雷电形成论文

了了通通

雷电形成的理论

本文从电磁学的角度论述了雷电形成的机理，并对几种雷电现象作了解释，试图寻找出雷电形成的真正成因。

一、              大量电荷的积聚是发生雷电现象的直接原因。我们知道雷电的发生过程，是一种放电现象，而放电 的前提是必须有电荷的大量积聚。存在大量电荷积聚的情况下，遇到一定的条件就会产生剧烈地放电现象，也就是闪电和打雷。既然产生雷电的首要条件是大量电荷的积聚，那么我们就要找出形成电荷积聚的条件和原因。

二、              形成大量电荷积聚需要的条件。根据电磁学原理，闭合的导体在磁场中做切割磁力线运动，就会产生电流。如果是不闭合的导体，比如单根的导体在磁场中做切割磁力线运动，是不会形成电流的，但是会在导体的两端产生正负电荷的积聚。导体在磁场中做切割磁力线运动，会产生电动势，驱动正负电荷向导体两端运动、积聚。

1、                                            我们知道地球大气中存在磁场，磁场的N极在地球的南极，S极在地球的北极，指南针就是根据这个原理发明的。磁力线的方向是平行于地球经线方向，南北方向、也是子午线方向，从地球南极流向地球北极。

2、                                            在发生雷雨云的云团中，存在浓密云团的导电现象，第一从我们看到的闪电是条状的现象就可以得到证实，条状闪电就是云团被电流击穿的一条云带也就是说云气是具有导电性的。第二关于纯净的水蒸气是不是导电存在争议，一般认为不导电。但天空中的云团不是纯净水蒸汽，而是有微尘颗粒夹杂其中的（微尘颗粒是雨滴核，是凝聚水汽的，是水汽变成雨滴的条件之一），也就是说浑浊的浓密云团是具有导电性的。

3、                                            云团的运动是电荷积聚的动力。雷雨云团生成时，大都是伴有剧烈的云团运动。根据地球磁场的分布状态，导体只有在垂直于地球经线方向平面内运动时才会最大效率的切割地球磁力线，才能最大效率的产生电动势，最大力度地驱使电荷向导体两端积聚。也就是说导体做上下、东西或东下、东上、西下、西上方向的运动，只要是在垂直于地球子午线的平面内做任何方向的运动，都会最大限度地切割磁力线，产生最大的电动势，形成最大的驱使电荷移动力量，造成电荷在导体两端的最大积聚。如果只有南北方向的导体运动，也就是顺磁力线方向的运动，是不切割磁力线的，也就是产生不了电动势，形不成电荷的移动，也形不成电荷积聚。如果导体做东南方向的运动，也会切割磁力线，只是按照速度合成原理，导体是以在东西方向的分速度切割磁力线。不管导体做任何方向的运动，只要有在垂直于地球子午线平面内有分速度，就会切割磁力线，就会有电动势产生。如果只做南北方向的运动，它在垂直于子午线的平面内分速度为零，所以不切割磁力线，不会产生电动势，不会形成电荷的移动和积聚。所以只要有云团在做切割地球磁力线的运动，就会产生电荷在导体两端的积聚。条形浓密云团是导体，运动时会切割地球磁力线，那么在条形云团的两端就会产生电荷的积聚。

4、                                            关于电荷的积聚，有各种理论：有云团摩擦积聚电荷的说法，有自然界高低层大气电荷分布不均而形成电荷积聚的说法，甚至还有人试图论证同性电荷相互吸引而形成电荷的积聚等等，这些说法，大都不能自圆其说，甚至有违常理。更不用说用他们来解释雷电现象了。比如摩擦起电说，试想如果有两团相反方向的运动的云团，即使速度很快，从流体的角度看，在其边缘就会存在其接触点运动速度为零的现象。固体物质在做相反方向运动时会有摩擦力存在，但云团不是固体，两个云团是产生不了摩擦力的，也就不会产生摩擦起电现象。两团相反方向的运动的云团，还有可能产生水汽分子的互相碰撞现象，但碰撞不会产生电荷积聚。其他的电荷积聚理论大都站不住脚，或是说的玄玄乎乎，一般人理解不了。

三、              云团产生雷电的机理。雷电是由于浓密的条形高湿云团做东西向或上下运动，即垂直于地球磁力线的南北向运动切割地球磁力线，在条形云团的两端形成正负的强电荷的放电形成的。我们知道地球是存在磁场的，而且磁力线呈南北向分布。浓密云团湿度非常大，本身就是一条导电体，条形云团的长度可以是几百米，也可能是几千米甚至是万米级。如果条形导电云团做切割磁力线运动，也就是在垂直于地球子午线方向有分速度的运动，电荷应该集中于运动中的云团的两端，一端是正电荷，另一端是负电荷。如果有另外一条浓密云团也在做切割磁力线的运动中，也会在两端产生正负强电荷，当两个不同云团带不同强电荷的端头相遇时，就会产生强烈的放电现象，于是乎就电闪雷鸣了。如果带强电荷的云端离地面近了，不管是正电荷还是负电荷，遇到地面突出的导电体，就会向大地放电，就会产生雷击现象了。只不过如果云团端头积聚了正电荷，就会吸收大地的电子，如果云团端头积聚了负电荷，就会向大地释放电子。不管是释放还是吸收电子，都会在云团与大地之间形成电流，形成放电现象。

四、              雷电生成机理涉及的边界条件。不是所有云团都会产生电荷积聚，产生放电现象，只有满足了一定的条件才会发生雷电现象。

1、                                            生成雷电的天气，一定要有云团的运动，只有运动才能切割磁力线，才能产生电动势，才能有电荷的积聚。云团运动快了，在其两端积聚的电荷就多，运动慢了，在其两端积聚的电荷就少，运动停止了，积聚的电荷就不存在了，也就不可能放电了。如果天气过于稳定，没有云团的运动，即使云团浓密，大雨倾盆，也没有雷电发生。也就是说，雷电一定会发生在云团运动比较大的激烈天气。

2、                                            云团一定要足够浓密，这样的云团才具有导电性。如果云团过于稀疏，导电性很差，即使有很高的运动速度，也不会产生电荷的积聚，不会有雷电发生。

3、                                            云团一定有不均匀性，也就是在导电性强的浓密云团周围要存在不导电的云气，使导电性强的云团能够形成独立的导体。这样才能在其做切割磁力线运动时，两端产生电荷的积聚。如果大气云团比较均匀，没有浓密云团和稀疏云团之分，整个天空浑然一体，即使云团很浓密，有运动，也不会产生雷电现象。

雷电的发生要满足以上三个边界条件。

五、              部分雷电现象的解释，一是空中打雷，前面已经叙述，高空雷电是由带不同电荷云团相遇形成的。二是雷劈地面物体，是由浓密云团一端积聚的电荷接近地面放电形成。带电荷的云团是运动的，所以，一棵大树在地面很久没有动静，当云团带电的一端运动过来时，就会产生雷劈现象。带电荷的云团是在运动中放电的。三是时有所传的“滚地雷”发生，这种现象是由于带电云团在运动中接近地面放电，只不过是放电不充分，没有在瞬间一次完成，而是在运动中多次接近地面放电形成了所谓的滚地雷。

本文从导体在运动中切割磁力线的角度，阐述了雷电发生的机理，并解释了一些雷电现象。实际上是提出了雷电形成的理论模型，以后如果得到专家认可，有条件时也可以实验验证，也可以进行雷电实地观测，以进一步证实这个理论的正确性。由于我本人还找不到驳倒这个雷电形成理论的论据，所以也许这个理论就是揭示了雷电形成的真正成因。   

流觞曲水

磁场的N极在地球的南极，S极在地球的北极······

weinihou

对哦，应该首先说明地理南北极点和地磁南北极点不重合
然后指明，“目前”，“附近”

现在可能更多叫“磁感线”，至少一半教材中不大出现“磁力线”

“微尘颗粒”这个说法……恩，我觉着吧，直接说明云滴等液态水非纯水就可以了，至于是这种看起来就像难溶的不亲水的东西还是可浸润的吸湿性或易溶成分，没必要太区别


下面没有完全细看
提出观点挺好的啊
但没有定量说明怎么来看贡献呢~

再者，磁生电动势需要保持磁场变化率（当然，云团中原本地磁的磁感应强度也会调整变化）、导体速度
当这两者没有变化时，没有“累积”一说，电动势难道不是稳定下来的么？

或者说，文中所谓“累积”，其实应该是说对流速度、地磁调整的综合，达到某个比较大的值？
所以很可能在对流初期速度最快时受到后者影响，稍后虽然速度微降但能收到前者贡献（环境更好）？

lz有时间兴趣可以完整详细叙述下
还是蛮有价值的


至于目前对大气放电的认识，反正我不搞这个，不了解

weinihou

weinihou 发表于 2017-6-20 10:07
对哦，应该首先说明地理南北极点和地磁南北极点不重合
然后指明，“目前”，“附近”

抱歉，更正一下，长时间没接触电学，电势和电场强度有点混了
确实电势和距离是有关的，一定程度上能说“累积”
如果把距离消掉，电场强度就和尺度的关系不是特别大了

有兴趣的朋友可以看看作者“了了通通”的新浪微博，那是原作者

weinihou 发表于 2017-6-20 10:07
对哦，应该首先说明地理南北极点和地磁南北极点不重合
然后指明，“目前”，“附近”

您说的很有道理，感谢指点，

weinihou

zjm 发表于 2017-6-21 13:53
您说的很有道理，感谢指点，

哪里，共同学习~

lgz

共同学习~

479336356

说实话，没看懂你上面这些内容想表达什么，当然闪电起电机理现在确实也没完全弄清楚，只能说自圆其说吧。

了了通通

479336356 发表于 2017-6-26 13:59
说实话，没看懂你上面这些内容想表达什么，当然闪电起电机理现在确实也没完全弄清楚，只能说自圆其说吧。

感谢关注，现世的雷电生成机理的理论能自圆其说者还没有，况且这个理论还能解释一般的雷电现象，已经是一个世界顶尖级的理论啦。吐槽万岁！