為什麼會有雷電?
為什麼會有雷電
“閃電”對我們來說是司空見慣的現象。夏天，每當天空烏雲密佈時，時常會出現雷聲隆隆、電光閃閃。但是若問你：“雷電是怎麼形成的？”回答就困難了。 18世紀以前，中國古代，認為雷電是雷公、電母製造出來的。西方人相信雷電是上帝發怒的結果，誰做壞事，上帝就用雷電來懲罰他。因此人們對雷電總懷有恐懼心理。一些不相信上帝的有識之士試圖解釋雷電的起因。最早探索出雷電奧祕的是美國科學家富蘭克林。他用風箏實驗，證明了天上的電與地上的電是相同的，“閃電就是電火花”。但時至今日，科學家們仍然還沒有完全弄明白雷電到底是怎麼產生的。翻騰不息的雲朵為什麼會帶上大量的正、負電荷。要求得這個問題的答案，比在雷雨時放風箏，把雷電引到地面上來困難得多。 為了揭開閃電之謎，科學家把氣球放到雷電雲層中進行探測；派飛機圍繞雷電雲層飛行，甚至穿越雷電雲層；用火箭觸發閃電，等等。但是通過這些活動，對雷電的瞭解仍是微不足道。 科學家們發現：在多數情況下，雷電雲層的厚度超過3千米才可能產生閃電。雲層上部往往帶正電，雲層底部帶負電。當正、負電荷間的電場足夠強時，就擊穿空氣，產生閃電。一般而言，雲層越厚，雷電越激烈。但是，到底是什麼驅使正、負電荷分開的呢？不少科學家認為，降雨可能是個原因。他們解釋說：下落的大雨滴或冰球攜帶負電荷，而像小塵粒和冰晶這樣的帶正電的微粒就在雲層上部積累起來，結果就使雲層上部帶正電，下部帶負電。產生了足以引起閃電的電場。但這種解釋也難免牽強，因為閃電經常發生在降雨之前，而不全是降雨後或降雨過程中。另外，也無法解釋在火山爆發時為何也會產生閃電現象。 於是，有人又提出另一種看法：認為雷電雲的電荷是在雲層外產生的，大氣中的過量正電荷被吸附到上部雲層裡，它們又吸引雲層上方大氣中的負電荷，這些負電荷就附著在不斷被氣流裹挾而下的雲粒上。正負電荷的分離正是這些上下運動的劇烈氣流在起作用。 然而，這一假說也並未得到證實。看來要解釋清楚這一自然現象，並不那麼容易，還需要進一步瞭解雷電雲的內部作用過程，方能令人滿意地解釋閃電現象。但即使這一問題解決了，也還有其他的問題有待去弄清楚。例如，為何閃電通常總是怪模怪樣地呈“之”字形？（當然也有一種球狀閃電，這也是一個“謎”）為什麼閃電更多地發生在陸地上而不是水面上？為什麼閃電總髮生在夏天，而不是冬天呢？為什麼雷電通常會擊毀高處的物體，但又並非總是如此呢？
為什麼天空會有雷電
閃電的成因
雷暴時的大氣電場與晴天時有明顯的差異，產生這種差異的原因，是雷雨雲中有電荷的累積並形成雷雨雲的極性，由此產生閃電而造成大氣電場的巨大變化。但是雷雨雲的電是怎麼來的呢? 也就是說，雷雨雲中有哪些物理過程導致了它的起電?為什麼雷雨雲中能夠累積那麼多的電荷並形成有規律的分佈?本節將要回答這些問題。前面我們已經講過，雷雨雲形成的宏觀過程以及雷雨雲中發生的微物理過程，與雲的起電有密切聯繫。科學家們對雷雨雲的起電機制及電荷有規律的分佈，進行了大量的觀測和實驗，積累了許多資料並提出了各種各樣的解釋，有些論點至今也還有爭論。歸納起來，雲的起電機制主要有如下幾種：
A.對流雲初始階段的“離子流”假說
大氣中總是存在著大量的正離子和負離子，在雲中的水滴上，電荷分佈是不均勻的：最外邊的分子帶負電，裡層帶正電，內層與外層的電位差約高0．25伏特。為了平衡這個電位差，水滴必須“優先’吸收大氣中的負離子，這樣就使水滴逐漸帶上了負電荷。當對流發展開始時，較輕的正離子逐漸被上升氣流帶到雲的上部；而帶負電的雲滴因為比較重，就留在下部，造成了正負電荷的分離。
B.冷雲的電荷積累
當對流發展到一定階段，雲體伸入0℃層以上的高度後，雲中就有了過冷水滴、霰粒和冰晶等。這種由不同相態的水汽凝結物組成且溫度低於0℃的雲，叫冷雲。冷雲的電荷形成和積累過程有如下幾種：
a. 冰晶與霰粒的摩擦碰撞起電
霰粒是由凍結水滴組成的，呈白色或乳白色，結構比較鬆脆。由於經常有過冷水滴與它撞凍並釋放出潛熱，故它的溫度一般要比冰晶來得高。在冰晶中含有一定量的自由離子(OH-或OH+)，離子數隨溫度升高而增多。由於霰粒與冰晶接觸部分存在著溫差，高溫端的自由離子必然要多於低溫端，因而離子必然從高溫端向低溫端遷移。離子遷移時，較輕的帶正電的氫離子速度較快，而帶負電的較重的氫氧離子(OH-)則較慢。因此，在一定時間內就出現了冷端H+離子過剩的現象，造成了高溫端為負，低溫端為正的電極化。當冰晶與霰粒接觸後又分離時，溫度較高的霰粒就帶上負電，而溫度較低的冰晶則帶正電。在重力和上升氣流的作用下，較輕的帶正電的冰晶集中到雲的上部，較重的帶負電的霞粒則停留在雲的下部，因而造成了冷雲的上部帶正電而下部帶負電。
b. 過冷水滴在霰粒上撞凍起電
在雲層中有許多水滴在溫度低於0℃時仍不凍結，這種水滴叫過冷水滴。過冷水滴是不穩定的，只要它們被輕輕地震動一下，馬上就會凍結成冰粒。當過冷水滴與霰粒碰撞時，會立即凍結，這叫撞凍。當發生撞凍時，過冷水滴的外部立即凍成冰殼，但它內部仍暫時保持著液態，並且由於外部凍結釋放的潛熱傳到內部，其內部液態過冷水的溫度比外面的冰殼來得高。溫度的差異使得凍結的過冷水滴外部帶正電，內部帶負電。當內部也發生凍結時，雲滴就膨脹分裂，外表皮破裂成許多帶正電的小冰屑，隨氣流飛到雲的上部，帶負電的凍滴核心部分則附在較重的霰粒上，使霰粒帶負電並停留在雲的中、下部。
c. 水滴因含有稀薄的鹽分而起電
除了上述冷雲的兩種起電機制外，還有人提出了由於大氣中的水滴含有稀薄的鹽分而產生的起電機制。當雲滴凍結時，冰的晶格中可以容納負的氯離子(Cl-)，卻排斥正的鈉離子(Na+)。因此，水滴已凍結的部分就帶負電，而未凍結的外表面則帶正電(水滴凍結時，是從裡向外進行的)。由水滴凍結而成的霰粒在下落過程中，摔掉表面還來不及凍結的水分，形成許多帶正電的小云滴，而已凍結的核心部分則帶負電。由於重力和氣流的分選作用，帶正電的小滴被帶到雲的上部，而帶負電的霰粒則停留在雲的中、下部。
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為什麼天上會有雷電？？？
風是空氣的水平移動，是由氣壓產生的。 氣壓是由於各地區的氣溫和高度所決定的！ 氣溫是由該地區接受的太陽輻射和反射回大氣層的差量所決定的！ 雨是由雲中的水蒸氣帶來的，雲是大氣塵埃和水蒸氣的混合物。水蒸氣超過飽和度就形成降水啦！ 當雲受到氣壓形成的風的影響開始運動時，在摩擦中容易產生靜電、並且分為兩端一端帶正電，另一端帶負電。當電子足夠多時容易產生放電現象，這就是閃電！ 在放電過程中是會發生劇烈的爆炸聲的，這就是雷電啦！ 太陽、地球、月亮三者的關係是相互影響的，小學時就學“太陽大地球小，地球繞著太陽跑；地球大月亮小，月亮繞著地球跑。”那當然月亮也是繞著太陽在跑啦！ 一般認為月亮和太陽的引力產生了潮汐變化，其中月亮是主要力量。據說地震也和月亮有關呢！甚至有一夥美國人有想用核彈把月亮炸掉到太平洋裡的瘋狂想法呢！
為什麼會有閃電？為什麼會打雷？
閃電形成的原因
氣流在雷雨雲中會因為水分子的摩擦和分解產生靜電.這些電分兩種.一種是帶有正電荷粒子的正電,一種是帶有負電荷粒子的負電.正負電荷會相互吸引,就象磁鐵一樣.正電荷在雲的上端,負電荷在雲的下端吸引地面上的正電荷.雲和地面之間的空氣都是絕緣體,會阻止兩極電荷的電流通過.當雷雨雲裡的電荷和地面上的電荷變得足夠強時,兩部分的電荷會衝破空氣的阻礙相接觸形成強大的電流,正電荷與負電荷就此相接觸.當這些異性電荷相遇時便會產生中和作用(放電).激烈的電荷中和作用會放出大量的光和熱,這些放出的光就形成了[閃電].
大多數的閃電都是連接兩次的.第一次叫前導閃接,是一股看不見的空氣叫前導,一直下到接近地面的地方.這一股帶電的空氣就象一條電線,為第二次電流建立一條導路.在前導接近地面的一剎那,一道回接電流就沿著這條導路跳上來,這次回接產生的閃光就是我們通常所能看到的閃電了.
打雷的原因
現在知道電荷中和作用時會放出大量的光和熱,瞬間放出大量的熱會將周圍的空氣加熱到30000攝氏度的高溫.強烈的電流在空氣中通過時,造成沿途的空氣突然膨脹,同時推擠周圍的空氣,使空氣產生猛烈的震動,此時所產生的聲音就是[雷聲].(不要忘記告訴小寶寶,雷電是同時發生的,因為光速比聲速快很多,所以我們總是先看到閃電後才聽到雷聲的.)
閃電若落在近處,我們聽到的就是震耳欲聾的轟隆聲.閃電若是落在較遠處,我們聽到的是隆隆不覺的雷鳴聲.這是因為聲波受到大氣折射和地面物體反射後所發出的回聲.
雷電發生的必要條件
1.空氣要很潮溼；
2.雲一定要很大塊的；
天氣乾燥的地區一般不容易出現雷電。
閃電的過程
如果我們在兩根電極之間加很高的電壓，並把它們慢慢地靠近。當兩根電極靠近到一定的距離時，在它們之間就會出現電火花，這就是所謂“弧光放電”現象。
雷雨雲所產生的閃電，與上面所說的弧光放電非常相似，只不過閃電是轉瞬即逝，而電極之間的火花卻可以長時間存在。因為在兩根電極之間的高電壓可以人為地維持很久，而雷雨雲中的電荷經放電後很難馬上補充。當聚集的電荷達到一定的數量時，在雲內不同部位之間或者雲與地面之間就形成了很強的電場。電場強度平均可以達到幾千伏特／釐米，局部區域可以高達1萬伏特／釐米。這麼強的電場，足以把雲內外的大氣層擊穿，於是在雲與地面之間或者在雲的不同部位之間以及不同雲塊之間激發出耀眼的閃光。這就是人們常說的閃電。
肉眼看到的一次閃電，其過程是很複雜的。當雷雨雲移到某處時，雲的中下部是強大負電荷中心，雲底相對的下墊面變成正電荷中心，在雲底與地面間形成強大電場。在電荷越積越多，電場越來越強的情況下，雲底首先出現大氣被強烈電離的一段氣柱，稱梯級先導。這種電離氣柱逐級向地面延伸，每級梯級先導是直徑約5米、長50米、電流約100安培的暗淡光柱，它以平均約150000米/秒的高速度一級一級地伸向地面，在離地面5—50米左右時，地面便突然向上回擊，回擊的通道是從地面到雲底，沿著上述梯級先導開闢出的電離通道。回擊以5萬公里/秒的更高速度從地面馳向雲底，發出光亮無比的光柱，歷時40微秒，通過電流超過1萬安培，這即第一次閃擊。相隔幾秒之後，從雲中一根暗淡光柱，攜帶巨大電流，沿第一次閃擊的路徑飛馳向地面，稱直竄先導，當它離地面5—50米左右時，地面再向上回擊，再形成光亮無比光柱，這即第二次閃擊。接著又類似第二次那樣產生第三、四次閃擊。通常由3—4次閃擊構成一次閃電過程。一次閃電過程歷時約0.25秒，在......
為什麼會產生雷電?
雷電是發生在雷雨雲中的電學現象，並且，也只有雷雨雲才可能造成雷電。因此，雷雨雲的存在就成了雷電發生的先決條件。在大多數情況下，雷雨雲在產生雷電的同時，還伴隨著降水，雷雨雲在氣象學裡叫積雨雲。只有發展成熟並伸展得很高的積雨雲才有雷電現象出現。 在發展成熟的積雨雲裡，正電荷集中在雲的上部，負電荷集中在雲的中下部，但在雲的底部，還有一個範圍不大的帶正電荷的區域，這裡上升氣流有局部的極大值。雲中電荷的產生和分佈，與雷雨雲形成的客觀過程以及雲中所發生的微物理過程有關。在雷雨雲的不同部位，聚集了兩種不同極性的電荷，當聚集的電荷達到一定的數量時，在雲內不同部位之間或雲與地面之間就形成了很強的電場。這電場的強度平均可以達到幾千伏特／釐米，局部區域可以高達１萬伏特／釐米。這麼強的電場，足以把雲內外的大氣層擊穿，於是，在雲與地面之間，或者雲的不同部位之間，以及不同雲塊之間激發出耀眼的閃光，這就是閃電。 人們經常看見的閃電形狀是線狀閃電或枝狀閃電，它有耀眼的光線。整個閃電象橫向或向下懸掛的枝叉縱橫的樹枝，又象地圖上支流很多的河流。線狀閃電多數是雲對地的放電，它是對人類危害最大的一種閃電。
為什麼會有雷電？
當兩片雲層帶有同性質的電荷相碰撞時就會產生雷電。也就是同種電荷互相排斥的道理。
為什麼會有雷電
雷 電在氣象學上稱為雷暴。形成雷暴的積雨雲高聳濃密，雲頂常有大量冰晶，雲內垂直方向的熱力對流發展旺盛，不斷髮生起電和放電（閃電）現象，其機制十分複雜。在放電過程中，閃電通道上的空氣溫度驟升，空氣中水滴汽化膨脹，甚至還有電離現象產生，短時間內空氣迅速膨脹，從而產生了衝擊波，導致強烈的雷鳴（打雷）。由於雲中的電荷在地面上引起感應電荷，使雲底與地面之間形成 “閃道”。當電荷積累和其他條件 （如突出的建築物、孤立的煙筒和曠地上的人等等）具備時，就會發生閃電擊地，即雷擊，造成雷電災害。
為什麼會有雷電呢？
雷電是雲層撞擊產生的，很正常的。
雷電為什麼會有分支?
閃電為什麼有枝杈？一次雷電的直徑指的是什麼？ 閃電通常都會把負電荷從雷暴雲帶到地面。在我們看見的閃電的前方有一個帶負電荷的閃電先導，它快速向下移動到雲層的下面，再穿過分佈著正電荷的許多小區域的空氣，來到地面。雲層下方的這些正電荷小區域，是雷暴雲的強電場引起地面尖端放電釋放出大量離子形成的。 帶負電荷的閃電先導在尋找電阻最小的前進通道的過程中會發生分叉，這就是我們看到的閃電枝杈。當某一枝杈的先導接近地面時，其中的負電荷吸引地面尖狀物體——比如草和樹木——的正離子，在雲層和地面之間形成導電通道。此後，從這個先導通道的底部開始，其中的負電荷源源流入地面而消失。隨著電荷向下移動，放電區，亦即所看到的亮光，則向上移動，這就是我們看見的所謂“回擊”。閃電先導的那些沒有到達地面的枝杈，其中的電荷會流向主通道，從而使閃電變得更加明亮。 在拍攝得到的閃電照片上，顯示的先導通道常常會比實際通道要寬，這是底片曝光過量造成的。分析被雷電擊中受毀的物體表明，閃電通道的直徑大致在2毫米到100毫米之間。
麻煩採納，謝謝!