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正在进行安全检测...

发布时间：2023-11-28 17:41:55 来源：文档文库

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雷电产生的科学原理是什么雷电产生的科学原理是什么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。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。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=4.8ev(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-。H—OH在被波长<258nm的紫外线照射激发时，原子键断裂的那一瞬间，H粒子夺取电子的能力远弱于OH，所以，在断裂时，H粒子失去电子变为H+，OH夺得电子变为OH-(臭氧层中，氧气分子键被紫外线照射激发断裂时，由于两个氧原子夺取电子的能力相同，不存在带电的问题。

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