震撼人心的雷电

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  在古代,人们对雷电充满着敬畏,并怀着深深的恐惧心理。当时,中国人认为雷电是雷公、电母制造出来的,谁做了坏事,就算是瞒天过海,雷公、电母也会来惩罚他。无独有偶,西方人则认为雷电是上帝发怒的结果,是上帝用来惩罚做坏事的人。在科幻作家刘慈欣的笔下,球状闪电更是变成了一种可以摧毁国家的终极利器。那么,雷电到底是怎么一回事儿?为什么它会让人胆战心惊?今天让我们一睹雷电的真容吧!
  美国科学家富兰克林对神秘的雷电非常感兴趣,1752年他利用风筝和电线,把天空中的雷电引到电容,从而揭开了雷电现象的神秘面纱。
  雷电是如何形成的?
  雷电是在垂直发展十分旺盛的积雨云中产生的的一种自然现象。积雨云中以冰、雪晶和霰粒为主的大量云粒子,在上升和下降时,产生碰撞、摩擦,积累了大量的电荷。当电荷积累到几十到上百万伏,就会击穿原本绝缘的空气,产生闪电。如果闪电足够强大,可以使其周围的温度迅速升高到几万摄氏度,空气产生爆炸式膨胀,这时我们就会听到雷声。
  因为光速远快于声速,所以发生雷电时,总是先看到电闪,后听到雷鸣。可以用雷声和闪电相距时间,乘于声波的速度340m/s,近似地算出雷雨云与我们的距离。假设闪电在西北方,隔10秒听到了雷声,说明这块雷雨云在我们西北方约3400米的空中。
  圆球形状的闪电
  球状闪电是闪电形态的一种,亦称球闪,民间常称之为滚地雷。一般是球状,平均直径为25厘米,大多数在10~100厘米之间,小的只有0.5厘米,最大的直径达数米。球状闪电偶尔也有环状或中心向外延伸的蓝色光晕,发出火花或射线。球状闪电常见的为橙红色或红色,当它以特别明亮并使人目眩的强光出现时,也可看到黄、蓝、绿和紫色。一般只有1~5秒,最长的可达数分钟。
  球状闪电破坏力极大,能够让建筑物倒塌,使人和家畜死亡。碰到物体后,即发生惊人的爆炸,造成火灾事故、人员伤亡等。
  在雷雨天气,紧闭门窗,避免穿堂风。如果遇到这种飘浮的“火球”,千万不要跑动离开,否则你背后形成的低压将引导“火球”跟上你,只能非常慢地避开它,更不要去碰它。
  著名科幻作家刘慈欣曾以球状闪电为中心创作了一篇名为《球状闪电》的长篇科幻小说。书中描述了一个经历球状闪电的男主角对其历尽艰辛的研究里程,向我们展现了一个独特、神秘而离奇的世界。在书中,球状闪电竟然变成了下一场战争中决定祖国生存或是灭亡的终极武器!虽然这种假想目前在现实中不存在,但是球状闪电所蕴藏的威力确实不容小觑。
  雷电的活动规律
  
  雷电活动只有在暖空气参与的情况下才会产生。因此,雷电从季节上来讲夏季多,冬季少;从地区分布上来讲是低纬度多,高纬度少。另外,同一区域山区的雷电比平原、沿海出现得多,主要是山峰的抬升作用导致的。
  中国雷电活动最剧烈的地区是广东省雷州半岛及海南省,为120~130日/年。世界上雷电最多的地方是印度尼西亚爪哇岛的茂物,为322日/年。
  雷击机理
  雷电主要分为直击雷和感应雷。
  直击雷是指雷电直击在建筑物构架、动植物上,因冲击波效应、热效应和机械效应造成建筑物等损坏以及人员的伤亡。冲击波效应是雷电首次爆炸冲击波,可使厚约20厘米的墙遭到破坏;其次是热效应,即闪电电流产生的热效应,可以使较小体积的金属熔化,也可以造成树林或木结构物高温燃烧起火;机械效应受雷击物体内的水分剧烈蒸发,产生气体膨胀的机械作用,可使树木遭劈裂,房屋被破坏,器物产生爆裂、爆炸等。
  感应雷是雷电在雷云之间或雷云对地放电时,由户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线或类似导体物上面产生强雷电的静电感应和电磁感应。据统计80%以上设备的损坏是由感应雷造成的。感应雷虽然很少伤人,但在如今网络时代,却会造成极为重大的损失。
  人身防护
  防雷最重要的是如何保护人身安全。下面分室外和室内来分析。
  人身防雷关键是了解雷击的几个特点:一是寻找最近的导体下地,二是寻找导电好的物体下地。懂得这个道理,在室外遇到雷电时,最好马上躲到建筑物里头;如果找不到建筑物,注意不要往高处去,而要找低洼干燥的地方,下蹲,抱头;不要集中在一起,不要躲到树下,不要把物品(锄头,金属头雨伞等)举过头;不要躲到铁门等金属物边上;不要开摩托车、骑自行车赶路。当雷电已经很近时,大地可能已经受到雷击而产生电能,这时走或跑很可能受到“跨步电压”的打击而使你受伤。需要移动时,只能双脚并拢,跳离现场。跨步电压是:在闪电进入地面时,地表有很大的电压差,移动的两脚之间可能出现很高的电压,导致人体触电受伤,甚至死亡。
  关好门窗,以防止球形闪电(滚地雷)进屋;不要靠墙,防止墙上有高电压;特别不要靠近、触摸任何金属管线;在无防雷设施的房间里尽量不要使用家用电器,如:有线电话、电视机、收音机、洗衣机等,建议拔掉所有的电器插头;雷雨天气更不要使用太阳能热水器洗澡;出现雷击火灾时,要先切断电源,不要带电泼水救火,要使用干粉灭火器灭火。
  雷电拥有巨大的能量。因此,它的破坏力是巨大的,我们要学会正确的方法去减少甚至避免雷电带来的危害;同时,巨大的能量意味着巨大的宝藏,等待着我们人类去挖掘并合理利用。
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