雷聲是怎么形成的
伴隨閃電而來的，是隆隆的雷聲。那么雷聲是怎么來的你知道嗎？以下就是學(xué)習(xí)啦小編整理的雷聲形成的原因，希望對你有用。
雷聲的形成
雷聲，這震耳的雷聲是從何而來的呢?對于“先看見閃電，后聽見雷聲”的現(xiàn)象，科學(xué)的解釋為光速比聲速快。但是，很多人不知道，雷聲其實是放電現(xiàn)象造成的。
閃電成百萬伏的電流擊穿正負(fù)電位中心的空氣，造成空氣熱膨脹爆炸，空氣像發(fā)生爆炸那樣猛烈地向四周沖擊，這樣就引起了巨大的聲波，這種聲波我們聽起來就是雷聲。
由于光速比聲速大約快100萬倍，所以，在閃電與伴隨的雷聲之間，會有一定的時間差。可通過數(shù)閃電與雷聲出現(xiàn)的時間差的秒數(shù)，再除以5米計算，其得數(shù)就是你與風(fēng)暴距離的英里數(shù)，即：你與風(fēng)暴的距離(英里)=閃電與雷聲出現(xiàn)的時間差(秒)/5(米)。
雷云的形成
1對流云初始階段的“離子流”假說
大氣中存在這大量的正離子和負(fù)離子，在云中的雨滴上，電荷分布是不均勻的，最外邊的分子帶負(fù)電，里層的帶正電，內(nèi)層比外層的電勢差約高0.25V。為了平衡這個電勢差，水滴就必須優(yōu)先吸收大氣中的負(fù)離子，這就使水滴逐漸帶上了負(fù)電荷。當(dāng)對流發(fā)展開始時，較輕的正離子逐漸的被上升的氣流帶到云的上部;而帶負(fù)電的云滴因為比較重，就留在了下部，造成了正負(fù)電荷的分離。
2冷云的電荷積累
當(dāng)對流發(fā)展到一定階段，云體伸入0℃層以上的高度后，云中就有了過冷水滴、霰粒和冰晶等。這種由不同相態(tài)的水汽凝結(jié)物組成且溫度低于0℃的云，叫冷云。冷云的電荷形成和積累過程有如下幾種：
?、?過冷水滴在霰粒上撞凍起電
在云層重有許多水滴在溫度低于0℃時也不會凍結(jié)，這種水滴叫過冷水滴。過冷水滴是不穩(wěn)定的，只要它們被輕輕地震動一下，就馬上凍結(jié)稱冰粒。當(dāng)過冷水滴與霰粒碰撞時，會立即凍結(jié)，這叫撞凍。當(dāng)發(fā)生撞凍時，過冷水滴外部立即凍成冰殼，但它的內(nèi)部仍暫時保持著液態(tài)，并且由于外部凍結(jié)放的潛熱傳到內(nèi)部，其內(nèi)部液態(tài)過冷水的溫度比外面的冰殼高。溫度的差異使得凍結(jié)的過冷水滴外部帶上正電，內(nèi)部帶上負(fù)電。當(dāng)內(nèi)部也發(fā)生凍結(jié)時，云滴就膨脹分裂，外表皮破裂成許多帶正電的冰屑，隨氣流飛到云層上部，帶負(fù)電的凍滴核心部分則附在較重的霰粒上，使霰粒帶負(fù)電并留在云層的中下部。
?、?冰晶與霰粒的摩擦碰撞起電
霰粒是由凍結(jié)水滴組成的，成白色或乳白色，結(jié)構(gòu)比較松脆。由于經(jīng)常有冷水滴與它撞凍并釋放潛熱，它的溫度一般比冰晶高。在冰晶中含有一定量的自由離子(OH-和H+)，離子數(shù)隨溫度升高而增多。由于霰粒與冰晶接觸部分存在著溫度差，高溫端的自由離子必然要多于低溫端，因而離子必然從高溫端向低溫端遷移。離子遷移時，帶正電的氫離子速度較快，而帶負(fù)電的較重的氫氧根離子則較慢。因此，在一定時間內(nèi)就出現(xiàn)了冷端氫離子過剩的現(xiàn)象，造成了高溫端為負(fù)，低溫端為正的電極化。當(dāng)冰晶與霰粒接觸后，又分離時，溫度較高的霰粒就帶上了負(fù)電，而溫度較低的冰晶就帶上了正電。在重力和上升氣流的作用下，較輕的帶正電的冰晶集中到云的上部，較重的帶負(fù)電的霰粒則停留在云層的下部，因而造成了冷云的上部帶正電而下部帶負(fù)電。
③ 水滴因含有稀薄鹽分而起電
出了上述冷云的兩種起電機(jī)制外，還有人提出了由于大氣中水滴含有稀薄鹽分而產(chǎn)生起電機(jī)制。當(dāng)云滴凍結(jié)時，冰的晶格中可以容納負(fù)的氯離子，卻排斥正的鈉離子。因此，水滴凍結(jié)的部分帶負(fù)電，而未凍結(jié)的部分帶正電(水滴凍結(jié)時是從里向外進(jìn)行的)。由于水滴凍結(jié)而成的霰粒在下落的過程中，摔掉表面還未來得及凍結(jié)的水分，形成許多帶正電的小云滴，而凍結(jié)的核心部分則帶負(fù)電。由于重力和氣流的分選作用，電正點的小滴被帶到云的上部，而帶負(fù)電的霰粒則停留在云的中、下部。
3 暖云的電荷積累
在熱帶地區(qū)，有一些云整個云體都位于0℃以上區(qū)域。因而只含有水滴而沒有固態(tài)水粒子。這種云叫暖云或水云。暖云也會出現(xiàn)雷電現(xiàn)象。在中緯度地區(qū)的雷暴云，云體位于0℃等溫線一下的部分，就是云的暖區(qū)。在云的暖區(qū)里也有起電過程發(fā)生。
在雷雨云的發(fā)展過程中，上數(shù)機(jī)制在不同的發(fā)展階段分別起作用。但是，最主要的帶電機(jī)制還是由于水滴凍結(jié)造成的。大量觀測事實表明，只有當(dāng)云頂呈現(xiàn)纖維狀，絲縷結(jié)構(gòu)時，云彩發(fā)展成為雷雨云。飛機(jī)觀測發(fā)現(xiàn)，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒為主的大量云粒子，而且大量電荷的積累即雷雨云迅猛帶電機(jī)制，必須依靠霰粒生長過程的碰撞、撞凍和摩擦等才能發(fā)生。
預(yù)防雷電的方法
1.建筑物上裝設(shè)避雷裝置。即利用避雷裝置將雷電流引入大地而消失。
2.在雷雨時，人不要靠近高壓變電室、高壓電線和孤立的高樓、煙囪、電桿、大樹、旗桿等，更不要站在空曠的高地上或在大樹下躲雨。
3.不能用有金屬立柱的雨傘。在郊區(qū)或露天操作時，不要使用金屬工具，如鐵撬棒等。
4.不要穿潮濕的衣服靠近或站在露天金屬商品的貨垛上。
5.雷雨天氣時在高山頂上不要開手機(jī)，更不要打手機(jī)。
6.雷雨天不要觸摸和接近避雷裝置的接地導(dǎo)線。
7.雷雨天，在戶內(nèi)應(yīng)離開照明線、電話線、電視線等線路，以防雷電侵人被其傷害。
8.在打雷下雨時，嚴(yán)禁在山頂或者高丘地帶停留，更要切忌繼續(xù)蹬往高處觀賞雨景，不能在大樹下、電線桿附近躲避，也不要行走或站立在空曠的田野里，應(yīng)盡快躲在低洼處，或盡可能找房層或干燥的洞穴躲避。
猜你感興趣：
3.防雷電安全常識