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雷雨的形成及雷电的特性-雷云中电荷的分离过程(连载1)-点击查看【易造防雷】

雷雨的形成及雷电的特性-雷云中电荷的分离过程,从物理学中,我们知道物质本身是由各种不同的基本质点组成的,其中包括带正电荷的质子及带负电荷的电子。虽然电子比质子轻约1840倍,但它们所带的电荷却是同量的。一般的物质都带有同量的质子及电子,因此,它仍的正电荷与负电荷对外界来表其作用互相抵消,而整个物质处于中和状态。


雷雨的形成及雷电的特性-雷云中电荷的分离过程


雷云的主要成分是水的各种形态,原来也是中和状态。那么雷云中的电荷是哪里来的呢?显然并不是产生新的电荷,而是将物质上原有的电荷分开,使正(或负)电荷上升,而负(或正)电荷下降。等到一定多的电荷聚集在一个地区,这个地区的电势逐渐上升到可以使附近空气绝缘达到破坏的程度,于是就产生了闪电。因此,电荷分离的过程是所有研究雷电现象的人们所感兴趣的。然而直到现在,虽然有好几个理论试图说明这个现象,但是还没有一个理论可以将全部雷电现象都能满意地解释清楚。可能只有将不同的理论综合起来才能对雷电现象给以较完善的解释。

“雨滴分裂作用”理论,按这个理论,雨滴在雷云中形成后逐渐由于凝结或合并作用而增大。当雨滴大到一定程度后,它在强大的上升气流中变为不稳定。被气流吹得分为大小不等的水滴,大水滴上带正电,小水滴上带负电。小水滴容易被上升气流带到雷云的上层去,而大水滴则留在下层,或者降落到地面,如图15。这样便完成电荷分离的过程。当然,这个分离过程可以重复好多次,也就是说水滴可以分裂,再增大,再分裂等等。按这个理论,雷云中电荷的分布将是上负下正。

 

雷雨的形成及雷电的特性-雷云中电荷的分离过程


这个理论得到实验室中某些试验数据的支持,例如实验中证明水滴分裂时的确是大水滴带正电,小水滴带负电,而且所需的上升气流(约38ms)也正是雷云中所常有的速度。

另一种理论是“离子有差别的吸收”理论。为了说明这个理论,首先要交代一下正常大气中的电气现象。在大气中自80km以上有所谓“离子层”,这一层大气与近地面的大气不同,具有一定导电能力,而且经常是带正电荷的,大地则带负电荷。这两个带电导体(地和离子层)中间被不导电的大气所绝缘,形成一个大的电容器。在电容器当中具有电场,使处于其中的任何导体的上端带负电,下端带正电(即所谓极化)。此外在近地面的大气中还经常有少量的离子。其中正离子较重,不大移动,而负离子活动性较大。(未完待续)


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