Question

“雷”是怎么产生的？

Answer 1

名侦探柯基 -十万个为什么 第六十六期

天上的 云 有的是正极，有的是 负极 。两种云碰到一起时，就会发出闪电，同时又放出很大的热量，使周围的空气受热，膨胀。瞬间被加热膨胀的空气会推挤周围的空气，引发出强烈的爆炸式震动。谓之“打雷”。

雷雨季节的闪电与高压电场中的绝缘物质电离击穿导电是一个道理。在雷雨天气，带电云层所形成的高压电场强度是很高的。通常，带电云层对大地放电一般是这种情况，其云层属于正电荷区高电位，大地处于负电荷区低电位。空气原本是不导电的，但在强大的电场力作用下，气体原子核最外层的电子就会受到电场力的激发而产生跃迁飘逸而形成带电离子。获得电子的原子称其为负离子，失去电子的原子称其为正离子。在电场力的作用下，带电离子可形成电子流。另外，绝缘体的电子受原子核的引力场作用较强，也可称其为原子核对电子的束缚力，在一般的外加电力场中其外围电子呈现为较大的惰性状态很难激发脱离轨道成为带电离子。如果外加电场力超过了其绝缘体原子核对电子的束缚力，也就是电子的受激发状态，那么其绝缘体就会形成我们常说的击穿状态而参与导电。在自然界的物质中，天然云母的电导惰性最大，其次是玻璃、陶瓷、塑料等类。 空气是一般的绝缘介质，而纯正单一的气体其原子核外围电子的游离惰性也是很强的。然而空间气体中的成分并不纯正，也掺杂有其他的物质颗粒或者是水分子而极易构成低电场下形成的离子态。介质击穿电离导电，是电工学中常用的专业术语。面对自然界所形成的强大电场，由空间气体形成的绝缘介质是微不足道的，数亿伏特的电压场很容易将气体核外电子激发游离而成为带电离子参与导电。绝缘介质击穿就是绝缘物质构成的离子态，高压电场形成的弧光放电现象，就是绝缘介质核外电子被激发游离后形成的能量释放所产生的光辐射。

雷与闪电，是由空间气体的核外电子被电场激发后形成等离子导电状态，同时也伴随了光辐射和热效应的产生。由于光以及热辐射的作用使其周围空气温度急剧的增加从而产生热膨胀，进而又推动空气形成震荡波，也就是我们听到的雷暴声。空气中的水分子浓度越大杂质越多，被高压电场击穿电离的可能性就越大，闪电的发生几率和强度也就越高。雷电电场强度有两种因素，其一，闪电的光辐射强度以及雷暴分贝系数也与电场的强度有关，带电云层与地面的距离越近，电场强度就越大。其二，带电云层的电荷量越大，电场强度也就越高，电场强度也与电荷的聚集速度有关。电场放电时间的延续与云层电荷聚集的速度也存在着一定的关联性，也是我们平时所说的闪电持续的时间以及光耀度的变化范围。

云层之间的雷暴闪电，是属于强大的云间正负电荷构成的高压电场，在电场力的作用下，气体被击穿后形成的正负电荷碰撞产生的光辐射和空气冲击波效应，这类似于带有正电荷云层对大地的放电现象。云层电荷聚集的数量越多，高压静电场力越大，其雷电光辐射强度以及雷暴冲击波声音分贝系数也就越强。平时，我们能从闪电的光强度和雷暴声音分贝系数中就能够判断出雷电的能量。在同一距离，闪电的辉光越强烈，产生的热辐射能越大，从而对金属导体产生的磁电感应量也就越高。闪电所发出的光谱是从紫外线至红外线之间范围，同时也会伴随强磁场辐射而破坏电力及通讯设备和形成大自然的雷电灾害。

打雷的时候需要注意什么？

1.在打雷下雨时，严禁在山顶或者高丘地带停留，更要切忌继续蹬往高处观赏雨景，不能在大树下、电线杆附近躲避，也不要行走或站立在空旷的田野里，应尽快躲在低洼处，或尽可能找房层或干燥的洞穴躲避。

2.雷雨天气时，不要用金属柄雨伞，摘下金属架眼镜、手表、裤带，若是骑车旅游要尽快离开自行车，亦应远离其它金属制物体，以免产生导电而被雷电击中。

3.在雷雨天气，不要去江、河、湖边游泳、划船、垂钓等。

4.在电闪雷鸣、风雨交加时，若旅游者在旅店休息，应立即关掉室内的电视机、收录机、音响、空调机等电器，以避免产生导电。打雷时，在房间的正中央较为安全，切忌停留在电灯正下面，忌依靠在柱子、墙壁边、门窗边，以避免在打雷时产生感应电而致意外。

当发生雷击时，旅伴应立即将病人送往医院。如果当时呼吸、心跳已经停止，应立即就地做口对口人工呼吸和胸外心脏按摩，积极进行现场抢救。千万不可因急着运送去医院而不作抢救，否则会贻误病机。有时候，还应在送往医院的途中继续进行人工呼吸和胸外心脏按摩。此外，要注意给病人保温。若有狂躁不安、痉挛抽搐等精神神志症状时，还要为其作头部冷敷。对电灼伤的局部，在急救条件下，只需保持干燥或包扎即可。

雷雨天气发生时，即使在安装了避雷针的情况下，也应该迅速拔掉室内电视、电冰箱以及天线电源的插头，防止空间电磁波干扰造成不必要的损失。此外，从电闪雷鸣的形成和发生过程来看，空旷场地上、建筑物顶上、高大树木下、靠近河湖池沼以及潮湿地区是雷击事故多发区。

在室外，要考虑到雷电活动区域，看雷电活动远近，一般是听雷声就能判断出远近，不要躲到避雷针和大树下面。在空旷的地方不要打雨伞，因为雨伞有针尖，电场强度要集中些。要蹲下来，两脚并拢。

如遇雷雨天气，市民最好躲入一栋装有金属门窗或设有避雷针的建筑物内。一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦这些建筑物或汽车被雷击中，它们的金属构架或避雷装置或金属本身会将闪电电流导入地下。

本文由  名侦探柯基  整理发布

2020年9月14日

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