阿拉伯人可能是最先了解闪电本质的族群。他们也可能比其它族群都先认出电的其它来源。早于15世纪以前，阿拉伯人就创建了“闪电”的阿拉伯字 “raad”，并将这字用来称呼电鳐。

在地中海区域的古老文化里，很早就有文字记载，将琥珀棒与猫毛摩擦后，会吸引羽毛一类的物质。公元前600年左右，古希腊的哲学家泰勒斯（Thales, 640-546BC）做了一系列关于静电的观察。从这些观察中，他认为摩擦使琥珀变得磁性化。

这与矿石像磁铁矿的性质迥然不同；磁铁矿天然地具有磁性。泰勒斯的见解并不正确。但后来，科学会证实磁与电之间的密切关系。

扩展资料

起电现象：

1、摩擦起电，是通过摩擦的方式使得物体带上电荷的物理现象。摩擦起电的步骤，是使用两种不同的绝缘体相互摩擦，使得它们的最外层电子得到足够的能量发生转移，摩擦起电后两绝缘体必带等量异性电。

2、静电吸附，是当带静电的物体靠近微小的不带静电的物体时，微小物体表面的自由电荷发生转移，感应出与带静电物体相反的电性，而被吸引贴附于带静电物体上。利用静电吸引轻小物体的原理，可以达到吸附工业粉尘的效果。

-电

天象是指古代对天空发生的各种自然现象的泛称。包括太阳出没、行星运动、日月变化、彗星、流星、流星雨、陨星、日食、月食、激光、新星、超新星、月掩星、太阳黑子等。

我国古代天象记录，是我国古代天文学留给我们的一份珍贵遗产。尤其是关于太阳黑子、彗星、流星雨和客星的记载，内容丰富，系统性强，在科学上显示出重要的价值。同时也反映了我国古代天文学者勤于观察、精于记录的工作作风。

我们的祖先极其重视对天象的观察和记录，据《尚书·尧典》记载，帝尧曾经安排羲仲、羲叔、和仲、和叔恭谨地遵循上天的意旨行事，观察日月星辰的运行规律，了解掌握人们和鸟兽生活情况，根据季节变化安排相应事务。

尧推算岁时，制订历法，还创造性地提出设置“闰月”，来调整月份和季节。

从这里我们也不难看出，在传说中的尧时已经有了专职的天文官，从事观象授时。史载尧生于公元前2214年，去世于公元前2097年，享年117岁。他为我国古代天文事业作出了重要贡献。

从尧帝时期开始，我国古代就勤于观察天象，勤于记录。在长期的观察中，古人对太阳黑子、彗星、流星雨、客星，以及天气气象的记载，为我们留下了宝贵的古代天文学遗产，使我们看到了古代的天空，也感受到古代的天气气象。

黑子，在太阳表面表现为发黑的区域，由于物质的激烈运动，经常处于变化之中。有的存在不到一天，有的可达一个月以上，个别长达半年。这种现象，我们祖先也都精心观察，并且反映在记录上。

现今世界公认的最早的黑子记事，是约成书于公元前140年的《淮南子·精神训》中，就有“日中有踆乌”的叙述。踆乌，也就是黑子的现象。

比《淮南子·精神训》的记载稍后的，还有《汉书·五行志》引西汉学者京房《易传》记载：“公元前43年4月……日黑居仄，大如弹丸。”这表明太阳边侧有黑子成倾斜形状，大小和弹丸差不多。

太阳黑子不但有存在时间，也有消长过程中的不同形态。最初出现在太阳边缘的只是圆形黑点，随后逐渐增大，以致成为分裂开的两大黑子群，中间杂有无数小黑子。这种现象，也为古代观测者所注意到。

《宋史·天文志》记有：“1112年4月辛卯，日中有黑子，乍二乍三，如栗大。”这一记载，就是属于极大黑子群的写照。

据统计，从汉代至明代的1600多年间，我国古籍中记载黑子的形状和消长过程为106次。

我国很早就有彗星记事，并给彗星以孛星、长星、蓬星等名称。彗星记录始见于《春秋》记载：“613年7月，有星孛入于北斗。”这是世界上最早的一次哈雷彗星记录。

《史记·六国表》记载：“秦厉共公十年彗星见。”秦厉共公十年就是周贞定王二年，也就是公元前467年。这是哈雷彗星的又一次出现。

哈雷彗星绕太阳运行平均周期是76年，出现的时候形态庞然，明亮易见。从春秋战国时期至清代末期的2000多年，共出现并记录的有31次。

其中以《汉书·五行志》，也就是公元前12年的记载最详细。书中以生动而又简洁的语言，把气势雄壮的彗星运行路线、视行快慢以及出现时间，描绘得栩栩如生。

其他的每次哈雷彗星出现的记录，也相当明晰精确，分见于历代天文志等史书。我国古代的彗星记事，并不限于哈雷彗星。据初步统计，从古代至1910年，记录不少于500次，这充分证明古人观测的辛勤。

我们祖先重视彗星，有些虽然不免于占卜，但是观测勤劳，记录不断，使后人得以查询。欧洲学者常常借助我国典籍来推算彗星的行径和周期，以探索它们的回归等问题。我国前人辛劳记录的功绩未可泯灭！

流星雨的发现和记载，也是我国最早，《竹书纪年》中就有“夏帝癸十五年，夜中星陨如雨”的记载。最详细的记录见于《左传》：“鲁庄公七年夏四月辛卯夜，恒星不见，夜中星陨如雨。”鲁庄公七年是公元前687年，这是世界上天琴座流星雨的最早记录。

我国古代关于流星雨的记录，大约有180次之多。其中天琴座流星雨记录大约有9次，英仙座流星雨大约12次，狮子座流星雨记录有7次。这些记录，对于研究流星群轨道的演变，也将是重要的资料。

流星雨的出现，场面相当动人，我国古记录也很精彩。

据《宋书·天文志》记载，南北朝时期刘宋孝武帝“大明五年……三月，月掩轩辕……有流星数千万，或长或短，或大或小，并西行，至晓而止。”这是在公元461年。当然，这里的所谓“数千万”并非确数，而是“为数极多”的泛称。

流星体坠落到地面便成为陨石或陨铁，这一事实，我国也有记载。《史记·天官书》中就有“星陨至地，则石也”的解释。至北宋时期，沈括更发现以铁为主要成分的陨石，其“色如铁，重亦如之。”

在我国现在保存的最古年代的陨铁是四川省隆川陨铁，大约是在明代陨落的，1716年掘出，重585千克。现在保存在成都地质学院。

有些星原来很暗弱，多数是人目所看不见的。但是在某个时候它的亮度突然增强几千至几百万倍，叫做“新星”；有的增强到一亿至几亿倍，叫做“超新星”。

以后慢慢减弱，在几年或10多年后才恢复原来亮度，好像是在星空做客似的，因此给以“客星”的名字。

在我国古代，彗星也偶尔列为客星；但是对客星记录进行分析整理之后，凡称“客星”的，绝大多数是指新星和超新星。

我国殷代甲骨文中，就有新星的记载。见于典籍的系统记录是从汉代才开始的。《汉书·天文志》中就有：“元光元年六月，客星见于房。”房就是二十八宿里面的房宿，相当于现在天蝎星座的头部。汉武帝元光元年是公元前134年，这是中外历史上都有记录的第一颗新星。

自殷代至1700年为止，我国共记录了大约90颗新星和超新星。其中最引人注意的是1054年出现在金牛座天关星附近的超新星，两年以后变暗。

1572年出现在仙后座的超新星，最亮的时候在当时的中午肉眼都可以看见。

《明实录》记载：

隆庆六年十月初三日丙辰，客星见东北方，如弹丸……历十九日壬申夜，其星赤**，大如盏，光芒四出……十月以来，客星当日而见。

我国的这个记录，当时在世界上处于领先水平。

我国历代古籍中还有天气、气象的记载。

夏代已经推断出春分、秋分、夏至、冬至。东夷石刻连云港将军崖岩画中有与社石相关的正南北线。

商代关注不同天气的不同现象。甲骨文中有关于风、云、虹、雨、雪、雷等天气现象的记载和描述。

西周时期用土圭定方位，并且知道各种气象状况反常与否，均会对农牧业生产造成影响。《诗经·幽风·七月》，记载了天气和气候谚语，有关于物候的现象和知识；《夏小正》是我国最早的物候学著作。

春秋时期，秦国医学家医和开始将天气因素看做疾病的外因；曾参用阴阳学说解释风、雷、雾、雨、露、霰等天气现象的成因。

《春秋》将天气反常列入史事记载；《孙子兵法》将天时列为影响军事胜负的5个重要因素之一；《易经·说卦传》指出“天地水火风雷山泽”八卦代表自然物。

战国时期，重视气象条件在作战中的运用。庄周提出风的形成来自于空气流动的影响，并提到日光和风可以使水蒸发。《黄帝内经·素问》详细说明了气候、季节等与养生和疾病治疗间的关系。

秦代形成相关的法律制度，各地必须向朝廷汇报雨情，以及受雨泽或遭遇气象灾害的天地面积。《吕氏春秋》将云分为“山云、水云、旱云、雨云”四大类。

汉代列出了与现代名称相同的二十四节气名，并且出现了测定风向及其他天气情况的仪器。西汉时期著名的唯心主义哲学家和今文经学大师董仲舒指出了雨滴的大小疏密与风的吹碰程度有关。

东汉哲学家王充《论衡》，指出雷电的形成与太阳热力、季节有关，雷为爆炸所起；东汉学者应劭《风俗通义》，提出梅雨、信风等名称。

三国时期，进一步掌握了节气与太阳运行的关系。数学家赵君卿注的《周髀算经》，介绍了“七衡六间图”，从理论上说明了二十四节气与太阳运行的关系。

两晋时期，“相风木鸟”及测定风向的仪器盛行。东晋哲学家姜芨指出贴近地面的浮动的云气在星体上升时，能使星间视距变小，并使晨夕日色发红。晋代名人周处的《风土记》提出梅雨概念。

南北朝时不仅了解了气候对农业生产的影响，还开始探索利用不同的气候条件促进农业生产。

北魏贾思勰《齐民要术》，充分探讨了气象对农业的影响，并提出了用熏烟防霜及用积雪杀虫保墒的办法；北魏《正光历》，将七十二气候列入历书；南朝梁宗懔《荆楚岁时记》，提出冬季“九九”为一年里最冷的时期。

隋唐及五代时期，医学家王冰根据地域对我国的气候进行了区域划分，这是世界上最早提出气温水平梯度概念的。隋代著作郎杜台卿《玉烛宝典》，摘录了隋以前各书所载节气、政令、农事、风土、典故等，保存了不少农业气象佚文；唐代天文学家李淳风《乙已占》，记载测风仪的构造、安装及用法。

宋代对于气象的认识更为丰富和详细，在雨雪的预测及测算方面更为精确。

北宋地理学家沈括《梦溪笔谈》，涉及有关气象的如峨眉宝光、闪电、雷斧、虹、登洲海市、羊角旋风、竹化石、瓦霜作画、雹之形状、行舟之法、垂直气候带、天气预报等；南宋绍兴酒秦九韶《数书九章》，列有4道测雨雪的算式，说明如何测算平地雨雪的深度。

明代工部尚书熊明遇《格致草》，根据西洋科学原理，辨析了自然界变化与历史上所载的灾异及风、云、雷、雨诸气象现象之间的关系，他所设计的“日火下降、气上升图”，系统地说明对流性天气的形成。

清代译著《测候丛谈》，采用“日心说”，全面介绍了太阳辐射使地面变热以及海风、陆风、台风、哈得来环流、大气潮、霜、露、云、雾、雨、雪、雹、雷、平均值及年、日较差计算法、大气光象等大气现象和气象学理论。

岁月推移，天象更迭。我们祖先辛勤劳动，留下宝贵的天象记录，无一不反映出先人孜孜不倦、勤于观测的严谨态度，无一不闪烁着我们民族智慧的光辉。这些，是我国古代丰富的文化宝库中的一份珍贵遗产，对今后更深刻地探索宇宙规律，都将起到应有的作用。

电是被美国的科学家富兰克林发明的。电本来就存在，不是发明的，而是被发现的。

1732年，美国的科学家富兰克林认为电是一种没有重量的流体，存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就称为带正电；若少于正常份量，就被称为带负电，所谓“放电”就是正电流向负电的过程（人为规定的），这个理论并不完全正确，但是正电、负电两种名称则被保留下来。

1752年，富兰克林提出了风筝实验，其他科学家在实验中，将系上钥匙的风筝用金属线放到云层中，被雨淋湿的金属线将空中的闪电引到手指与钥匙之间，证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。后来他根据这个原理，发明了避雷针。

富兰克林让别人做了多次实验，进一步揭示了电的性质，并提出了电流这一术语。富兰克林对电学的另一重大贡献，就是通过设计1752年著名的风筝实验，“捕捉天电”，证明天空的闪电和地面上的电是一回事。

扩展资料：

后来意大利物理学家亚历山德罗·沃尔（Alessandro Volta）发现，特定的化学反应可以产生电力，1800年他建立了能产生稳定电流的伏打电池（早期的电池），所以他是第一个创造稳定电荷的人。Volta还通过连接带正电和带负电的连接器并通过它们驱动电荷或电压，创造了第一次电力传输。

1831年，迈克尔·法拉第（Michael Faraday）创造了电动发电机（一种原始发电机），电力在技术上的应用变得可行，从而解决了持续和实用的发电问题。法拉第相当粗糙的发明使用了一个在铜线圈内移动的磁铁，产生了一个流过电线的微小的电流。

这为美国的托马斯·爱迪生和英国的科学家约瑟夫·斯旺（Joseph Swan）打开了大门，他们在1878年左右在各自的国家发明了白炽灯丝灯泡。

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闪电

闪电（lightning）

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1、自然现象

暴风云通常产生电荷，底层为阴电，顶层为阳电，而且还在地面产生阳电荷，如影随形地跟着云移动。阳电荷和阴电荷彼此相吸，但空气却不是良好的传导体。阳电奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上，企图和带有阴电的云层相遇；阴电荷枝状的触角则向下伸展，越向下伸越接近地面。最后阴阳电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去，产生出一道明亮夺目的闪光。一道闪电的长度可能只有数百千米，但最长可达数千米。

闪电的温度，从摄氏一万七千度至二万八千度不等，也就是等于太阳表面温度的3~5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀。空气移动迅速，因此形成波浪并发出声音。闪电距离近，听到的就是尖锐的爆裂声；如果距离远，听到的则是隆隆声。你在看见闪电之后可以开动秒表，听到雷声后即把它按停，然后以3来除所得的秒数，即可大致知道闪电离你有几千米。

闪电的形状

线状闪电、带状闪电、球状闪电、联珠状闪电。

我们常见的通常是线状闪电，犹如枝杈丛生的一根树枝，蜿蜒曲折。带状闪电与线状闪电相似，只是亮的通道比较宽，看上去好像一条较亮的亮带。球状闪电一般发生在线状闪电之后，它是一个直径为20厘米左右的火球，发出红色或桔**的光，偶然发出美丽的绿色，一般维持几秒钟。火球在空中随风飘移，喜欢沿物体边缘滑行，还能穿过缝隙进入室内，当它行将消失时会发生震耳的爆炸声。

各种闪电中，最罕见的是联珠状闪电，世界上绝大多数人都未曾见过它。这种闪电刑如一串发光的珍珠从云低伸向地面（1916年5月8日在德国德累斯顿城市的一所钟楼上空，曾发生过一次联珠状闪电，并作了记载。人们首先看到一个线状闪电从云低伸下来；其后，人们看见线状闪电的通道变宽，颜色也由白色变为**。不久闪电通道渐渐变暗，但整个通道不是在同时间均匀地变暗，因此明亮的通道变成一串珍珠般的亮点，从云间垂挂下来，美丽动人，人们估计亮珠有32颗，每颗直径为5米。之后，亮珠逐渐缩小，形状变圆；最后亮度愈来愈暗，后完全熄灭。）由于联珠状闪电出现的机会极少，维持的时间也极短，因此人们对这种闪电的成因研究得很少，形成的原因尚不清楚。

闪电的类型

曲折开叉的普通闪电称为枝状闪电。枝状闪电的通道如被风吹向两边，以致看来有几条平行的闪电时，则称为带状闪电。闪电的两枝如果看来同时到达地面，则称为叉状闪电。

闪电在云中阴阳电荷之间闪烁，而使全地区的天空一片光亮时，那便称为片状闪电。

未达到地面的闪电，也就是同一云层之中或两个云层之间的闪电，称为云间闪电。有时候这种横行的闪电会行走一段距离，在风暴的许多公里外降落地面，这就叫做“晴天霹雳”。

闪电的电力作用有时会在又高又尖的物体周围形成一道光环似的红光。通常在暴风雨中的海上，船只的桅杆周围可以看见一道火红的光，人们便借用海员守护神的名字，把这种闪电称为“圣艾尔摩之火”。

超级的闪电

超级闪电指的是那些威力比普通闪电大100多倍的稀有闪电。普通闪电产生的电力约为10亿瓦特，而超级闪电产生的电力则至少有1000亿瓦特，甚至可能达到万亿至100000亿瓦特。

纽芬兰的钟岛在1978年显然曾受到一次超级闪电的袭击，连13公里以外的房屋也被震得格格响，整个乡村的门窗都喷出蓝色火焰。

袭击的时间

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。

闪电可将空气中的一部分氮变成氮化合物，借雨水冲下地面。一年当中，地球上每一公顷土地都可获得几公斤这种从高空来的免费肥料。

乌干达首都坎帕拉和印尼的爪哇岛，是最易受到闪电袭击的地方。据统计，爪哇岛有一年竟有300天发生闪电。而历史上最猛烈的闪电，则是1975年袭击津巴布韦乡村乌姆塔里附近一幢小屋的那一次，当时死了21个人。

谁受到袭击

闪电的受害者有2／3以上是在户外受到袭击。他们每3个人中有两个幸存。在闪电击死的人中，85%是男性，年龄大都在10岁至35岁之间。死者以在树下避雷雨的最多。

苏利文也许是遭闪电袭击的冠军。他是退休的森林管理员，曾被闪电击中7次。闪电曾经烫焦他的眉毛，烧着他的头发，灼伤他的肩膀，扯走他的鞋子，甚至把他抛到汽车外面。他轻描淡写地说：“闪电总是有办法找到我。”

防雷击须知

（1）不要站在大树下。

（2）不要让自己成为四周最高的物体。

（3）放下所有的金属物件。不要骑自行车。

（4）不要使用电话、水管或须接上插头的电器。

（5）远离门、窗、暖气炉和炉灶、烟囱。

（6）屋内最安全的地方，是楼下最大一个房间的中央。

PS最后，有一件事可以聊以自慰：等到你看见闪电时，它已经打不中你了。

黑色闪电的形成令科学家无法解释。长期以来，人们的心目中只有蓝白色闪电，这是空中的大气放电的自然现象，一般均伴有耀眼的光芒！而从未看见过不发光的“黑色闪电”。可是，科学家通过长期的观察研究确实证明有“黑色闪电”存在。

1974年6月23日，前苏联天文学家契尔诺夫就曾经在扎巴洛日城看见一次“黑色闪电”：一开始是强烈的球状闪电，紧接着，后面就飞过一团黑色的东西，这东西看上去像雾状的凝结物。经过研究分析表明：黑色闪电是由分子气凝胶聚集物产生出来的，而这些聚集物是发热的带电物质，极容易爆炸或转变为球状的闪电，其危险性极大。

据观察研究认为：黑色闪电一般不易出现在近地层，如果出现了，则较容易撞上树木、桅杆、房屋和其他金属，一般呈现瘤状或泥团状，初看似一团脏东西，极容易被人们忽视，而它本身却载有大量的能量，所以，它是“闪电族”中危险性和危害性均较大的一种。尤其是，黑色闪电体积较小，雷达难以捕捉；而且，它对金属物极具“青睐”；因而被飞行人员称作“空中暗雷”。飞机在飞行过程中，倘若触及黑色闪电，后果将不堪设想。而每当黑色闪电距离地面较近时，又容易被人们误认为是一只飞鸟或其他什么东西，不易引起人们的警惕和注意；如若用棍物击打触及，则会迅速发生爆炸，有使人粉身碎骨的危险。另外，黑色闪电和球状闪电相似，一般的避雷设施如避雷针、避雷球、避雷网等，对黑色闪电起不到防护作用；因此它常常极为顺利地到达防雷措施极为严密的储油罐、储气罐、变压器、炸药库的附近。此时此刻，千万不能接近它。应当避而远之，以人身安全为要。

闪电形成的原因

气流在雷雨云中会因为水分子的摩擦和分解产生静电这些电分两种一种是带有正电荷粒子的正电,一种是带有负电荷粒子的负电正负电荷会相互吸引,就象磁铁一样正电荷在云的上端,负电荷在云的下端吸引地面上的正电荷云和地面之间的空气都是绝缘体,会阻止两极电荷的电流通过当雷雨云里的电荷和地面上的电荷变得足够强时,两部分的电荷会冲破空气的阻碍相接触形成强大的电流,正电荷与负电荷就此相接触当这些异性电荷相遇时便会产生中和作用(放电)激烈的电荷中和作用会放出大量的光和热,这些放出的光就形成了[闪电]

大多数的闪电都是连接两次的第一次叫前导闪接,是一股看不见的空气叫前导,一直下到接近地面的地方这一股带电的空气就象一条电线,为第二次电流建立一条导路在前导接近地面的一刹那,一道回接电流就沿着这条导路跳上来,这次回接产生的闪光就是我们通常所能看到的闪电了

打雷的原因

现在知道电荷中和作用时会放出大量的光和热,瞬间放出大量的热会将周围的空气加热到30000摄氏度的高温强烈的电流在空气中通过时,造成沿途的空气突然膨胀,同时推挤周围的空气,使空气产生猛烈的震动,此时所产生的声音就是[雷声](不要忘记告诉小宝宝,雷电是同时发生的,因为光速比声速快很多,所以我们总是先看到闪电后才听到雷声的)

闪电若落在近处,我们听到的就是震耳欲聋的轰隆声闪电若是落在较远处,我们听到的是隆隆不觉的雷鸣声这是因为声波受到大气折射和地面物体反射后所发出的回声

雷电发生的必要条件

1空气要很潮湿；

2云一定要很大块的；

天气干燥的地区一般不容易出现雷电。

闪电的过程

如果我们在两根电极之间加很高的电压，并把它们慢慢地靠近。当两根电极靠近到一定的距离时，在它们之间就会出现电火花，这就是所谓“弧光放电”现象。

雷雨云所产生的闪电，与上面所说的弧光放电非常相似，只不过闪电是转瞬即逝，而电极之间的火花却可以长时间存在。因为在两根电极之间的高电压可以人为地维持很久，而雷雨云中的电荷经放电后很难马上补充。当聚集的电荷达到一定的数量时，在云内不同部位之间或者云与地面之间就形成了很强的电场。电场强度平均可以达到几千伏特／厘米，局部区域可以高达1万伏特／厘米。这么强的电场，足以把云内外的大气层击穿，于是在云与地面之间或者在云的不同部位之间以及不同云块之间激发出耀眼的闪光。这就是人们常说的闪电。

肉眼看到的一次闪电，其过程是很复杂的。当雷雨云移到某处时，云的中下部是强大负电荷中心，云底相对的下垫面变成正电荷中心，在云底与地面间形成强大电场。在电荷越积越多，电场越来越强的情况下，云底首先出现大气被强烈电离的一段气柱，称梯级先导。这种电离气柱逐级向地面延伸，每级梯级先导是直径约5米、长50米、电流约100安培的暗淡光柱，它以平均约150000米/秒的高速度一级一级地伸向地面，在离地面5—50米左右时，地面便突然向上回击，回击的通道是从地面到云底，沿着上述梯级先导开辟出的电离通道。回击以5万公里/秒的更高速度从地面驰向云底，发出光亮无比的光柱，历时40微秒，通过电流超过1万安培，这即第一次闪击。相隔几秒之后，从云中一根暗淡光柱，携带巨大电流，沿第一次闪击的路径飞驰向地面，称直窜先导，当它离地面5—50米左右时，地面再向上回击，再形成光亮无比光柱，这即第二次闪击。接着又类似第二次那样产生第三、四次闪击。通常由3—4次闪击构成一次闪电过程。一次闪电过程历时约025秒，在此短时间内，窄狭的闪电通道上要释放巨大的电能，因而形成强烈的爆炸，产生冲击波，然后形成声波向四周传开，这就是雷声或说“打雷”。

闪电的结构

被人们研究得比较详细的是线状闪电，我们就以它为例来讲述闪电的结构。闪电是大气中脉冲式的放电现象。一次闪电由多次放电脉冲组成，这些脉冲之间的间歇时间都很短，只有百分之几秒。脉冲一个接着一个，后面的脉冲就沿着第一个脉冲的通道行进。现在已经研究清楚，每一个放电脉冲都由一个“先导”和一个‘回击”构成。第一个放电脉冲在爆发之前，有一个准备阶段—“阶梯先导”放电过程：在强电场的推动下，云中的自由电荷很快地向地面移动。在运动过程中，电子与空气分子发生碰撞，致使空气轻度电离并发出微光。第一次放电脉冲的先导是逐级向下传播的，象一条发光的舌头。开头，这光舌只有十几米长，经过千分之几秒甚至更短的时间，光舌便消失；然后就在这同一条通道上，又出现一条较长的光舌(约30米长)，转瞬之间它又消失；接着再出现更长的光舌……光舌采取“蚕食”方式步步向地面逼近。经过多次放电—消失的过程之后，光舌终于到达地面。因为这第一个放电脉冲的先导是一个阶梯一个阶梯地从云中向地面传播的，所以叫做“阶梯先导”。在光舌行进的通道上，空气已被强烈地电离，它的导电能力大为增加。空气连续电离的过程只发生在一条很狭窄的通道中，所以电流强度很大。

当第一个先导即阶梯先导到达地面后，立即从地面经过已经高度电离了的空气通道向云中流去大量的电荷。这股电流是如此之强，以至空气通道被烧得白炽耀眼，出现一条弯弯曲曲的细长光柱。这个阶段叫做“回击”阶段，也叫“主放电”阶段。阶梯先导加上第一次回击，就构成了第一次脉冲放电的全过程，其持续时间只有百分之一秒。

740)thiswidth=740" border=undefined> 第一个脉冲放电过程结束之后，只隔一段极其短暂的时间(百分之四秒)，又发生第二次脉冲放电过程。第二个脉冲也是从先导开始，到回击结束。但由于经第一个脉冲放电后，“坚冰已经打破，航线已经开通”，所以第二个脉冲的先导就不再逐级向下，而是从云中直接到达地面。这种先导叫做“直窜先导”。直窜先导到达地面后，约经过千分之几秒的时间，就发生第二次回击，而结束第二个脉冲放电过程。紧接着再发生第三个、第四个…．。直窜先导和回击，完成多次脉冲放电过程。由于每一次脉冲放电都要大量地消耗雷雨云中累积的电荷，因而以后的主放电过程就愈来愈弱，直到雷雨云中的电荷储备消耗殆尽，脉冲放电方能停止，从而结束一次闪电过程。

闪电的成因

雷暴时的大气电场与晴天时有明显的差异，产生这种差异的原因，是雷雨云中有电荷的累积并形成雷雨云的极性，由此产生闪电而造成大气电场的巨大变化。但是雷雨云的电是怎么来的呢 也就是说，雷雨云中有哪些物理过程导致了它的起电为什么雷雨云中能够累积那么多的电荷并形成有规律的分布本节将要回答这些问题。前面我们已经讲过，雷雨云形成的宏观过程以及雷雨云中发生的微物理过程，与云的起电有密切联系。科学家们对雷雨云的起电机制及电荷有规律的分布，进行了大量的观测和实验，积累了许多资料并提出了各种各样的解释，有些论点至今也还有争论。归纳起来，云的起电机制主要有如下几种：

A对流云初始阶段的“离子流”假说

大气中总是存在着大量的正离子和负离子，在云中的水滴上，电荷分布是不均匀的：最外边的分子带负电，里层带正电，内层与外层的电位差约高0．25伏特。为了平衡这个电位差，水滴必须“优先’吸收大气中的负离子，这样就使水滴逐渐带上了负电荷。当对流发展开始时，较轻的正离子逐渐被上升气流带到云的上部；而带负电的云滴因为比较重，就留在下部，造成了正负电荷的分离。

B冷云的电荷积累

当对流发展到一定阶段，云体伸入0℃层以上的高度后，云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。这种由不同相态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云，叫冷云。冷云的电荷形成和积累过程有如下几种：

a 冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电

霰粒是由冻结水滴组成的，呈白色或乳白色，结构比较松脆。由于经常有过冷水滴与它撞冻并释放出潜热，故它的温度一般要比冰晶来得高。在冰晶中含有一定量的自由离子(OH-或OH+)，离子数随温度升高而增多。由于霰粒与冰晶接触部分存在着温差，高温端的自由离子必然要多于低温端，因而离子必然从高温端向低温端迁移。离子迁移时，较轻的带正电的氢离子速度较快，而带负电的较重的氢氧离子(OH-)则较慢。因此，在一定时间内就出现了冷端H+离子过剩的现象，造成了高温端为负，低温端为正的电极化。当冰晶与霰粒接触后又分离时，温度较高的霰粒就带上负电，而温度较低的冰晶则带正电。在重力和上升气流的作用下，较轻的带正电的冰晶集中到云的上部，较重的带负电的霞粒则停留在云的下部，因而造成了冷云的上部带正电而下部带负电。

b 过冷水滴在霰粒上撞冻起电

在云层中有许多水滴在温度低于0℃时仍不冻结，这种水滴叫过冷水滴。过冷水滴是不稳定的，只要它们被轻轻地震动一下，马上就会冻结成冰粒。当过冷水滴与霰粒碰撞时，会立即冻结，这叫撞冻。当发生撞冻时，过冷水滴的外部立即冻成冰壳，但它内部仍暂时保持着液态，并且由于外部冻结释放的潜热传到内部，其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳来得高。温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带正电，内部带负电。当内部也发生冻结时，云滴就膨胀分裂，外表皮破裂成许多带正电的小冰屑，随气流飞到云的上部，带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上，使霰粒带负电并停留在云的中、下部。

c 水滴因含有稀薄的盐分而起电

除了上述冷云的两种起电机制外，还有人提出了由于大气中的水滴含有稀薄的盐分而产生的起电机制。当云滴冻结时，冰的晶格中可以容纳负的氯离子(Cl-)，却排斥正的钠离子(Na+)。因此，水滴已冻结的部分就带负电，而未冻结的外表面则带正电(水滴冻结时，是从里向外进行的)。由水滴冻结而成的霰粒在下落过程中，摔掉表面还来不及冻结的水分，形成许多带正电的小云滴，而已冻结的核心部分则带负电。由于重力和气流的分选作用，带正电的小滴被带到云的上部，而带负电的霰粒则停留在云的中、下部。

d．暖云的电荷积累

上面讲了一些冷云起电的主要机制。在热带地区，有一些云整个云体都位于0℃以上区域，因而只含有水滴而没有固态水粒子。这种云叫做暖云或“水云”。暖云也会出现雷电现象。在中纬度地区的雷暴云，云体位于0℃等温线以下的部分，就是云的暖区。在云的暖区里也有起电过程发生。

在雷雨云的发展过程中，上述各种机制在不同发展阶段可能分别起作用。但是，最主要的起电机制还是由于水滴冻结造成的。大量观测事实表明，只有当云顶呈现纤维状丝缕结构时，云才发展成雷雨云。飞机观测也发现，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒为主的大量云粒子，而且大量电荷的累积即雷雨云迅猛的起电机制，必须依靠霰粒生长过程中的碰撞、撞冻和摩擦等才能发生。

奇形怪状的闪电

闪电的形状有好几种：最常见的有线状(或枝状)闪电和片状闪电，球状闪电是一种十分罕见的闪电形状。如果仔细区分，还可以划分出带状闪电、联珠状闪电和火箭状闪电等形状。线状闪电或枝状闪电是人们经常看见的一种闪电形状。它有耀眼的光芒和很细的光线。整个闪电好像横向或向下悬挂的枝杈纵横的树枝，又象地图上支流很多的河流。

线状闪电与其它放电不同的地方是它有特别大的电流强度，平均可以达到几万安培，在少数情况下可达20万安培。这么大的电流强度。可以毁坏和摇动大树，有时还能伤人。当它接触到建筑物的时候，常常造成“雷击”而引起火灾。线状闪电多数是云对地的放电。

片状闪电也是一种比较常见的闪电形状。它看起来好像是在云面上有一片闪光。这种闪电可能是云后面看不见的火花放电的回光，或者是云内闪电被云滴遮挡而造成的漫射光，也可能是出现在云上部的一种丛集的或闪烁状的独立放电现象。片状闪电经常是在云的强度已经减弱，降水趋于停止时出现的。它是一种较弱的放电现象，多数是云中放电。

球状闪电虽说是一种十分罕见的闪电形状，却最引人注目。它象一团火球，有时还象一朵发光的盛开着的“绣球”菊花。它约有人头那么大，偶尔也有直径几米甚至几十米的。球状闪电有时候在空中慢慢地转游，有时候又完全不动地悬在空中。它有时候发出白光，有时候又发出象流星一样的粉红色光。球状闪电“喜欢”钻洞，有时候，它可以从烟囱、窗户、门缝钻进屋内，在房子里转一圈后又溜走。球状闪电有时发出“咝咝”的声音，然后一声闷响而消失；有时又只发出微弱的噼啪声而不知不觉地消失。球状闪电消失以后，在空气中可能留下一些有臭味的气烟，有点象臭氧的味道。球状闪电的生命史不长，大约为几秒钟到几分钟。

带状闪电。它由连续数次的放电组成，在各次闪电之间，闪电路径因受风的影响而发生移动，使得各次单独闪电互相靠近，形成一条带状。带的宽度约为10米。这种闪电如果击中房屋，可以立即引起大面积燃烧。

联珠状闪电看起来好像一条在云幕上滑行或者穿出云层而投向地面的发光点的联线，也象闪光的珍珠项链。有人认为联珠状闪电似乎是从线状闪电到球状闪电的过渡形式。联珠状闪电往往紧跟在线状闪电之后接踵而至，几乎没有时间间隔。

火箭状闪电比其它各种闪电放电慢得多，它需要l—15秒钟时间才能放电完毕。可以用肉眼很容易地跟踪观测它的活动。

人们凭自己的眼睛就可以观测到闪电的各种形状。不过，要仔细观测闪电，最好采用照相的方法。高速摄影机既可以记录下闪电的形状，还可以观测到闪电的发展过程。使用某些特种照相机(如移动式照相机)，还可以研究闪电的结构。

球形闪电是一种正常的自然现象。在《梦溪笔谈》中，沈括曾描述道：“内侍李舜举家曾为暴雷所震。其堂之西室，雷火自窗间出，赫然出檐，人以为堂屋已焚，皆出避之。及雷止，其舍宛然，墙壁窗纸皆黔。”

这样的现象在当时是十分神奇的。一般而言，人们都认为闪电所过之处，皆为灰烬。没想到房间里的东西却未受摧毁，就窗户纸、墙壁变黑。房内有一把宝刀，刀身部分熔为铁汁，而刀鞘仍完好无损。

这就是球形闪电的神奇之处，民间通常称之为“地滚雷”，在雷暴天气下形成。球状闪电被认为是气体等离子体的球状物，平均直径在25厘米左右，大的长达几米。颜色常为红色，有时也可见蓝、绿色球状闪电。

球状闪电的寿命一般只有几秒，时间长一些的有几分钟。它在空中可以独立缓慢的移动，仿佛被人控制一样，十分神奇。

大多数的球状闪电会悄咪咪的消失，而有的“幸运儿”会碰到人或物，即一些导体时，内在平衡被破坏，释放出巨大的能量。所以球状闪电具有一定危害性，对人畜都有致命威胁。

关于球状闪电的成因和内在组成，其实还有很多令人困惑的地方，仍在研究当中。人们争议不断，各有说法。由于比较罕见，加大了研究难度。在科幻小说《三体》中，作者刘慈欣提出一种奇特猜想，即球状闪电是宏观展开的电子，对目标有高度选择性，因此才产生“刀熔而刀鞘不化”的现象。

有人可能会好奇如何预防球状闪电。方式就跟平时避雷差不多，远离门窗、水管等金属导体，拔掉电源插头等。如果遇到了，轻轻避开，以免产生空气扰动，不然它就有可能扑上来“咬人”了。