雷电的产生效应有什么

雷电在下雨天的时候经常可以看见 , 然而大部分的人都会想要知道雷电是怎么产生的 。下面为您精心推荐了雷电产生的科学原理 , 希望对您有所帮助 。
雷电的科学原理
雷电是雷雨云中的放电现象 。形成雷雨云要具备一定的条件 , 即空气中要有充足的水汽 , 要有使湿空气上升的动力 , 空气要能产生剧烈的对流运动 。春夏季节 , 由于受南方暖湿气流影响 , 空气潮湿 , 同时太阳辐射强烈 , 近地面空气不断受热而上升 , 上层的冷空气下沉 , 易形成强烈对流 , 所以多雷雨 , 甚至降冰雹 。而冬季由于受大陆冷气团控制 , 空气寒冷而干燥 , 加之太阳辐射弱 , 空气不易形成剧烈对流 , 因而很少发生雷阵雨 。但有时冬季天气偏暖 , 暖湿空气势力较强 , 当北方偶有较强冷空气南下 , 暖湿空气被迫抬升 , 对流加剧 , 就会形成雷阵雨 , 出现所谓“雷打冬”的现象 。
气象专家还说 , 雷暴的产生不是取决于温度本身 , 而是取决于温度的上下分布 。也就是说 , 冬天虽然气温不高 , 但如果上下温差达到一定值时 , 也能形成强对流 , 产生雷暴 。冬打雷在中国很少见 , 但在加拿大多伦多的冬天就经常出现 空气极不稳定的时候 , 容易发生强烈的向上对流运动 , 而形成高耸的积雨云 , 云中充满上上下下奔窜的水汽 , 就会产生静电 , 云的上端会产生正电荷 , 云的下端会产生负电荷 , 地面又是正电荷 , 那么 , 正、负电荷之间有空气作为绝缘体 , 若正、负电荷间的电压差 , 大到可以冲破绝缘体的空气 , 使空气在瞬间膨胀爆炸、发热发光 , 发光就是闪电 , 膨胀爆炸发出巨大声响就是打雷 。
雷电的含义
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 。
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 。
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 。
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 。
至于到底是由哪种效应 , 或者哪几种效应共同作用的结果 , 科学界尚无定论 , 并且分歧很大 。
目前 , 科学上的几种解释雷雨云带电的理论 , 都是从物理角度入手 , 来解释云是如何带电这个物理现象的 。至于到底是由哪种效应 , 或者哪几种效应共同作用的结果 , 科学界尚无定论 , 并且分歧很大 。
雷电的产生效应
紫外线光解水带电效应:中国科学家的新观点 , 从光化学反应角度来解释这个物理现象:雷雨云带电 , 是由于高空中的云朵受到<258nm的紫外线照射 , 发生光化学反应而伴随产生的一个物理现象 。
雷雨云中电荷产生的类似臭氧层中臭氧产生的原理 。雷雨云的空间分布大约在1000米—10000米的高空 , 云团内部的主要物质为水(H2O) , 随着温度和气压的不同 , 云中的水分为固态、液态、气态 , 水的化学键为H—O—H,氢氧键的键能为463/(kJ/mol)=8ev(E=1240/λ),即波长<258nm的紫外线就能够将氢氧键激发断裂 。
化学方程式为:H2O+hv(<258nm紫外线)→H+和OH- 。