书城教材教辅令孩子惊奇的122个科学发现和科学知识
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第36章 为什么下雨时先看见闪电后听到雷声

夏天常出现雷阵雨天气,下雨时,电闪雷鸣,惊天动地。我们知道,当雷雨云中正电荷区和负电荷区之间的电场大到一定程度时,两种电荷要发生中和并产生火花,在火花放电时发生强烈的光,这就是闪电。也就是说,雷电其实就是云层在运动过程中产生的电荷在放电时产生的电火花,既有光也有声。

在光的通路上产生高温,使四周空气因剧烈受热而突然膨胀,云滴也会因高热而突然汽化膨胀,发生巨大的响声,这就是雷鸣。

其实闪电和雷鸣是同时发生的,那么,为什么我们总是先看见闪电,后听到雷声呢?这是由于光的传播速度要比声音的传播速度快得多的缘故。声音在空气中的传播速度只有每秒钟340米,而光的速度为30万千米/秒,为声音速度的90万倍呢!所以,我们总是先看见闪电,后听到雷声。根据这个常识,我们可以利用从看见闪电到听见雷声相隔的时间,计算出放电的云层离我们大概有多远的距离。因为光到地面几乎用不了多少时间,可以认为是0,所以只需将间隔时间乘以340米,就是闪电处到你那的距离了。

有时只见闪电而不闻雷鸣,这是由于放电云层离我们太远,或者雷声不够响的缘故。在传播的时候,它的能量是越来越小的。

雷声遇到云层或高大的建筑物后要产生反射,所以一个闪电光后雷声一般要持续一段时间才会消失。

在雷雨天气,我们有时会看到一些参天大树被雷电击倒。这些参天大树由于受到带大量电荷的云层的感应,也带上大量电荷,积累的电荷过多时,树就被击倒。所以雷雨天时,人千万不要站在大树下。

为了安全起见,在建筑楼房的时候都要安装避雷针。在雷雨天气,高楼和大树上空出现带电云层时,避雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷,由于避雷针针头是尖的,而静电感应时,导体尖端总是聚集了最多的电荷。这样,避雷针就聚集了大部分电荷。避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器,由于它较尖,即这个电容器的两极板正对面积很小,电容也就很小,也就是说它所能容纳的电荷很少,而它又聚集了大部分电荷,所以,当云层上电荷较多时,避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿成为导体。这样,带电云层与避雷针形成通路,而避雷针又是接地的。避雷针就可以把云层上的电荷导入大地,使其不对高层建筑构成危险,保证了它的安全。