当雷雨云形成时,云内的水滴、冰晶等微粒在上升气流的作用下相互碰撞摩擦,这种摩擦会产生静电荷。通常情况下,雷雨云的上部会带有正电荷,而下部则带有负电荷。随着电荷的积累,云与地面之间以及云内部不同部分之间的电场强度不断增加。
当电场强度达到一定程度时,空气被击穿,就会发生放电现象,这就是闪电。闪电的路径通常是曲折的,因为它沿着电阻最小的路径移动,这个过程非常迅速,温度可高达数万摄氏度,因此能够瞬间加热周围的空气,使空气剧烈膨胀并产生冲击波,这就是我们听到的雷声。
雷声的传播速度比光慢得多,所以我们总是先看到闪电后听到雷声。雷声的持续时间较长,是因为闪电的路径很长,声音在空气中传播时会有回音效应。
总之,雷和闪电是由于大气中的电荷分离和放电现象引起的,它们不仅是大自然的奇观,也是地球大气环境中重要的物理现象。了解这些原理可以帮助我们更好地认识自然界的奥秘。