刚好前阵子做了一篇闪电的paper
就来献丑一下
首先要了解一下电崩溃(dieletric breakdown)与电弧(electric arc)
电崩溃指的是当绝缘体间的电压超过崩溃电压(breakdown voltage)
而形成电路使电流流通的现象,
这也是为什么拿木棒戳电缆会肏灰搭的原理。
而电弧指的就是当空气中发生电崩溃,
电浆态的空气电子从激发态跃迁回基态,
进而产生的光与热。
大部分瓦斯炉点火会%一声,就是利用电弧来点燃瓦斯。
当密度低的湿暖空气上升,
而上方干冷空气下降,水气遇冷凝结成对流云,
当对流云凝结到一定程度便形成积雨云。
这时国中理化就上场了,
我们都知道两个物体摩擦会产生静电,
而冷暖空气在交会期间,在云层中因为摩擦产生的大量静电,
雷云的最上层会累积大量正电,中层有大量负电,而底层又带有少量正电。
要说到重点了
当中层的负电与底层正电产生电崩溃现象,
这时电子的活性足够使得少量电荷向地面流动,
这个过程从云端像盖楼梯一样,从云层一路往地面发生,
因为像阶梯一样逐级发生,这个过程称为阶梯先导(stepped leader)
阶梯(step)路径上的大气被电离而瞬间有了强大的导电性,
就像一根隐形电线一样,
这时地面发生回击(return stroke),强大的电流由地面冲向天际,
大气瞬间形成电浆,高温达到30000K并发出强烈光芒,
气体快速膨胀产生音爆,产生巨响,也就是雷声。
这个过程在1秒内发生数十次,产生一道闪电。
所以闪电先从云层到地面,再从地面打回云层。