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第15章 闪电怎么形成的

对闪电我们都不陌生。夏天的夜晚,一道金光划破长空,接着是一阵隆隆轰鸣。对此,你大概已经习以为常了。然而,你可曾听过会拍照的闪电吗?你听说过会做饭的闪电吗?大自然就像一个迷宫,它每天都在产生新的谜。每个谜的谜底都等待人们去揭露。

关于这个问题,山姆教授也迷惑很久了。但是自从我做了一个实验,我好像明白了一些道理。

有一天,我拿一节电池,正极和负极各连接一根电线,然后让电线的另一头相碰,我看到一些小火花在闪耀,还有哧哧的响声。

后来我明白,闪电的形成也很类似。

闪电的形成与电火花的形成类似。闪电形成有两种方式:一种来自两片云朵之间,一片云朵带正电,另一片云朵带负电,两片云朵碰撞在一起后,就会形成闪电;另一种是天地雷(也就是打死人的那种),云朵带正电(正极),地球带负电(负极),空气潮湿且电荷强度很大的时候,云朵的正电荷和地面的负电荷相遇,也会形成闪电。

空气中的水蒸气在高空受冷凝结成小水点或小冰晶,小水点或小冰晶相互碰撞、并合,变得越来越大,成为云。当这些水滴大到上升气流托不住它们的时候,就会下雨了。

这是雨的形成过程,那么下雨的时候怎么常会有闪电呢?

我们知道,并不是所有的云彩都能下雨,晴朗的天空中有时候也飘着几片白云。这些云彩一般是不会下雨的。什么云彩会下雨呢?你见过乌云压顶的情况,天空很暗,云彩快速移动,这种情况一般会下雨。能下雨的云彩,我们成为积雨云。

含有大量水蒸气的低层暖湿空气与高层大气发生对流,上升气流携带的水分子与高层大气中的冰晶颗粒发生剧烈摩擦,就像穿着的鞋子在地毯上行走会产生静电一样,这种摩擦也会在云中生成一个电场。

这些电分两种。一种是带有正电荷粒子的正电,一种是带有负电荷粒子的负电。正电荷在云的上端,负电荷在云的下端。

这样,在云内不同部位之间或者云与地面之间就形成了很强的电场。

云和地面之间的空气都是绝缘体,会阻止两极电荷的电流通过。当雷雨云里的电荷和地面上的电荷变得足够强时,两部分的电荷会冲破空气的阻碍相接触。当这些异性电荷相遇时便会产生中和作用(放电),就形成了“闪电”。

有时候两块不同积雨云相遇,如果带电荷不同的部分相碰撞或接触,也会放电。

闪电发生时会瞬间放出大量的热,将周围的空气加热到30000℃的高温。强烈的电流在空气中通过时,造成沿途的空气突然膨胀,同时推挤周围的空气,使空气产生猛烈的震动,此时所产生的声音就是“雷声”。

闪电若落在近处,我们听到的就是震耳欲聋的轰隆声。闪电若是落在较远处,我们听到的是隆隆不觉的雷鸣声,是声波受到大气折射和地面物体反射后所发出的回声。

在下雨天,我总会听到轰隆隆的雷声,而在冬天,下雪的时候总是静悄悄的,就是狂风暴雪天也很少见到电闪雷鸣的现象。为什么下雪天没有电闪雷鸣?

在冬季,即使下雪,大气的上下层都是寒冷而干燥的空气,云层不会产生上升气流,也没有摩擦。寒风虽然也会搅动水分子和冰晶颗粒,但这种搅动很少能够产生强度足够的电场,所以不会电闪雷鸣。

终于弄明白了。小时候山姆教授曾经以为打雷和闪电就是两片云彩相撞后的结果,就像拿两块石头,互相撞击会产生声音和火花一样。今天,山姆教授知道自己错了。

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