。天然甲烷(5芯,8个电子)和乙烯(碳、丁)烷烃气体分子也符合体积较大、化合价和电子数较低的特点,并能吸收大气中的*电子。(图1)

天空中的冷空气流淬冷并凝结了大气中的少量丙烷和丁烷气体,并吸收了其中大量多余的电子而没有藏身之处,被压缩在凝结的气体周围,形成了一个被电子包围的高压气液团。一些烷烃气体凝结,导致其比例增加,从天空落下,在屋顶和地面上滚动。高电压使周围的电子振动并发光,形成一个火球,在黑暗的雷雨天发光。这是神秘而恐怖的地面滚雷。

因为有大量的电子围绕着地辊高速运转,并且这些电子伴随着电磁波。在强电磁场的作用下,压路机不会立即在地面上消失,而是会继续在屋顶或地面上滚动。在更高的温度下,液态烷烃蒸发成烷烃气体,外围的电荷回到分子中,带过量电荷的烷烃气体上升,地面雷声消失得无影无踪。

因为大气中的水蒸气富含额外的电子,所以每个水蒸气分子的电荷是不平衡的,并且经常带负电荷。在地球磁场的作用下,水蒸气分子沿着大气的右手方向(从西到东)运动,从而在地球上形成环流风。

通过这种方式,我们简明而系统地解释了水蒸气是如何聚集成雨的,雷和闪电是如何在雨之前形成的,甚至是在地面上形成雷暴的,这是基于原子核外电子的规则运行的基本观点,即速度和电路随温度的变化。然而,在电子云理论的掩盖下,这些常见的自然现象无法解释,而且是自然之谜。

了解了雷电形成的真正原理,就可以制成避雷装置,使我们的建筑物和大型设施安全无忧,减少或消除雷电造成的幽灵,也可以通过“天火”变成新能源。