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物理知识大科普——闪电的分类及形成原理

时间:2021-11-28 21:43:47

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前段时间,美国佛州,有一个女子幸运值MAX,在拍雨景的时候,意外拍到了正极闪电。

一般人一辈子都见不到的闪电,却被她恰巧拍进了视频当中,真的,小德觉得这位姐姐可以去买彩票了。

这种闪电堪称闪电里的隐藏小BOSS,出现概率连5%都不到,发生原因是云团上部的正电荷大量向下移动,能量比一般闪电强10倍。

正极闪电到底是怎么形成的?

(敲黑板)知识点来了!

什么是正极闪电

闪电一般有三种,由闪电末端通道(flash channel)的形状定义。内云(IC)发生在一朵云云间云(CC),开始和结束于两朵不同的雷云之间,一朵云带正电,另一朵云带负电,形成正负极放电。云对地(CG)发生在云朵和地球之间,也就是能劈死人的天地雷,云朵带正电(正极),地球带负电(负极)。

每种类型的闪电都会有不同的变化,新闻中的正极闪电,就是云对地闪电的一个变种,和负极闪电有着不同的物理特征。

正极闪电

云对地(CG)闪电可以是正的也可以是负的,正负的判断取决于电流从云到地的方向。

大多数CG闪电是负的,负电荷从云端转移到地面,电子沿着闪电通道向下移动。而在正极闪电中电子沿着闪电通道向上移动。

由于电荷感应,云层下的地面带上了正电,于是在天地之间,形成了一个高达几百万伏的电场。

因为空气是电的不良导体,所以地面的正电荷就顺着树、高山、高楼和人向上移动,同云层的负电荷结合。

不良导体

良导体是明显导电,电阻较小的导体。

不良导体是导电能力差的导体,或者绝缘体。

良导体和不良导体准确的分类是,导体、半导体、绝缘体。

半导体(不良导体)的导电能力在绝缘体和导体之间,虽然导电,但和导体相比载流子较少,很容易出现饱和,体现在电阻或电容过大,U/I不是定值,不可套用R=U/I。

与此同时,云层的负电荷向地面发射。每发射一次,就离地面越近,最后,克服空气阻力,正负电相遇。沿着一个导电的空气通道,大量的正电荷从地面拥向云端,迸发出耀眼的亮光。

普通的闪电温度达3万至5万华氏度,相当于太阳表面温度的3至5倍。

路人闪电

线状闪电

带状闪电

线状闪电是最常见的闪电,犹如枝杈丛生的一根树枝,蜿蜒曲折。

带状闪电与线状闪电相似,只是亮的通道比较宽,看上去好像一条较亮的亮带。

球状闪电

球状闪电一般发生在线状闪电之后,是一个直径为20厘米左右的火球,发出红色、黄色、绿色的光。

火球在空中随风飘移,喜欢沿物体边缘滑行,还能穿过缝隙进入室内,当它将要消失时会发生震耳的爆炸声。

联珠状闪电

联珠状闪电非常罕见,紧跟在线状闪电之后接踵而至,几乎没有时间间隔。看起来好像一条在云幕上滑行或者穿出云层而投向地面的发光点的连线,也像闪光的珍珠项链。

片状闪电

片状闪电也是一种比较常见的闪电形状。它看起来好像是在云面上有一片闪光。这种闪电可能是云后面看不见的火花放电的回光,或者是云内闪电被云滴遮挡而造成的漫射光,也可能是出现在云上部的一种丛集的或闪烁状的独立放电现象。

超级闪电

闪电的种类那么多,强弱的差距也比较大,超级闪电和黑色闪电,就是众多闪电中的佼佼者,厉害的很。

超级闪电指的是那些威力比普通闪电大100多倍的稀有闪电。普通闪电产生的电力约为10亿瓦特,而超级闪电产生的电力则至少有1000亿瓦特,甚至可能达到万亿至100000亿瓦特。

纽芬兰的钟岛在1978年显然曾受到一次超级闪电的袭击,连13公里以外的房屋也被震得格格响,整个乡村的门窗都喷出蓝色火焰。

黑色闪电是闪电中颜色不一样的烟火。一般闪电多为蓝色、红色、白色,或黑色闪电。

黑色闪电是由分子气凝胶聚集物产生出来的,而这些聚集物是发热的带电物质,极容易爆炸或转变为球状的闪电,危险性极大。

黑色闪电一般不易出现在近地层,如果出现了,则较容易撞上树木、桅杆、房屋和其他金属,一般呈现瘤状或泥团状。

黑色闪电看着像一团脏东西,很容易被人们忽视,但它本身却载有大量的能量,所以,它是“闪电族”中危险性和危害性均较大的一种。

闪电的活动规律

地质条件土壤电阻率的相对值较小时,有利于电荷很快聚集。局部电阻率较小的地方容易受雷击,电阻率突变处和地下有导电矿藏处容易受雷击;实际上接地网电阻率,会增大雷击概率。

地形条件山谷走向与风向一致,风口或顺风的河谷容易受雷击,山岳靠近湖、海的山坡被雷击的概率较大。

地物条件有利于雷雨云与大地建立良好的放电通道。空旷地中的孤立建筑物,建筑群中的高耸建筑物容易受雷击。大树、接收天线、山区输电线路容易受雷击。符合尖端放电特性的基站铁塔,建成后也会增大雷击的概率。

这些关于闪电的知识是不是很有趣,你学会了么?

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