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「行雷閃電」的科學
第二章:為什麼閃電形狀既彎曲又開叉?

   撰文:李立信


    第一章我們解釋了為什麼行雷會發出令人震耳欲聾的聲音,由於行雷經常伴隨著閃電,現在讓我們探索一下閃電的特別形狀。

    Figure1
    空氣產生電離後形成一條或多條閃電通道,
    讓雲裡面的負電荷衝向地面。
    (此圖由李立信先生創作和提供。圖中物件並不依比例。)

    閃電是將雲裡面的電荷釋放到空氣、然後再傳到地面的一個過程。空氣原本是電的絕緣體,但由於雲裡面大量的電荷引起感應作用,令雲和地之間產生很高的電壓,導致空氣產生電離,然後成為導電體。一條電離空氣的通道會首先在雲層出現,然後一節接一節地衝向地面,每節的長度大約數十米。由於大氣中的雜質和水份會令空氣在不同的方向產生電離,而閃電通道是依著電阻最少的路線伸展,所以閃電往往不是一條直線,而是彎彎曲曲的。有些時候,閃電通道的前端出現一條以上的導電路徑,令閃電通道依循這些路徑伸展,於是閃電便呈現分叉的樣子。  
    在閃電通道的多個分支當中,最先抵達地面的會建立一條從雲層至地面的導電路徑,情況就彷似有一根非常長的金屬線把它們連在一起。這時候,一道巨大的電流會立即在雲和地之間流過,閃電通道的所有分支會亮起來,長空登時被耀目的閃光劃破。

     lightning
    一道彎曲和開叉的閃電
    (圖片由李立信先生創作和提供)

最近修訂日期: <2014年4月1日>