雷電究竟從哪里來？

聽到“轟隆隆”震耳欲聾的雷聲，你感到害怕嗎？雷電可是大自然最驚心動魄的景象之一，特別是那些光華奪目、劃破長空的閃電。

18世紀以前，流傳著許多關于雷電的神話。人們對雷電究竟從何而來還一無所知，連少數(shù)科學家都以為雷電是毒氣在空中爆炸。第一個揭穿雷電秘密的是美國著名學者本杰明·富蘭克林。富蘭克林在研究靜電學時發(fā)現(xiàn)，空中的閃電與實驗室的摩擦生電有很多相似之處。為了證實這一點，1752年夏天，富蘭克林準備了一只用木條和絲手帕做成的大風箏，在風箏頂端縛上一根細鐵絲，并把它與放風箏的麻繩連在一起，繩末系了一段不導電的綢帶，以便抓握，而在麻繩與綢帶之間再系上一把鐵鑰匙。當雷雨來臨時，富蘭克林帶著小兒子奔向野外，頂著狂風暴雨把風箏送上高空云層。一會兒，麻繩被淋濕，變成良導體，隨著電光閃閃，雷聲隆隆，風箏和繩索全都帶了電，麻繩上原先披散的纖維都奇妙地直立起來。富蘭克林覺得手有點兒發(fā)麻，他興奮地把手指挨近那把鐵鑰匙，立刻就有電火花向手指飛來。這些現(xiàn)象與實驗室中帶電物體的性質(zhì)完全相同，原來閃電不過是大氣中的強烈放電現(xiàn)象！

閃電和雷鳴總是一起出現(xiàn)，但是打雷不一定就會下雨。人們通常把能制造雷電和雷雨的烏云叫作雷雨云。

通過大量探測，科學家知道：在雷雨云積極發(fā)展時，云體會開始帶有大量電荷，而且總是在云體上部集中正電荷，云體下部集中負電荷。由于電的感應作用，又使雷雨云籠罩下的地面帶有正電。這樣，在云的上下部之間、云與云之間、云與地面之間，就會形成強烈的電場。隨著電場兩邊電位差越來越大，正、負電荷間將發(fā)生擊穿空氣的放電現(xiàn)象，并激發(fā)空氣發(fā)光，這就是閃電。每次閃電的電流可高達幾萬甚至幾十萬安培，溫度高達兩三萬攝氏度，比太陽表面溫度高出五倍。在狹窄的閃電通道中，空氣被突然劇烈加熱，迅速膨脹，然后空氣體積又陡然縮小?？諝庥纱税l(fā)生振動，造成了轟隆隆的雷聲。

可為什么雷雨云會帶電呢？為什么雷雨云中的電荷總是呈上正下負的分布呢？自富蘭克林揭示了雷電的本質(zhì)之后，無數(shù)科學家為查明雷電之源絞盡腦汁，提出過許多種解釋。我們可以把這些解釋大致歸為三大類：第一類認為，雷雨云吸附了空氣中的帶電離子而起電；第二類認為，云粒子受到外界電場感應，因為即使在晴朗時，大氣也存在電場；第三類認為，帶電云層是由于云粒子間的相變、摩擦、破碎等機械作用或云粒子的化學變化形成。

一位植物學家的意見也很有趣，他認為雷雨云中的電荷是由地面上的綠色植物產(chǎn)生的。樹葉和青草會向大氣分泌大量帶有揮發(fā)性的有機物質(zhì)，如芳香油等。在一定條件下，這些物質(zhì)會分解出正離子，并在云表面形成電荷。為了證實這一假說，他計算出了植物產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)里所含的能量，其結(jié)果恰好等于地球上雷電釋放的能量。他的第二個理由是：雷電發(fā)生在生長植物的地區(qū)。最強烈的雷電大多發(fā)生在熱帶森林上空，而在沙漠或兩極這些不毛之地，幾乎不出現(xiàn)雷電。在溫帶，隨著春天大地上一片新綠的來臨，雷雨季節(jié)也一起到來；葉落草枯的秋冬，雷電也就銷聲匿跡。

不過，大多數(shù)科學家還沒能接受這一觀點。他們更相信云層帶電是水蒸氣微粒在上升或下降過程中和空氣發(fā)生摩擦導致的。雷電是大自然最常見的自然現(xiàn)象，盡管科學家提出了多種大相徑庭的假說，但直到今天，還沒有一種假說能完美地說明雷電的起源。