袁曉東

摘要：雷鳴電閃的季節(jié)已經(jīng)到來，在第二課堂的校園壁報窗口宣講雷電的相關(guān)知識，使學(xué)生認(rèn)知雷電的形成、益好、危害、種類，并能有效的防避雷電，是學(xué)校素質(zhì)教育和安全教育的必要環(huán)節(jié)和重要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：雷電形成；雷電利弊；雷電種類；防避雷電

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003—6148（2012）8（S）—0061—2

雷電季節(jié)已經(jīng)到來，振撼山河的雷鳴，五彩繽紛的閃電，既宏偉壯觀，又令人生畏，雷鳴電閃既給大地帶來福祉，又給人類造成危害，雷電有功也有過，認(rèn)識雷電的本來面目是當(dāng)代中學(xué)生第二課堂學(xué)習(xí)中不可缺少的科目，知雷電防雷電是安全知識中必須具備的項目。

1 雷電的形成

1、雷電是一種大氣放電現(xiàn)象。在高溫天氣中太陽把地面附近的空氣曬得很熱，熱空氣上升時形成強(qiáng)烈的上升氣流，沖擊天空中雨里積云的冰品水粒，被沖擊的冰晶水粒加快擾動、加速碰撞、相互磨擦而生電，在運動中使積云雨合離聚分成帶正電荷的云團(tuán)與帶負(fù)電荷的云團(tuán)。帶異種電荷的云團(tuán)間或帶負(fù)電荷的云團(tuán)與帶正電荷的地面間形成電位差，當(dāng)電位差達(dá)到數(shù)億伏以上時，它們問的電場會擊穿空氣形成電流通道而開始放電，放電電流很大并出現(xiàn)耀眼的閃光，這就是閃電。閃電瞬間放電通道的溫度驟增到幾千攝氏度，使空氣體積急劇膨脹而產(chǎn)生沖擊波向四周傳開（即放電通道的空氣爆炸），并發(fā)出宏亮或沉悶的聲音，這便是雷鳴。閃電與雷鳴是同時發(fā)生的。

2、美國國家氣象局的內(nèi)澤特—賴德爾認(rèn)為：每逢暴風(fēng)雨來臨，雨點即能獲得額外的電子，這些電子便追尋地面上的正電荷，前者流出云層后又碰撞了別的電子，使之也變成了游離電子，因而產(chǎn)生了傳導(dǎo)性軌跡，空氣中散布著不規(guī)則形狀的帶電粒子群，傳導(dǎo)性軌跡就在帶電粒子群中間跳躍著迂迥延伸，于是在到達(dá)地面與正電荷接觸之前，閃電的軌跡總是蜿蜒曲折的。

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雷電的益處

1、雷電之際空氣被電離時會伴隨著產(chǎn)生大量的臭氧，因臭氧可以吸收大部分強(qiáng)烈的外來宇宙射線，使地球表面的生物免遭過度紫外線的危害，故臭氧是地球上一切生物的保護(hù)傘。在科技發(fā)展的今天，由于氯氟烴與溴氟烷的廣泛使用及工業(yè)廢氣、飛機(jī)廢氣及農(nóng)田化肥分解的氣體等，使大氣層中的臭氧層快速變薄，而雷電時產(chǎn)生的臭氧可以補充和維持臭氧量的平衡。

2、氮肥是農(nóng)作物必需的肥料，空氣中雖然有80%的是氮肥，卻無法直接為農(nóng)作物所利用。然而在雷電發(fā)生時可以電離空氣中的氮氣和氧氣，并化合為一氧化氮和二氧化氮，經(jīng)高空水滴溶解成為亞硝酸和硝酸降落到地面，這就等于給地面土壤施了一次氮肥，根據(jù)有關(guān)測算，每年因雷電而降落到地面的氮肥約有4億噸。可謂雷電一場氮肥萬噸。

3、雷電構(gòu)成了地面和高空云團(tuán)間的電位差，而地面與高空云團(tuán)間的電位差越大，植物的光合作用與呼吸作用越強(qiáng)烈，尤其在雷電后的一兩天之內(nèi)，植物的生長變化和新陳代謝特別旺盛。如果在植物的整個生長期之內(nèi)有五六次雷電，作物的成熟期可以提前四天至六天。更有趣的是雷電后的晴天陽光穿透云層的能力特別強(qiáng)，從而有利于農(nóng)作物的生長發(fā)育。

4、地動山搖的響雷是一種巨大的聲波，它可以震松土壤促進(jìn)土壤中有機(jī)肥料的分解而便于農(nóng)作物的吸收，故有“春雷一響，萬物肯長”之說。春雷可以震醒萬物，也可以使空氣中部分細(xì)菌和有害微生物在轟鳴和振蕩中喪生。在閃電時產(chǎn)生的高溫中死亡。因此雷電雨過后的空氣特別潔凈清新，在一定程度上減少了部分流行病的發(fā)生。

5、雷電時空氣中的氣體在雷電場的作用下會分離出帶負(fù)電的負(fù)氧離子，被稱作“空氣的維生素”的負(fù)氧離子對人體健康很有利，它可以使居室內(nèi)的細(xì)菌病毒減少。當(dāng)室內(nèi)空氣中的負(fù)氧離子與正離子的比例調(diào)控在9比1時，對燒傷、潰瘍及其它外傷治療有促進(jìn)作用，同時對過敏性鼻炎、神經(jīng)性皮炎、關(guān)節(jié)疼痛等癥有一定的療效。

6、雷電還可以幫助人們尋找礦藏，因為雷電善于打擊容易導(dǎo)電的物體，這一特點為地質(zhì)勘探人員探求礦床提供了重要線索。

3 雷電的危害

根據(jù)中國氣象局統(tǒng)計資料顯示，我國每年因雷電造成人員傷亡上千人，財產(chǎn)損失近百億人民幣。

1、雷電的高壓效應(yīng)，雷電時產(chǎn)生的高達(dá)數(shù)萬伏甚至數(shù)十萬伏的沖擊電壓會瞬間沖擊電氣設(shè)備，擊穿絕緣防護(hù)，使設(shè)備線路發(fā)生短路，導(dǎo)致燃燒、爆炸、毀物及人員傷亡的直接事故。

2、雷電的高熱效應(yīng)，雷電時放出的幾十安甚至上千安的強(qiáng)大電流，會產(chǎn)生大量熱能，使雷擊處的溫度迅速升高，可直接導(dǎo)致設(shè)備、器材被焚，金屬熔化，引發(fā)爆炸、損毀及人員傷亡的重大事故。

3、雷電的靜電感應(yīng)，雷電時在雷擊點周圍的導(dǎo)體會感應(yīng)出與帶電云團(tuán)性質(zhì)相反的大量電荷，當(dāng)雷電消失而這些電荷又來不及導(dǎo)走時，就會產(chǎn)生很高的電壓、并發(fā)生放電現(xiàn)象而帶來火災(zāi)。

4、雷電的電磁感應(yīng)，雷電時在雷擊點周圍會產(chǎn)生強(qiáng)大的交變電磁場，該交變電磁場感應(yīng)出的電流會引起線路、線管、變電器等電氣電子設(shè)施局部過熱而導(dǎo)致火災(zāi)。

5、雷電的機(jī)械效應(yīng)，雷電時被雷擊物體會直接發(fā)生爆炸、倒塌、扭曲、崩潰、撕裂、癱瘓，造成財產(chǎn)損失和人員傷亡。

6、雷電的電磁輻射，雷電時產(chǎn)生的電磁輻射會使通信、廣播、電視及電腦網(wǎng)絡(luò)的信號中斷，也會使遙控、搖測及警戒、監(jiān)測系統(tǒng)失靈，還會對人體健康造成多種傷害。

7、雷電波的侵犯，雷電作用于空架線路和金屬管線時，雷電波可能沿著這些管線流串，并侵入室內(nèi)危及人身安全或損壞設(shè)備。

4 雷電的防御

在建筑物上安裝避雷電設(shè)施，將雷電流引入大地而消失。在雷電來臨時要盡力作到：

1、不要靠近高壓電氣設(shè)施，孤立的高樓及高聳的物體或樹木。

2、不要使用金屬桿的雨傘，手里也不能拿著各種金屬物品。

3、不要在戶外快跑、騎車，不要扛著或舉起物體而增加高度。

4、不要在山頂、丘頂及空曠的高地停留或在孤立的樹下躲雨。

5、不要接近避雷設(shè)施及接地導(dǎo)線，也不要靠墻靠窗靠柱子。

6、不要打開或接通各種通訊工具，更不要接打手機(jī)或電話。

7、不要在空曠的田野里，要盡快躲在洞穴、溝渠、峽谷等低洼處。

8、緊急時刻如果來不及躲避時應(yīng)就地下蹲頭下低或就地躺倒。

9、不要觸摸各種金屬設(shè)施或靠近建筑物的外墻，盡量不要外出。

10、不要靠近電燈線、電話線、電視線等，不要停留在電燈下面。

11、不要靠近各種金屬管線及金屬物體。并斷開各種信號線。

12、應(yīng)立即關(guān)掉室內(nèi)的各種電器，所有電源插頭全部拔出。

5 雷電的種類

1、直擊雷（又稱首次雷）有兩種：

①云地雷。帶電積云團(tuán)與地面突起物因帶電性質(zhì)不同，而在兩者間形成的高強(qiáng)電場擊穿空氣時，通過突起物直接對大地的放電現(xiàn)象。

②云間雷。兩個帶電積云團(tuán)因帶電性質(zhì)不同，而在兩者間形成的高強(qiáng)電場擊穿空氣時，兩云團(tuán)間的直接放電現(xiàn)象。

2、感應(yīng)雷（又稱二次雷）有兩種：

①靜電感應(yīng)雷。帶電積云團(tuán)在空架管線或其它導(dǎo)體上感應(yīng)出被束縛的電荷，當(dāng)帶電積云團(tuán)對地放電或云團(tuán)間放電后。被束縛的感應(yīng)電荷獲得自由并在自身電勢能的作用下，沿管線或其它導(dǎo)體進(jìn)行的二次放電現(xiàn)象。

②電磁感應(yīng)雷。雷電發(fā)生時，雷電流在周圍空問產(chǎn)生了迅速變化的強(qiáng)電磁場，在附近的金屬導(dǎo)體上會感應(yīng)出很高的帶電體電動勢，該帶電體通過物體或人體的再次放電現(xiàn)象。

3、球形雷（又稱滾地雷）。是雷電放電時形成的散發(fā)著紅光、橙光、白光或其它顏色光的火球。從電學(xué)角度考慮，球形雷應(yīng)當(dāng)是一團(tuán)處在特殊狀態(tài)下的帶電高溫氣體。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙斌，雷雨季節(jié)知雷防雷[1]，物理教學(xué)探討，2010，（9）：31，

[2]中國科普網(wǎng)：雷電的知識.

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（欄目編輯

王柏廬）