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今日微课堂二十期 闪电的世界你知道吗?

2020-03-23    文章点击数:

2020的春天已经到了,想来夏天也就不远了。春天百花开放,给我们留下美好的印象。那么夏天的印象,除了火热的太阳,就要属雷电给我们的印象更深了。

每当夏天下雨的时候,我们都会听到雷声,会看到神奇的美丽闪电。尤其是在狂风暴雨的夏夜里,闪电尤其的闪亮。它犹如利刃一般,优美的划破天空。

那么大家想过没有,闪电的世界又是什么样子的?

通过书本和网络,可以了解到,闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。

暴风雨中的云层会产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,还在地面产生阳电荷,并会跟随着云层移动。因正电荷和负电荷彼此相吸,但空气却不是良好的传导体,所以正电荷便会转向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图与带有负电的云层相遇。负电荷枝状的触角则向下伸展,越向下伸就越接近地面。最终正负电荷终于克服空气的阻障而相连,巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云层涌去,产生出一道明亮夺目的闪光。

一道闪电的长度通常只有数百米,最长的可达数千米。其产生的电压可以达到十亿瓦特,温度可以达到摄氏二万多度,是太阳表面温度的三至五倍。它的极度高热使沿途空气剧烈膨胀,空气移动迅速,从而形成波浪并发出声音。

平时大家看到的闪电,其形状基本都是线状和枝状的,其实还有一种很神秘的球状。

球状闪电又叫电光火球,俗称滚地雷。通常在雷暴时发生,近似圆球,十分明亮,与大家常见到的闪电有很大不同。

科学上还没有对球状闪电有确切的定义,从气象专家的介绍来看,突发雷雨天气时,带电云层离地面很近,地面又有一些突出物体产生感应电荷,两者之间形成放电,因此形成了球状闪电。

闪电除了形状不同外,其色彩也是有差异的。以白色最为常见,此外还有红色、紫色、黑色等等。

之所以会出现各种颜色,是由于闪电的能量、大气主要成分及云层厚度等条件影响所致。比如,能量较高的闪电可以激发相对较多的短波段光谱,会出现紫色、蓝色的闪电。如果闪电能量较低,则激发较多的近红外波段光谱,则闪电呈现为红色。另外,受云层漫反射影响,我们肉眼捕捉到的穿过云层的闪电会呈现不同的颜色。

对于神奇闪电了解,从美国著名的科学家本杰明·富兰克林在暴风中升起他的风筝验证闪电现象开始,也已经过去两百多年了。

在1749年到1751年间,富兰克林仔细观察和研究了雷、闪电和云的形成,提出了云中的闪电和摩擦所产生的电性质相同的推测。

1752年他在费城进行了震动世界的电风筝实验:在雷电交加的情况下,利用风筝将大气电收集到莱顿瓶中,使其充电,由此证明了他所提出的“闪电和静电的同一性”的设想。

时至今日,科学家们仍然对这耀眼的、甚至是危险的闪电现象而着迷,依旧在不断地探索。