涉及到闪电的物理知识

1．为什么打雷时总是先看到闪电，后听到雷声？



　　这是因为光的传播速度要比声音的传播速度快得多。光在空气里的传播速度差不多为3×105km/s，用这样的速度，1秒钟可以绕地球的赤道七圈半。声音在空气中的速度约为340m/s，差不多只有光速的九十万分之一。光从闪电发生处传到地面的时间，一般不过几十万分之一秒，可是声音通过同样的距离就需要较长时间。所以打雷时总是先看到闪电，后听到雷声。当然根据这个道理，我们还可以利用从看见闪电到听到雷声相隔的时间，算出闪电距离我们大概多远。



　　2．闪电为什么能劈开树木？



　　闪电内部的温度可高达3×104℃。闪电劈中树木时，因为树木中含有水分，强大的电流立即把水分汽化为高温高压的水蒸汽，水蒸汽的强大爆发力就能把树木劈开。



　　3．雷雨后为什么空气格外新鲜？



　　夏天的傍晚，有时乌云、大雨、闪电、雷鸣往往相互交错，一起降临。雨后，我们会感到空气格外新鲜，这是什么原因呢？首先是经过了一场倾盆大雨，把空气中大部分的灰尘给冲掉了；其次在闪电时释放的巨大的能量使空气中的部分氧气转化成臭氧。浓的臭氧是淡蓝色的，味道很臭，但它具有比氧气更强的氧化能力，它不但可以清除空气中的某些还原性物质而且还能够漂白与杀菌。稀薄的臭氧可一点也不臭，反而会给人清新的感觉。



　　4．为什么有时候我们看到的闪电只是一闪而过，而听到的雷声却是隆隆不绝，响好久才停呢？



　　这是因为天空里的闪电，一般都是很长的，有的线形闪电长达二至三公里，甚至十公里。由于闪电的各部分跟我们的距离不同，所以雷声传到我们耳边的时间就有先有后了。另外一方面，一次闪电往往包含数个回击，那么当第一次回击时的雷声还没有断绝，又传来了第二次、第三次的雷声，先后的雷声混在一起，就成了隆隆不断的雷声。还有，当雷声遇到地面，建筑物，高山或天空的云层时，都会发生反射，产生回声。这些回声传到我们耳朵里的时间也是不一致的，因此就形成了隆隆的雷声。



　　5．为什么雷容易打中孤立高耸的物体？



　　由于雷雨云的云底带有电荷，能使地面发生感应，并使地面产生与云底的电性不同的电荷。这称为感应电荷。这种感应电荷在小范围的地面上是同一性质的，例如都是正电，或者都是负电。同一种性质的电荷是互相排斥的。排斥的结果，就使得电荷在地面上重新分布，这种排斥力沿地面方向的分力，在弯曲得较厉害的地方要比平坦一些的地面来得小（因为电位相等，使得电荷密度与半径成反比），所以，电荷就必定会移到地面弯曲得厉害（曲率半径小的地方）的地方去。这样一来，在弯曲得厉害的地面上，感应电荷就要多一些，密一些了。高耸的物体，它本身也会成为地面的组成部分，由于它高耸在平地上，所以它就成为地面上最弯曲的一部分，因此当地面受到雷雨云的感应而产生感应电荷时，在高耸的物体上，就会集中了较多的电荷。由于高耸的物体所带的感应电荷比地面多，对闪电的吸引能力大，所以能很容易的将闪电拉过来。



　　6．为什么高大的建筑物上都安装避雷针？



　　由于高耸物体容易遭到雷击，所以在高大的建筑物上一般都安装避雷针，使建筑物免遭雷击。避雷针是一个顶部高出建筑物，下部与地面相接的金属杆，它能够吸引附近的闪电到自己身上来，将自己作为闪电的通道，使闪电通过自身而排到地面上去。这样，原先要击中建筑物的闪电，中途拐了弯，通过避雷针，就不会损坏建筑物了。



　　7．为什么说雷雨发庄稼？



　　下雷雨往往会促进农作物的生长，这主要是因为下雷雨时，产生的闪电能使空气中的氧气和氮气化合成一氧化氮，而一氧化氮又能与氧气反应生成二氧化氮，产生的二氧化氮溶于雨水形成硝酸，并随雨水进入土壤，形成容易被农作物吸收的硝酸盐，达到给农作物补氮的效果。根据计算，每打一次雷，大约总有一吨到两吨的氮化合物会随着雨滴落到地面。这当然会有效的增加土壤的肥沃度。这样的量，几乎相等于一个小型化工厂一天的产量。



　　8．闪电可以为人们服务吗？



　　许多年来，由于闪电对人畜和建筑物的危害，人们总是千方百计力求避免和闪电接触。其实闪电对农业生产和人类的日常生活关系可大着呢！随着科学的发展，今天，利用闪电为人类服务的问题，已经被重视和研究。也许，再过不了多少年，我们也将如同广泛使用避雷针一样，可以设法用某种特殊设备，把天空的闪电，尽可能多的导引到地面上来应用呢！闪电在发出闪光的瞬间，它的电能竟然比世界上最大的美国核子水力发电厂还要大上一百倍左右。如果利用这个电能来起重的话，足够把六七万千克的货物，举起一两米那么高。下雷雨能促进农作物的生长刚才已经介绍过了。除了这些外，由于闪电使天空中有臭氧产生，而这种气体具有大量吸收紫外线的功能，使人们不致因为阳光中过量的紫外线的照射而影响健康。



　　9．如何预防雷击？



　　不要站在大树下；不要让自己成为四周最高的物体；放下所有的金属物件，不要骑自行车；不要使用电话、手机、水管或须接上插头的电器；远离门、窗、暖气炉和炉灶、烟囱；屋内最安全的地方，则是楼下最大一个房间的中央。假如有人不幸被雷电击伤的话，若被别人说是“魔鬼缠身”、“前世没有修好行”你还相信吗？我想你当然不会再相信的了：因为雷电是一种自然现象，我们可要相信科学、破除迷信哦！



　　就在你阅读这篇文章的时候，世界各地大约正有1800个雷电交作在进行中。它们每秒钟约发出600次闪电，其中有100次袭击地球。最后，有一件事可以聊以***：等到你看见闪电时，它已经打不中你了。