下雨天会打雷,雷是如何去产生的?
几个世纪以来,雷声的成因一直是猜测和科学探究的主题。早期认为它是由神灵制造的,但古希腊哲学家将其归因于自然原因,例如风吹云(阿那克西曼德、亚里士多德)和云中空气的运动(德谟克利特)。罗马哲学家卢克莱修认为这是冰雹在云层中碰撞的声音。在 19 世纪中叶,公认的理论是闪电会产生真空,而真空的崩溃会产生所谓的雷声。
在 20 世纪,人们一致认为,由于闪电通道中等离子体的突然热膨胀,雷声必须以空气中的冲击波开始。通过光谱分析测量的闪电通道内部的温度在其存在 50 μs 期间发生变化,从初始温度约 20,000 K 急剧上升至约 30,000 K,然后逐渐下降至约 10,000 K。平均值约为 20,400 K ( 20,100 °C;36,300 °F)。这种加热会导致快速向外膨胀,以比声音传播的速度更快的速度冲击周围较冷的空气。
由此产生的向外移动的脉冲是一种激波,原理上类似于爆炸形成的激波,或者在超音速飞机的前部。在靠近震源的地方,雷声的声压级通常为 165-180dB,但在某些情况下可能会超过 200dB。
模拟闪电的实验研究产生了与该模型基本一致的结果,尽管对该过程的精确物理机制仍有争议。还提出了其他原因,依赖于作用在闪电中的等离子体上的巨大电流的电动效应。雷声中的冲击波足以对附近的人造成财产损失和伤害,例如内挫伤。 雷声会使附近人的耳膜破裂,导致听力永久性受损。 即使没有,也可能导致暂时性耳聋。
闪电是由于云具有高电势而地面具有低电势,从而放电,产生闪电,发出光亮。