雷电是怎么形成的

雷电是由雷云（带电的云层）对地面建筑物及大地的自然放电引起的，它会对建筑物或设备产生严重破坏。因此，对雷电的形成过程及其放电条件应有所了解，从而采取适当的措施，保护建筑物不受雷击。 在天气闷热潮湿的时候，地面上的水受热变为蒸汽，并且随地面的受热空气而上升，在空中与冷空气相遇，使上升的水蒸汽凝结成小水滴，形成积云。云中水滴受强烈气流吹袭，分裂为一些小水滴和大水滴，较大的水滴带正电荷，小水滴带负电荷。细微的水滴随风聚集形成了带负电的雷云；带正电的较大水滴常常向地面降落而形成雨，或悬浮在空中。由于静电感应，带负电的雷云，在大地表面感应有正电荷。这样雷云与大地间形成了一个大的电容器。当电场强度很大，超过大气的击穿强度时，即发生了雷云与大地间的放电，就是一般所说的雷击。

谈到了雨的形成，也要谈一下伴随着下雨的雷电，下雨前或下雨时常伴随着剧烈的雷电。闪电、打雷是人们经常见到、经常思考的自然现象，雷电是哪里来的，雷电是怎样产生的？ 其实雷电是水蒸气相变成雨时的附产物。我们在讨论摩擦生电时，谈到丝绸、皮毛等天然物质能与自然有很好的交流，能把摩擦所携带的电荷传到周围的大气之中，可见大气之中总是蕴含着大量的电荷（主要是负电荷），大气中的电荷总是蕴藏在水蒸气之中。 因为在大气中，相对于氮气、氧气，水蒸气的分子较大；相对于二氧化碳，水蒸气的核外电子数少，又是围绕着三核心（两个氢和一个氧）进行着空间立体运转，因而水蒸气三核心的外电子不饱满，空气中的游离电子易于受到水蒸气核心的吸引，成了水蒸气核外电子的加入组成部分。每个水蒸气分子都加入了额外的电子，于是，水蒸气成了大气中负电荷的载体，也可以认为水蒸气是大气中的微型电容。 下雨前，水蒸气遇到低温，水蒸气的价和电子速率降低，由空间立体运转进入到扭曲运转，水蒸气凝华，分子相互吸引、相聚，形成由气体到液体的相变，这时水蒸气中的加入成分——多出的电子就没有了藏身之地，水蒸气聚合成云，多出的电子形成了云层中游离的电荷，多出的电荷没有了去处、被驱赶，形成了非常规电磁波——形成了云层里的电压。 云层是大量水蒸气相变成小水滴的集合，因而附近也就聚集了大量的电荷，能形成很高的电压。云层之间、云层与大地之间电位差巨大，冲开一条路，就是壮观的闪电现象。电荷在大气中穿行，引起空气剧烈地震动，形成了隆隆的雷声。 闪电和雷声告诉我们，空气中已经有大量的水蒸气凝结成了水汽，预示着有可能要下雨了。（干打雷的现象也时有发生，因为下雨与温度、湿度、气压、气流等诸多因素有关。） 冬天，气温低，价和电子速率较低，空气中的水蒸气大部分都凝结成水或冰，所以冷空气较为干燥，所含的水蒸气少，所携带的电荷少，所以冬天较少打雷。 干燥天，大气中的水蒸气少，多出的电荷没有了去处，容易在环境中游荡、聚集，容易形成高电压，易于发生静电放电现象。 由于大气中水蒸气富含着多出的电子，使每个水蒸气分子的电荷不是平衡的，经常是带有负电荷，在地球磁场的作用下，水蒸气分子伴随大气按右手定则方向（自西向东）运动，于是就形成了地球上的环流风。 要证实以上雷电说法可做一个简单的实验：把一个电容器置于密闭的容器中，在较热的环境中向容器内通入少量的水蒸气和负电荷，测量电容器的电容量；然后把密闭容器置于较冷的环境中，让水蒸气凝结，再来测量，你会发现此时电容器的电容量会明显增加。如果制作一个大型的类似装置，可以模拟人造雷电。 除了水蒸气外，自然界的甲烷、乙（丙、丁）烷气体分子也符合体积较大、价和电子数少的特征，也能吸纳大气中游离的电子。在骤冷的高寒地带，丙烷、丁烷气体发生凝华，大量的多出电子没有了藏身之地，挤在正在凝华的气体周围，使气体形成了一个带电的球形气体团，内裹着（丙、丁）烷液体在地面滚动，形成了神秘恐怖的地滚雷。 这样，我们就以核外电子规律运转——速率及线路随温度规律变化的基本观点，简洁、系统地阐释了水蒸气如何相聚成雨，及伴随着下雨前的雷电的形成。而在电子云理论的笼罩之下，这些常见的自然现象是无法解释的，是自然之谜。

雷雨云起电的机理目前主要有四种理论：
　　1、水滴破裂效应：云中水滴在高速气流中作激烈运动，分裂成一些带负电的较大颗粒和带正电的较小颗粒，后者同时被上升气流携带到高空，前者落在低空，这样正负两种电荷便在云层中被分离，这也就是造成90%的云层下部带负电的原因。
　　2、吸电荷效应：由于宇宙射线或其它电离作用，大气中存在正负离子，又因为空间存在电场，在电场力的作用下正负离子在云的上下层分别积累，从而使雷雨云带电，又称感应起电。
　　3、水滴冻冰效应：水滴在结冰过程中会产生电荷，冰晶带正电荷，水带负电荷，当上升气流把冰晶上的水分带走时，就会导致电荷的分离，而使雷雨云带电。
　　4、温差起电效应：实验证明在冰块中存在着正离子（H+）和负离子（OH-），在温度发生变化时，离子发生扩散运动并相互分离。积雨云中的冰晶和雹粒在对流的碰撞和摩擦运动中会造成温度差异，并因温差起电，带电的离子又因重力和气候作用而分离扩散，最后达到一定的动态平衡。
　　综上所述，雷雨云起电可能是某一机理也可能是多种机理的效应而产生的。
　　电线杆尖端的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，就会发生尖端放电
　　强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电,他属于一种电晕放电。他的原理是物体尖锐处曲率大，电力线密集，因而电势梯度大，致使其附近部分气体被击穿而发生放电。如果物体尖端在暗处或放电特别强烈，这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕
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