热舞派对max:雷声是如何产生的?

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/04/25 06:46:56

当闪电发生时,周围的空气会剧烈膨胀,膨胀速度将超过音速,并产生冲击波,使人听见巨大的响声,之后听见轰隆隆的声音,是因为声音在云层中反射的缘故~

雷电是天气现象之一。在雷云的形成过程中,某些云团带有正电荷,另些云团带有负电荷。它们对大地的静电感应使地面产生异性电荷。当这些云团电荷积聚到一定程度时,不同电荷的云团之间或云团与大地之间的电场强度就可击穿空气(一般为25-30kv/cm)开始游离放电。我们称这种游离放电为“先导放电”,云团对大地的先导放电是云团向地面跳跃(梯级)式逐渐发展的,当它到达地面时(高出地面的建筑物、架空输电线等),便会产生由地面向云团的逆主放电。在主放电阶段里,由于异性电荷的剧烈中和,会出现很大的电流(一般为几十kA至几百kA),随之发生强烈放电闪光,这就是闪电;强大的电流把闪电通道内的空气急剧加热到一万度以上,使空气骤然膨胀而发出巨大响声,这就是雷,这就形成了雷电。

由于积雨云内有急剧的气流扰动,云中的水珠和冰粒便会分裂而产生电荷。一般来说,积雨云的上部带有正电荷,中下部带负电荷。当正负电荷之间的电压到达某程度时,云与云之间或云与地面之间就会出现放电的现象,发出强烈闪光,这就是我们平时见到的闪电。放电时会产生大量热能,令周围的空气急剧膨胀,产生声音而造成隆隆雷声。

雷声及其产生机制
对于雷的描述已经有两千多年的历史,但是直到1963年Malan(1963)才第一次使用现代术语描述了近处雷电发出的声音。之后Latham(1964), Nakano and Takeuti(1970)以及Uman and Evans(1977)都对雷声进行了实际测量。对雷声的普遍描述是:当闪电打在距观测者100m以内时,出现的声音首先为“咔”声,然后象抽鞭子般的噼啪声,最后变成雷特有的持续隆隆声。Malan(1963)认为“咔”声是由地面向上的主连接先导放电造成的。噼啪声由离观测者最近的回击通道部分产生的冲击波所引起。隆隆声则来自于弯曲放电通道的较高部位。而当闪击点离观测者数百米远时,在第一声炸雷(clap)发生之前,人耳听到的第一声类似于撕布的声音,这种声音持续近一秒钟,接着出现响亮的炸雷。这种撕布的声音起源于(1)垂直的放电通道,其长度与距观测者距离相仿。(2)由地面向上的多个连接先导过程。Hill(1977)曾经从Remillard( 1960)总结出的有关雷的十二条事实中选择了其中 最主要的七个:
(1) 云地闪电通常产生最响的雷。
(2) 在超过十英里左右的距离外偶尔才能闻雷。
(3) 用看到闪电与听到第一次雷声之间的时间间隔可以估计闪击距离。
(4) 大气湍流能减小雷的可闻度。
(5) 紧接强烈雷鸣之后,常有倾盆大雨。
(6) 雷声的强度似乎一地不同于另一地。
(7) 当隆隆声持续时,雷的音调变深沉。

到底闪电与雷声是怎么形成的呢?
其实大多数的闪电都是连击两次,第一击是一股看不见的带电空气,一直下到地面,或是由地面到达空中,它就像是一个开路先锋,为第二次的闪电带路,当第一击的闪电打下来的那一瞬间,一道回击电流就延着先前所开的路跳上来,于是就发生看的见的闪电,所以说,看的见的闪电是第二击。 这种回击电流有一个电力核心,它的周围有一圈像管子一样的炙热空气把它套住,由于磨擦,这层热空气就会发光膨胀和爆炸,爆炸发生时差不多马上就看到闪电,但是雷声总是稍后才到,这是因为声音的速度是340m/s ,而光的速度是30万km/s,光的速度远比声音的速度要来的快,所以总是先看到闪电而后才听到雷声,决对不是因为眼睛长在前面;耳朵长在后面的原因。