雷电前世今生
01
世界各地的先民是怎样认识和解释雷电的呢?
关于雷电世界各地流传着很多不同的神话传说,如《山海经?海内东经》所记载的“龙首而人头。”鼓其腹而有闪电的雷神,又如希腊神话中执闪电权杖维持秩序的众神之王宙斯。亦或是北欧神话中奥丁之子雷神托尔,都是先民所认知的关于雷电力量的掌控者。神话是远古先民在那个生产力和认知能力极度匮乏的时代对自然的伟力和无法解释的现象的最初解释。
02
科技发达的当下又是如何解释雷电的呢?
当下认为的雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。但这一现象的内含有较为复杂的物理现象,今天我们就来揭开它的神秘面纱。
雷电中的物理原理
01
为何雷电跟着云层移动?
雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云顶部一般较高,可达20公里,云的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。基于正负电荷互相吸引的原理使得地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动。
02
闪电的力量真的来自于天上吗?
闪电的力量本质是一股超强电流,电流产生的条件是必不可少的条件:电位差、导体以及一个“通路”。在积雨云形成以后,云的上、下部以及云的下部和地面之间形成一个巨大电位差(电位差具备)。
因为正电荷和负电荷彼此相吸,大地上的正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图和带有负电的云层底部相遇。同时云端的负电荷会成枝状的触角向下伸展试图与正电荷相遇——这时构成了通路的基本条件(这也解释了为何闪电会成枝状)但是阻隔在空气触角和地面之间的还有一部分空气。当触角越向下伸越接近地面,最后一部分空气在双方加入的电压足够大时瞬间被击穿(通路、导体具备),正负电荷连接上,巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云端涌去,产生出一道明亮夺目的闪光,所以其实闪电的力量(电)是来自地面。
03
“轰隆”声从何而来?
由于根据能量守恒定律,闪电的能量会不同程度的转化为光能热能。据观察闪电的温度可以达到摄氏一万七千度至二万八千度不等,也就是等于太阳表面温度的3~5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀,由于闪电通道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波(热能到机械能),导致强烈的雷鸣,这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。
生活中哪些地方易遭受雷击呢
一般来说,雷击容易发生在土壤电阻率较小和土壤电阻率变化明显的地方,换而言之就是正电荷容易到达的地方。
生活中常见的地方有:河床、孤立的铁塔、地下水出口处、山坡与稻田接壤处、山坡和山脚下、河边、湖边、海边、烟囱等高大建筑物以及树木较多的地方。家庭之中浴室也是雷击高发区呦!
雷神托尔温馨提示要遵守下面的操作呦!1.大风、雷雨等恶劣天气中,应尽量减少外出。如必须外出行走时,应仔细地观察地形、谨慎行路,以免踩到电线。应避免在电线杆、铁塔等电力设施附近走动,遇到垂落的电线也应绕行。
2.外出行走时不要赤脚。
3.在室内,如遇雷雨大风天气,应及时将正在运转的家用电器关闭,并拔出插头;不要赤手赤脚去修理家中带电的线路或设备;如果不慎家中浸水,应立即切断电源,以防止正在使用的家用电器因进水、绝缘损坏而发生事故。
4.雨天在外行走时,要注意观察,不要与路灯杆、信号灯杆及落地广告牌的金属部分接触,有积水的地方应绕行。
5.发现配电盘、厢式变电站等电力设施被水淹没后,在自己与其他人员不靠近的同时,要及时通知供电部门进行处理。
图片来源网络
动画来自《十万个冷笑话2》
图文:任延磊王佳玮
审核:李逸萱王耀一陈凯璇
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