打雷时电是如何形成的?

打雷时电是如何形成的?
打雷时电是如何形成的?

打雷时电是如何形成的?
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自然现象.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.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.因此,云的上、下部之间形成一个电位差.当电位差达到一定程度后,就会产生放电,这就是我们常见的闪电现象.闪电的的平均电流是3万安培,最大电流可达30万安培.闪电的电压很高,约为1亿至10亿伏特.一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦,相当于一座小型核电站的输出功率.放电过程中,由于闪道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣.
暴风云通常产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动.阳电荷和阴电荷彼此相吸,但空气却不是良好的传导体.阳电奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图和带有阴电的云层相遇；阴电荷枝状的触角则向下伸展,越向下伸越接近地面.最后阴阳电荷终于克服空气的阻障而连接上.巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去,产生出一道明亮夺目的闪光.一道闪电的长度可能只有数百千米,但最长可达数千米.
闪电的温度,从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.空气移动迅速,因此形成波浪并发出声音.闪电距离近,听到的就是尖锐的爆裂声；如果距离远,听到的则是隆隆声.你在看见闪电之后可以开动秒表,听到雷声后即把它按停,然后以3来除所得的秒数,即可大致知道闪电离你有几千米.
为了防止触电所以一般不能在树下躲雨.

电是自然现象，在古代人们是通过‘闪电’发现它的存在的。在古代中国，古人认为电的现象是阴气与阳气相激而生成的，《说文解字》有“电，阴阳激耀也，从雨从申”。《字汇》有“雷从回，电从申。阴阳以回薄而成雷，以申泄而为电”。在古籍论衡(Lun Heng，约公元一世纪，即东汉时期)一书中曾有关于静电的记载，当琥珀或玳瑁经摩擦后,便能吸引轻小物体，也记述了以丝绸摩擦起电的现象，但古代中国对于电并没有太多了解。 ...

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电是自然现象，在古代人们是通过‘闪电’发现它的存在的。在古代中国，古人认为电的现象是阴气与阳气相激而生成的，《说文解字》有“电，阴阳激耀也，从雨从申”。《字汇》有“雷从回，电从申。阴阳以回薄而成雷，以申泄而为电”。在古籍论衡(Lun Heng，约公元一世纪，即东汉时期)一书中曾有关于静电的记载，当琥珀或玳瑁经摩擦后,便能吸引轻小物体，也记述了以丝绸摩擦起电的现象，但古代中国对于电并没有太多了解。 西元前600年左右，希腊的哲学家‘泰利斯’（Thales,640-546B.C.）就知道琥珀的摩擦会吸引绒毛或木屑，这种现象称为静电(static electricITy)。而英文中的电（Electricity）在古希腊文的意思就是“琥珀”(amber)。希腊文的静电为(elektron) ，产生静电有几种现象： ①接触分离电：不同物质有不同的化学势能，接触产生静电。②摩擦带电③剥离带电：物质原有的电荷平衡被打破，两边带上相反的电荷，同种物质的剥离和不同物质间的剥离者会产生静电④断裂带电：原有的能量平衡被打破导致两面相反电荷⑤传导带电导体的静电通过接地或电位连接即可消除⑥感应带电：带电体产生电场，电场中的导体因电荷转移而带电。 1603 英国 吉伯特(William Gilbert,1603-1640)指出地球为一大磁铁。并以希腊语定义「electron」(电子)一词。 1660 德国 朱利克( Ott von Guerick,1602-1686)制造摩擦起电机。 1703 荷兰商人从塞伦岛将加热后能产生电的石头带到日本。 1729 英国 格雷(Gray,-1736)认为物质可分导体与绝缘体。 1732 美国 富兰克林主张电为一流体说。 1733 法国 迪非(Deffe, 1698-1739)发现正负电并提出电为二流体说。 1744 荷兰 莫欣普克(Pieter von Musschenbroek)发明来顿瓶。 1752 美国 富兰克林(Franklin,1706-1790)用风筝实验，证明雷和摩擦电性质相同，因而发明避雷针。 1753 英国 约翰(John Canton,1718-1772)发现静感应装置，向皇家协会报告静电感应。 1772 意大利 加凡尼(Galvani,1737-1798)提出带电体间的平方反比定律、介电常数概念。 1775 意大利 伏特设计起电盘。 1779 法国 库仑提出摩擦定律。 1780 意大利 加凡尼(Galvani,1737-1798)发现两种不同金属相碰会产生，并称为动物电。 1785 法国 库仑(Columb,1736-1806)发现带电体相互间之静电平方反比定律及磁极间之磁力，是为所谓之库仑定律。 1799 意大利 伏特(Volta,1745-1827)发明电堆及电池。 1800 意大利 伏特在英国皇家协会发表关於伏打电池的论文。
编辑本段近代研究
18世纪时西方开始探索电的种种现象。美国的科学家富兰克林（Benjamin Franklin,1706～1790）认为电是一种没有重量的流体，存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就称为带正电；若少于正常份量，就被称为带负电，所谓“放电”就是正电流向负电的过程（人为规定的），这个理论并不完全正确，但是正电、负电两种名称则被保留下来。此时期有关“电”的观念是物质上的主张。 富兰克林做了多次实验，并首次提出了电流的概念，1752年，他在一个风筝实验中，将系上钥匙的风筝用金属线放到云层中，被雨淋湿的金属线将空中的闪电引到手指与钥匙之间，证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。 1821年英国人‘法拉第’完成了一项重大的电发明。在这两年之前，奥斯特已发现如果电路中有电流通过，它附近的普通罗盘的磁针就会发生偏移。法拉第从中得到启发，认为假如磁铁固定，线圈就可能会运动。根据这种设想，他成功地发明了一种简单的装置。在装置内，只要有电流通过线路，线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机，是第一台使用电流将物体运动的装置。虽然装置简陋，但它却是今天世界上使用的所有电动机的祖先。 1831年，法拉第制出了世界上最早的第一台发电机。他发现第一块磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应。一般认为法拉第的电磁感应定律是他的一项最伟大的贡献。 1866年德国人西门子（Siemens）制成世界上第一台工业用发电机。
编辑本段基本概念
（一）电荷的电场
失去电子或得到电子的物体就带有正电荷或负电荷，带有电荷的物体称为带电体。在电荷的周围存在着电场，引进电场中的电荷将受到电场力的作用。该电荷称为试探电荷！发出电场的电荷称为场源电荷！ 电场强度和电位是表示静电场中各点性质的两个基本物理量。电场中某点的电场强度即是单位正电荷在该点所受到的作用力。电场强度的单位是牛顿／库伦(N/C>o)电场中某点的电位是指在电场中将单位正电荷从该点移至电位参考点的电场力所作的功。电位的常用单位是伏特(V)或毫伏(mV )，即1V=1000mVe电场中某两点之间的电位差称为这两点之间的电压或电压降。电压的单位与电位的单位相同。电场强度由电场本身决定！一种物体的原子得到电子后会带上负电，失去电子后会带上正电。电性相反的电荷会互相吸引，电性相同的电荷会互相排斥。不带电荷的物体是一种电中性物体。
（二）电流与电路
在电源的非静电力作用下，同种带电微粒会发生定向移动，正电荷向电源负极移动、负电荷向电源正极移动。带电微粒的定向移动就是电流，一般规定正电荷移动的方向为电流的正方向。电流方向不随时间变化的电流叫直流电，电流方向随时间变化的电流叫交流电。区分直流和交流，仅仅是其方向而已，与其它的量无关。电流虽然有方向，但是是一个标量。 电流的大小称为电流强度，电流强度简称为电流，等于每秒通过电路的电荷量。电流的常用单位是安培（A）或毫安培（mA）或微安，即1000mA=1A。1mA=1000微安 电流所流经的路径即电路。在闭合电路中，实现电能的传递和转换。电路由电源、连接导线、开关电器、负载及其它辅助设备组成。电源是提供电能的设备，电源的功能是把非电能转换为电能，如电池把化学能转换为电能，发电机把机械能转换为电能，太阳能电池将太阳能转化为电能，核能将质量转化为能量等。干电池、蓄电池、发电机等是最常用的电源。负载是电路中消耗电能的设备，负载的功能是把电能转变为其它形式的能量。如电炉把电能转变为热能，电动机把电能转变为机械能等。照明器具、家用电器、机床等是最常见的负载。开关电器是负载的控制设备，如闸刀开关、断路器、电磁开关、减压起动器等都属于开关电器。辅助设备包括各种继电器、熔断器以及测量仪表等。辅助设备用于实现对电路的控制、分配、保护及测量。连接导线把电源、负载和其它设备连接成一个闭合回路，连接导线的作用是传输电能或传送电讯号。
编辑本段电磁效应
物质中的电效应是电学与其他物理学科(甚至非物理的学科)之间联系的纽带。物质中的电效应种类繁多，有许多已成为或正逐渐发展为专门的研究领域。比如： 电致伸缩、压电效应(机械压力在电介质晶体上产生的电性和电极性)和逆压电效应、塞贝克效应、珀耳帖效应(两种不同金属或半导体接头处，当电流沿某个方向通过时放出热量，而电流反向时则吸收热量)、汤姆孙效应(一金属导体或半导体中维持温度梯度，当电流沿某方向通过时放出热量，而电流反向时则吸收热量)、热敏电阻(半导体材料中电阻随温度灵敏变化)、光敏电阻(半导体材料中电阻随光照灵敏变化)、光生伏打效应(半导体材料因光照产生电位差)，等等。 对于各种电效应的研究有助于了解物质的结构以及物质中发生的基本过程，此外在技术上，它们也是实现能量转换和非电量电测法的基础。
电磁测量
也是电学的组成部分。测量技术的发展与学科的理论发展有着密切的联系，理论的发展推动了测量技术的改进；测量技术的改善在新的基础上验证理论，并促成新理论的发现。 电磁测量包括所有电磁学量的测量，以及有关的其他量(交流电的频率、相角等)的测量。利用电磁学原理已经设计制作出各种专用仪表(安培计，伏特针、欧姆计、磁场计等)和测量电路，它们可满足对各种电磁学量的测量。 电磁测量的另一个重要的方面是非电量(长度、速度、形变、力、温度、光强、成分等)的电测量。它的主要原理是利用电磁量与非电量相互联系的某种效应，将非电量的测量转换为电磁量的测量。由于电测量有一系列优点：准确度高、量程宽、惯量小、操作简便，并可远距离遥测和实现测量技术自动化，非电量的电测量正在不断发展。
编辑本段名词解释
《说文》
(1)电diàn (2)(形声。从雨,申声。本义:闪电) (3)同本义 [lightning] 电,阴阳激耀也。――《说文》 电谓之雷光也。――《五经通义》 三月癸酉,大雨震电。震,雷也,电,霆也。――《谷梁传·隐公九年》。疏:“霆者,霹雳之别名。有霆必有电,故传云:‘电,霆也。’按,霆,电实同一词,后来歧为二义:其声曰霆,其光曰电。” (4)又如:电火(闪电) (5)物理学名词 [electricity]。电是能的一种形式,包括负电和正电两类,它们分别由电子和质子组成,也可能由电子和正电子组成,通常以静电单位(如静电库仑)或电磁单位(如库仑)度量,从摩擦生电物体的吸引和排斥上可以观察到它的存在,在一定自然现象中(如闪电或北极光)也能观察到它,通常以电流的形式得到利用。如:正电;负电;静电;电阻 【说文】阴阳激燿。从雨从申。 【埤雅】电与雷同气。雷从回，电从申，阴阳以回薄而成雷，以申泄而为电。或曰雷出天气，电出地气，故电从坤省。说卦：离为电。电，火属也。盖阴阳暴格，分争激射，有火生焉，其光为电，其声为雷。今铁石相击则生火，烧石投井则起雷。又况天地大炉之所薄动，真火之所激射乎。董子曰：太平之世，雷不惊人，号令启发而已。电不炫目，宣示光耀而已。 【释名】电，殄也。乍见则殄灭也。 【易·噬嗑】雷电合而章。 【注】雷电合，不乱乃章。又【丰卦】雷电皆至。 【疏】雷者，天之威动。电者，天之光耀。雷电俱至，则威明备足以为丰也。 【诗·小雅】震电。 【礼·月令】仲春，雷乃发声，始电。 【疏】电是阳光，阳微则光不见，此月阳气渐盛，以击于阴，其光乃见，故云始电。 【春秋·隐九年】大雨震电。 【疏】河图云：阴激阳为电，电是雷光。 【谷梁传】震，雷也。电，霆也。 【淮南子·原道训】电以为鞭策。
编辑本段物理定义
闪电
电：物理学名词 [electricity]。 电（在新拉丁语里写为 “ēlectricus”，就是“类似琥珀”的意思）是个一般术语，包括了许多种由于电荷的存在或移动而产生的现象。这其中有许多很容易观察到的现象，像闪电、静电等等，还有一些比较生疏的概念，像电磁场、电磁感应等等。 电是能的一种形式，包括负电和正电两类，它们分别由电子和原子核中的电子组成，或由电子和正电子组成，通常以静电单位(如静电库仑)或电磁单位(如库仑)度量，从摩擦生电物体的吸引和排斥上可以观察到它的存在，在一定自然现象中(如闪电或北极光)也能观察到它，通常以电流的形式得到利用。 电是一种非自然现象。电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间的产生排斥和吸引力的一种属性。它是自生物界四种基本相互作用之一。电或电荷有两种：我们把一种叫做交流电、另一种叫直流电。通过实验我们发现带电物体同性相斥、异性相吸。 规定：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷；毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。 国际单位制中电荷的单位是库仑。1库仑=1安培·秒 若导线中载有1安培的稳恒电流，则在1秒内通过导线横截面积的电量为1库仑。 库仑不是国际标准单位，而是国际标准导出单位。1库仑=1安培·秒。一个电子所带负电荷量e＝1.6021892×10^-19库仑，也就是说1库仑相当于6.24146×10^18个电子所带的电荷总量。
从物质到电场
在十八世纪电的量性方面开始发展，1767年蒲力斯特里（J.B.Priestley）与1785年库仑（C.A.Coulomb 1736-1806）发现了静态电荷间的作用力与距离平方成反比的定律，奠定了静电的基本定律。 在1800年，意大利的伏特（A.Voult）用铜片和锡片浸于食盐水中，并接上导线，制成了第一个电池，他提供首次的连续性的电源，堪称现代电池的元祖。1831年英国的法拉第（M. Faraday）利用磁场效应的变化，展示感应电流的产生。1851年他又提出物理电力线的概念。这是首次强调从电荷转移到电场的概念。
电场与磁场
1865年、苏格兰的马克斯威尔（J. C. Maxwell）提出电磁场理论的数学式，这理论提供了位移电流的观念，磁场的变化能产生电场，而电场的变化能产生磁场。马克斯威尔预测了电磁波辐射的传播存在，而在1887年德国赫兹（H.Hertz）展示出这样的电磁波。结果马克斯威尔将电学与磁学统合成一种理论，同时亦证明光是电磁波的一种。 马克斯威尔电磁理论的发展也针对微观方面的现象做出解释，并指出电荷的分裂性而非连续性的存在，1895年洛伦兹（H.A.Lorentz）假设这些分裂性的电荷是电子（electron），而电子的作用就依马克斯威尔电磁方程式的电磁场来决定。1897年英国汤姆生（J.J.Thomson）证实这些电子的电性是带负电性。而1898年由伟恩（W.Wien）在观察阳极射线的偏转中发现带正电粒子的存在。
从粒子到量子
而人类一直以自然界中存在的粒子与波来描述“电”的世界。到了19世纪，量子学说的出现，使得原本构筑的粒子世界又重新受到考验。海森堡（Werner Heisenberg）所提出的“测不准原理”认为一个粒子的移动速度和位置不能被同时测得；电子不再是可数的颗粒；也不是绕著固定的轨道运行。 一九二三年，德布罗意（Louis de Broglie）提出当微小粒子运动时，同时具有粒子性和波动性，称为“质—波二重性”，而薛定谔（Erwin Schrodinger）用数学的方法，以函数来描述电子的行为，并且用波动力学模型得到电子在空间存在的机率分布，根据海森堡测不准原理，我们无法准确地测到它的位置，但可以测得在原子核外每一点电子出现的机率。在波耳的氢原子模型中，原子在基态时的电子运动半径，就是在波动力学模型里，电子最大出现机率的位置。 随著科学的演进，人类逐渐理解“电”的物理量所能取得的数值是不连续的，它们所反映的规律是属于统计性的。
电对人类生活的重大影响现在还会在黑暗中探索。
电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动，使人类的力量长上了翅膀，使人类的信息触角不断延伸。电对人类生活的影响有两方面：能量的获取转化和传输，电子信息技术的基础。襟抱堂网络策划机构认为，电的发现可以说是人类历史的革命，由它产生的动能现在每天都在源源不断的释放，人对电的需求夸张的说其作用不亚于人类世界的氧气，如果没有电，人类的文明

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