¿Cómo se forma el rayo? Escribe un ensayo.

2. ¿Cómo se forma el rayo? ¿Cómo se forma el rayo?

Esa noche, de repente apareció un relámpago y pasó un rato antes de que se escucharan los truenos. En ese momento me vino a la mente una pregunta: ¿Cómo se forman los rayos?

A la mañana siguiente, le hice esta curiosa pregunta a mi profesor de ciencias. El profesor de ciencias dijo: "¡Revisemos la información!"

Después de la escuela, fui a casa, encendí la computadora y miré la información. De repente me di cuenta de que los rayos eran causados ​​por la descarga natural de nubes de tormenta (nubes cargadas) sobre los edificios y la tierra. Cuando el clima es cálido y húmedo, el agua del suelo se calienta y se convierte en vapor. El aire caliente del suelo se eleva y se encuentra con el aire frío, lo que hace que el vapor de agua ascendente se condense en pequeñas gotas de agua y forme cúmulos. nubes. Las gotas de agua en la nube son arrastradas por fuertes corrientes de aire y se dividen en pequeñas y grandes gotas de agua. Las gotas de agua más grandes tienen carga positiva y las gotas de agua más pequeñas tienen carga negativa. Las pequeñas gotas de agua se acumulan con el viento para formar nubes de tormenta cargadas negativamente; las gotas de agua más grandes, cargadas positivamente, a menudo caen al suelo para formar lluvia o permanecen suspendidas en el aire. Las nubes de tormenta cargadas negativamente inducen una carga positiva en la superficie de la Tierra debido a la inducción electrostática. De esta forma se forma una gran capacitancia entre la nube de tormenta y la Tierra. Cuando la intensidad del campo eléctrico es grande y excede la fuerza de ruptura de la atmósfera, se produce una descarga entre la nube de tormenta y la tierra, lo que generalmente se denomina rayo.

También descubrí que los relámpagos siempre llegan más rápido que los truenos, porque la luz viaja más rápido que el sonido en el aire, por lo que primero vemos los relámpagos y luego escuchamos los truenos.

Esta vez fue realmente "No sé, me sorprendió a primera vista". A través de esta observación, gané mucho.

3. Resumen de la formación de rayos: Durante la formación de nubes cumulonimbos, bajo la acción simultánea del campo eléctrico atmosférico, el efecto de carga por diferencia de temperatura y el efecto de carga por fragmentación, se acumulan cargas positivas y negativas en diferentes partes. de la nube.

Cuando la carga se acumula hasta cierto punto, se descargará entre nubes y nubes o entre las nubes y el suelo, que es el relámpago que vemos... La gente suele llamar nube a las nubes donde se producen los relámpagos. De hecho, existen varios tipos de nubes relacionadas con los rayos, incluidos los estratocúmulos, nimboestratos, cumulonimbos, cumulonimbus, y el más importante es el cumulonimbus. En términos generales, las nubes de tormenta se refieren a nubes cumulonimbus. El proceso de formación de nubes es un proceso en el que el vapor de agua en el aire alcanza la saturación o sobresaturación por diversas razones y se condensa.

La saturación de vapor de agua en el aire es una condición necesaria para la formación de nubes. Las formas principales son: (1) Mantener constante el contenido de vapor de agua y enfriar el aire; (2) Mantener la temperatura constante y aumentar el contenido de vapor de agua (3) No solo aumentar el contenido de vapor de agua, sino también reducir la temperatura; Pero para la formación de nubes, el proceso de enfriamiento es el más importante.

En el proceso de enfriamiento, el efecto de enfriamiento provocado por el movimiento ascendente es el más común. Los cumulonimbos son un tipo de nube que se forma durante una fuerte convección vertical.

Debido a que el suelo absorbe mucho más calor de la radiación solar que la capa de aire, la temperatura del suelo aumenta más durante el día, especialmente en verano. Por lo tanto, debido a la conducción del calor y la radiación térmica, la temperatura atmosférica cerca del suelo aumenta, la temperatura del gas debe expandirse, la densidad disminuye y la presión también disminuye. Según el principio de la mecánica, se elevará y la capa de aire de arriba será más densa y se hundirá. Durante el proceso de ascenso, el flujo de aire caliente se expande y se descomprime, y al mismo tiempo intercambia calor con el aire de baja temperatura en altitudes elevadas. Como resultado, el vapor de agua en la masa de aire ascendente se condensa, aparecen gotas de agua y se forman nubes. están formados.

Durante el proceso de convección fuerte, las gotas de niebla en las nubes se enfrían aún más y se convierten en gotas de agua sobreenfriadas, cristales de hielo o copos de nieve, que aumentan gradualmente de tamaño con la altura. A una altitud de congelación (-10 ℃), debido al calor latente liberado por la congelación del agua sobreenfriada, la cima de la nube se desarrolla repentinamente hacia arriba y se extiende horizontalmente después de alcanzar la tropopausa. Durante la formación de las nubes cumulonimbus, las cargas positivas y negativas se acumulan en diferentes partes de la nube bajo los efectos simultáneos del campo eléctrico atmosférico, el efecto de carga por diferencia de temperatura y el efecto de carga de desechos.

Cuando la carga se acumula hasta cierta cantidad, se descargará entre nubes y nubes o entre nubes y el suelo, que es el relámpago que vemos.

4. Cómo se forman los rayos Ensayo de 500 palabras Los rayos se producen por la descarga natural de nubes de tormenta (nubes cargadas) al suelo y a los edificios de la tierra. Cuando el clima es cálido y húmedo, el agua del suelo se calienta hasta convertirse en vapor y el aire se eleva a medida que el suelo se calienta. Cuando encuentra aire frío en el aire, el vapor de agua ascendente se condensa en pequeñas gotas de agua, formando cúmulos. Las gotas de agua en la nube son arrastradas por fuertes corrientes de aire y se dividen en gotas de agua pequeñas y gotas de agua grandes. Las gotas de agua más grandes están cargadas positivamente. Las gotas de agua más grandes y cargadas positivamente a menudo caen al suelo en forma de lluvia o permanecen suspendidas en el aire. Las nubes de tormenta cargadas negativamente inducen una carga positiva en la superficie de la Tierra debido a la inducción electrostática. Como resultado, se forma un gran condensador entre la nube de tormenta y la tierra. Cuando la intensidad del campo eléctrico es grande y excede la fuerza de ruptura de la atmósfera, se produce una descarga entre la nube de tormenta y la tierra, lo que generalmente se denomina rayo.

5. ¿Cómo se forma el rayo?

Los rayos son causados ​​por la descarga natural de nubes de tormenta (nubes cargadas) al suelo y a los edificios en el suelo, lo que puede causar graves daños a edificios o equipos. Por lo tanto, se debe comprender el proceso de formación de los rayos y sus condiciones de descarga para poder tomar las medidas adecuadas para proteger los edificios de los rayos.

Cuando el clima es cálido y húmedo, el agua del suelo se calienta y se convierte en vapor. El aire caliente del suelo se eleva y se encuentra con el aire frío, lo que hace que el vapor de agua ascendente se condense. en pequeñas gotas de agua y forman cúmulos. Las gotas de agua en la nube son arrastradas por fuertes corrientes de aire y se dividen en pequeñas y grandes gotas de agua. Las gotas de agua más grandes tienen carga positiva y las gotas de agua más pequeñas tienen carga negativa. Las pequeñas gotas de agua se acumulan con el viento para formar nubes de tormenta cargadas negativamente; las gotas de agua más grandes, cargadas positivamente, a menudo caen al suelo para formar lluvia o permanecen suspendidas en el aire. Las nubes de tormenta cargadas negativamente inducen una carga positiva en la superficie de la Tierra debido a la inducción electrostática. De esta forma se forma una gran capacitancia entre la nube de tormenta y la Tierra. Cuando la intensidad del campo eléctrico es grande y excede la fuerza de ruptura de la atmósfera, se produce una descarga entre la nube de tormenta y la tierra, lo que generalmente se denomina rayo.

6. ¿Cómo se produce el rayo? La gente suele referirse a las nubes donde se producen relámpagos como nubes de tormenta. De hecho, existen varios tipos de nubes relacionadas con los rayos, como estratocúmulos, nimboestratos, cúmulos, cumulonimbos, y el más importante es el cumulonimbo. Las nubes de tormenta que generalmente se mencionan en los libros profesionales se refieren a nubes cumulonimbus.

El proceso de formación de nubes es un proceso en el que el vapor de agua presente en el aire alcanza la saturación o sobresaturación por diversos motivos y se condensa. La saturación de vapor de agua en el aire es una condición necesaria para la formación de nubes. Las principales formas son las siguientes:

(1) El contenido de vapor de agua permanece sin cambios y el aire se enfría; (2) Mantener la temperatura constante y aumentar el contenido de vapor de agua;

(3) no solo aumenta el contenido de vapor de agua, sino que también reduce la temperatura.

Pero para la formación de nubes, el proceso de enfriamiento es el proceso más importante. En el proceso de enfriamiento, el efecto de enfriamiento causado por el movimiento ascendente es el más común.

Los cumulonimbus son un tipo de nube que se forma durante una fuerte convección vertical. Debido a que el suelo absorbe mucho más calor de la radiación solar que la capa de aire, la temperatura del suelo aumenta más durante el día, especialmente en verano. Por lo tanto, debido a la conducción del calor y la radiación térmica, la temperatura atmosférica cerca del suelo aumenta, la temperatura del gas debe expandirse, la densidad disminuye y la presión también disminuye. Según el principio de la mecánica, se elevará y la capa de aire de arriba será más densa y se hundirá. Durante el proceso de ascenso, el flujo de aire caliente se expande y se descomprime, y al mismo tiempo intercambia calor con el aire de baja temperatura en altitudes elevadas. Como resultado, el vapor de agua en la masa de aire ascendente se condensa, aparecen gotas de agua y se forman nubes. están formados. Durante una convección fuerte, las gotas de niebla en la nube se enfrían aún más y se convierten en gotas de agua sobreenfriadas, cristales de hielo o copos de nieve, que aumentan gradualmente de tamaño con la altura. A una altitud de congelación (-10°C), debido al calor latente liberado por la congelación del agua superenfriada, la cima de la nube se desarrolla repentinamente hacia arriba cerca de la tropopausa y se extiende horizontalmente, formando un yunque de nubes, que es una característica distintiva de las nubes cumulonimbus.

Durante la formación de las nubes cumulonimbus, las cargas positivas y negativas se acumulan en diferentes partes de la nube bajo la acción simultánea del campo eléctrico atmosférico, el efecto de carga por diferencia de temperatura y el efecto de carga de escombros. Cuando la carga se acumula hasta cierto punto, se descargará entre nubes y nubes o entre nubes y el suelo, que es lo que la gente suele llamar relámpago.

Los truenos y relámpagos han traído enormes desastres a la sociedad humana con su enorme poder destructivo. Especialmente en los últimos años, los desastres relámpagos han ocurrido con frecuencia y el daño a la economía nacional se ha vuelto cada vez más grave. Es necesario fortalecer la conciencia sobre la protección contra rayos, cooperar activamente con el departamento meteorológico, hacer un buen trabajo en prevención y minimizar las pérdidas provocadas por los rayos.

Cuando la sociedad humana entra en la era de la información electrónica, las características de los desastres causados ​​por rayos son muy diferentes de las del pasado. Se pueden resumir de la siguiente manera: (1) El área afectada por los desastres se ha expandido enormemente, desde. Los dos campos tradicionales de la electricidad y la construcción para Casi todas las industrias tienen las características de los campos más estrechamente relacionados con las altas y nuevas tecnologías, como la aeroespacial, la defensa nacional, correos y telecomunicaciones, informática, industria electrónica, industria petroquímica, valores financieros, etc. . (2) De la invasión espacial bidimensional a la invasión espacial tridimensional. El campo electromagnético pulsado transmitido desde los rayos directos y las ondas de sobretensión a los cambios de rayos espaciales a lo largo de la línea invade desde el espacio tridimensional hasta cualquier rincón, provocando desastres en todas partes. Por lo tanto, el proyecto de protección contra rayos ha pasado de los rayos directos y de inducción a los rayos electromagnéticos. pulso (LEMP). El anterior se refiere a la expansión de industrias afectadas por rayos, pero aquí se refiere a la ampliación del alcance espacial de los desastres por rayos. Por ejemplo, alrededor de las 14:40 del 25 de julio de 2000, un rayo provocó que dos unidades cerca de Caobao Road y Guijing Road fueran alcanzadas por un rayo al mismo tiempo, en lugar del rayo anterior que solo dañó un edificio. (3) Las pérdidas económicas y los daños causados ​​por los desastres causados ​​por rayos aumentan considerablemente. Las pérdidas económicas directas del propio objetivo a veces no son demasiado grandes, y las pérdidas económicas indirectas y los impactos causados ​​por ellos son difíciles de estimar. Por ejemplo, a las 2 a. m. del 27 de agosto de 1999, una estación de búsqueda fue alcanzada por un rayo, lo que provocó que la estación dejara de buscar durante varias horas. Las pérdidas directas son limitadas, pero las indirectas superarán con creces las directas. (4) La razón fundamental de las características anteriores, es decir, la característica clave, es que los principales objetos de los desastres causados ​​por rayos se han concentrado en dispositivos y equipos microelectrónicos. Los rayos en sí no han cambiado, pero el desarrollo de la ciencia y la tecnología ha cambiado la producción y las condiciones de vida de la sociedad humana. La aplicación de la tecnología microelectrónica ha penetrado en diversos campos de la producción y la vida. Las características de los dispositivos microelectrónicos son extremadamente sensibles y se ven fácilmente afectadas por el omnipresente LEMP, lo que hace que los dispositivos microelectrónicos pierdan el control o se dañen.

Por lo tanto, la importancia, urgencia y complejidad de la protección contra rayos en la era actual han aumentado considerablemente, y la protección contra rayos se ha transformado de protección directa contra rayos a protección del sistema. Debemos situarnos en una nueva altura en la era histórica para comprender y estudiar la tecnología moderna de protección contra rayos y mejorar la capacidad integral de la humanidad para defenderse contra los desastres causados ​​por rayos.

¿Cómo provocan desastres los rayos?

Los truenos y relámpagos son un fenómeno climático común en verano. Los desastres de truenos y relámpagos representan una gran amenaza para los recursos naturales y la civilización material creada por la humanidad. Entonces, ¿cómo es que los rayos causan desastres?

En primer lugar, los rayos producen un calor abrasador. Cuando cae un rayo, una poderosa corriente atraviesa el objeto, generando instantáneamente una gran cantidad de calor. Según análisis, la temperatura del canal de corriente del rayo puede alcanzar los 6000°C

7. ¿Cómo se producen los rayos? En 1752 d.C., el inventor estadounidense Franklin realizó muchos experimentos con cometas y concluyó que los rayos eran causados ​​por cargas eléctricas en la atmósfera. Pero hasta ahora ha sido imposible explicar por qué las nubes están cargadas y cómo se producen los rayos. Consulte "Cien mil porqués en el nuevo siglo". Aunque los científicos sabían que las nubes estaban cargadas eléctricamente, no podían explicar cómo podían acumular una carga tan fuerte. La mayoría de los científicos creen que la carga generada en las nubes es la interacción del hielo y las gotas de agua en las nubes. Los científicos creen que las gotas de agua tienen carga negativa cuando se congelan y el agua en la superficie del hielo tiene carga positiva. Las fuertes corrientes de aire separan las nubes cargadas positiva y negativamente en dos capas, gotas de agua cargadas positivamente arriba y hielo cargado negativamente debajo. Cuando se crean suficientes cargas en la nube, la potencia aumenta. El aire, que se supone que es el mejor aislante, se convierte en el mejor conductor, de modo que cuando las cargas fluyen desde el polo negativo al polo positivo en la nube, se genera una fuerte corriente y, finalmente, se produce una reacción relámpago. Los estudiantes del grupo de interés en ciencia y tecnología de nuestra escuela llevaron a cabo muchos experimentos y debates bajo la guía de los maestros. Luego se llegó a la conclusión de que las conclusiones anteriores de los científicos sobre la generación de rayos eran erróneas. Observamos el siguiente experimento para explicar cómo se producen los rayos. En el experimento anterior, evaporamos el agua y la enviamos al lugar más frío del congelador, convertimos las nubes artificiales de la capa inferior en bolas de hielo y usamos un soplador para soplar aire dentro del gabinete para convertir la capa superior en gotas de agua. . La capa de disco cargada negativamente se llena con una placa de cobre y la capa de gotas de agua cargada positivamente se llena con una placa de cobre, y luego los conductores respectivos se conectan a los cables positivo y negativo del amperímetro. No hay cambios en el amperímetro. . Si usamos un electroscopio de carga y conectamos las placas de cobre superior e inferior utilizadas en el experimento al electroscopio de carga, encontramos que las dos láminas de metal abrirán el circuito y los dos terminales se atraerán entre sí cuando estén cerca de la varilla de porcelana. frotados con alambre, mientras que los dos terminales frotados con cabello se atraerán entre sí. Las varillas de plástico se repelerán cuando se coloquen juntas. Este experimento demostró que tanto las capas de hielo como de vapor de agua de las nubes artificiales están cargadas negativamente. Entonces parece que las gotas de hielo propuestas por los científicos tienen carga negativa.

El agua en la superficie del hielo está cargada positivamente y fuertes corrientes de aire separan las nubes cargadas positiva y negativamente en dos capas, es decir, las gotas de agua cargadas positivamente arriba y el hielo cargado negativamente debajo. Cuando se generan suficientes cargas en la nube, la cantidad de electricidad sigue aumentando, pero el aire, que se supone que es el mejor aislante, se convierte de esta manera en el mejor conductor, cuando la carga fluye del polo negativo al positivo. polo en la nube, se genera una poderosa corriente eléctrica. La corriente finalmente produjo una reacción de rayo. Si pensamos que las gotas de agua congelada tienen una carga negativa y el agua en la superficie del hielo tiene una carga positiva, las cargas positiva y negativa se disolverán entre sí y la carga que aumenta con el flujo de aire no existirá. Hagamos algunos cambios en la configuración experimental anterior y veamos los resultados. En este experimento, sellamos el vapor de agua evaporado en una caja hecha de plástico, usamos un congelador para convertir el vapor de agua en una nube de bolas de hielo y luego usamos un soplador para soplar aire hacia las plantas en el congelador. El flujo de aire en la maceta se elevó hasta la cima de la nube. El cableado de placa de cobre instalado arriba y abajo estaba conectado a los dos terminales del amperímetro. Se descubrió que el puntero del amperímetro se movía. Este experimento muestra que la razón por la cual la capa superior de las nubes (capa de vapor de agua) está cargada positivamente es porque cuando aumenta la presión atmosférica de las plantas de la superficie, se produce una gran cantidad de oxígeno, lo que hace que la superficie tenga carga positiva. afectado por el fuerte flujo de aire hacia abajo y hacia las nubes, el vapor de agua en las nubes está cargado positivamente. De esta forma, las capas superiores de la nube quedan cargadas positivamente y las inferiores, negativamente. Después de una condensación continua, el voltaje continúa aumentando y el electrodo negativo de la nube cargada fluye hacia el electrodo positivo, creando un efecto de rayo. (Nota: la presión del aire en la caja de plástico no puede lograr el propósito del experimento a menos que alcance un cierto nivel, y el tiempo para generar rayos también es muy corto). Como todos sabemos, la presión atmosférica aumentará antes de que llueva. Verano, y la gran cantidad de oxígeno producida por las plantas en esta época aumentará la presión atmosférica. De esta manera, la superficie de la Tierra tendrá una fuerte carga positiva y el flujo de aire caliente en la superficie ascenderá rápidamente a la atmósfera superior, por lo que la carga positiva en la superficie también aumentará con el flujo de aire. Cuando aparecen las nubes, se generarán múltiples relámpagos en las capas superior e inferior de la nube, y luego, cuando la nube se acerque gradualmente al suelo, se generarán relámpagos entre la nube y el suelo. Los experimentos han demostrado que en verano, cuando las plantas en el suelo realizan la fotosíntesis, las nubes crean un efecto de relámpago. Si las plantas dejan de crecer y se produce la fotosíntesis, no habrá truenos ni relámpagos. Los truenos y relámpagos son más comunes en pastizales y bosques que en zonas secas, lo que es una de las causas de los truenos y relámpagos. En pocas palabras, el rayo es una prueba de que la carga de materia misma se mueve de un objeto en la naturaleza a otro o de un lugar a otro bajo ciertas condiciones. Después de una tormenta, el dióxido de carbono en la atmósfera se reduce considerablemente y el contenido de oxígeno aumenta. Además de ayudar a las personas a respirar aire fresco, también es beneficioso para las plantas.

8. ¿Cuál es el género del artículo que introduce la formación del rayo? La exploración de relámpagos y truenos son fenómenos naturales que la gente ve a menudo y resultan impactantes. Por supuesto, despertará la exploración y el pensamiento de la gente. ¿De dónde viene el rayo y cómo se produce? En 1752, Franklin utilizó una cometa para explorar los truenos y relámpagos en el cielo durante una tormenta, y descubrió que los truenos y los relámpagos tenían exactamente el mismo efecto que la descarga de carga en el laboratorio. Investigadores de todo el mundo comenzaron a explorar cómo se forman los rayos.

La aparición de rayos naturales suele ir acompañada de aire frío y lluvia intensa, lo que está estrechamente relacionado con el proceso de condensación del vapor de agua en lluvia. Por lo tanto, debemos utilizar esto como pista para explorar la conexión interna. entre la conversión del vapor de agua en lluvia y relámpagos, y revelar la verdad natural. Sin embargo, debido a la teoría preconcebida de la nube de electrones, la discusión sobre el movimiento regular de los electrones fuera del núcleo se ha visto obstaculizada y el cambio de fase se ha convertido en un misterio sin resolver. La discusión sobre los rayos también evita la pista clave del cambio de fase y pasa por alto la realidad objetiva, lo que dificulta lograr avances sustanciales en la exploración. Hasta el momento se desconoce la causa real de la formación de rayos.

Hace doscientos años, la gente sólo sabía que la fricción podía producir electricidad de alto voltaje, por lo que la teoría anterior creía que la formación de los rayos era causada por la fricción del vapor de agua en las nubes, que estaba llena de lagunas. . Debido a que existe una enorme fuerza repulsiva entre las moléculas de gas, las moléculas no pueden entrar en contacto entre sí en absoluto y las superficies no entran en contacto en absoluto, por lo que no habrá fricción, y mucho menos generación de energía.

Me opuse a esto hace diez años. Revisé Baidu recientemente y descubrí que "Advancing with the Times" ha cambiado la fricción mutua del vapor de agua en la nube en el efecto de electrificación de diferencia de temperatura y el efecto de electrificación de fragmentación.

Su esencia es la fricción, pero el vapor de agua se convierte en cristales de hielo. Esto plantea mi pregunta: incluso si las moléculas de gas tienen fricción, hay cientos de veces más nitrógeno y oxígeno en el aire que vapor de agua, entonces, ¿por qué es sólo vapor de agua el que genera electricidad a través de la fricción?

En segundo lugar, el viento del norte aúlla en invierno y hay más cristales de hielo en las nubes en invierno. Entonces, el invierno crea la mayor fricción.

¿Por qué hay menos truenos en invierno y tormentas más frecuentes en primavera y verano? En tercer lugar, la carga total de las nubes se equilibra antes y después de la fricción. Incluso si se genera una carga, no provocará una descarga a la tierra.

A veces se producen avalanchas en zonas montañosas. Toneladas o cientos de toneladas de nieve caen y una gran cantidad de cristales de hielo rozan violentamente, pero nunca se producen rayos por esta razón. Desde esta perspectiva, la teoría del rayo generado por la fricción es insostenible. Los rayos liberan cargas eléctricas entre las nubes del cielo y el suelo. Para explicar los truenos y los relámpagos, primero debemos preguntarnos de dónde provienen las cargas eléctricas en el cielo. Como todos sabemos, nuestra Tierra puede contener muchas cargas y tiene una gran capacitancia. También hay repulsión de cargas similares en la capacitancia terrestre.

Así que las cargas (electrones) de la Tierra a menudo son repelidas hacia la superficie. Las cargas repelidas a la superficie son llevadas a la atmósfera por las plantas y animales del suelo, formando cargas libres en la atmósfera, por lo que los bosques y campos siempre están llenos de una gran cantidad de cargas negativas (iones negativos).

Los electrones suspendidos son los relevadores de los rayos, por lo que las personas debajo del árbol y en Yuan Yeli son fácilmente alcanzadas por un rayo. Los electrones libres en el aire son fácilmente atraídos por el núcleo de vapor de agua y se convierten en componentes adicionales de los electrones fuera del núcleo de vapor de agua.

Esto se debe a que en la atmósfera, en comparación con el nitrógeno y el oxígeno, el vapor de agua tiene moléculas más grandes que el dióxido de carbono, el vapor de agua tiene menos electrones extranucleares y rodea tres núcleos (dos (uno de hidrógeno, otro de oxígeno) , por lo que los tres núcleos y los cuatro electrones del vapor de agua operan en tres dimensiones en el espacio. La capa electrónica externa no está llena, por lo que cada molécula de vapor de agua puede agregar electrones adicionales. Por tanto, los electrones libres en la atmósfera siempre son absorbidos y contenidos por el vapor de agua, convirtiéndose en portador de cargas negativas en la atmósfera. También se puede considerar que el vapor de agua es un microcondensador en la atmósfera (normalmente nuestros condensadores suelen estar sellados para evitar que el vapor de agua se lleve la carga).

Cuanto mayor es la humedad del aire, mayor es la proporción de vapor de agua y más cargas puede contener, por lo que es menos probable que se forme electricidad estática en los días húmedos. En los días secos, hay menos vapor de agua en la atmósfera y el exceso de carga no tiene adónde ir. Es fácil deambular por el medio ambiente y acumularse en los objetos, formando fácilmente descargas electrostáticas y de alto voltaje.

Sabiendo que el vapor de agua es el portador de cargas negativas en la atmósfera, se tiene un contexto para la formación del rayo. A medida que el aire caliente asciende, el vapor de agua se eleva hacia el cielo, llevando consigo una carga adicional.

Cuando el vapor de agua encuentra bajas temperaturas a grandes altitudes, la valencia y la velocidad de los electrones del vapor de agua disminuyen, y la operación tridimensional cambia a una operación retorcida. El vapor de agua se condensa y las moléculas se atraen y se juntan, provocando un cambio de fase de gas a líquido. Al mismo tiempo, el exceso de electrones añadido en la operación tridimensional del vapor de agua no tiene lugar donde esconderse. El vapor de agua se acumula en las nubes y el exceso de electrones se expulsa, formando cargas eléctricas que flotan en la nube. Las cargas adicionales siempre intentan meterse en el H2O para apoderarse de los asientos, formando ondas electromagnéticas no convencionales: voltajes en las nubes.

Las nubes son una colección de grandes cantidades de vapor de agua transformado en fase en pequeñas gotas de agua, por lo que una gran cantidad de carga se acumula cerca, lo que puede crear alta presión. La diferencia de potencial entre nubes y nubes y entre nubes y el suelo es enorme, abriendo un camino a través de la vibración electrónica de los materiales circundantes en la atmósfera, formando un espectacular fenómeno relámpago. También hace que el aire vibre violentamente. , formando un trueno retumbante.

En resumen, no es difícil ver que los rayos son un subproducto del cambio de fase del vapor de agua en lluvia, y que la carga superficial es transportada suavemente hacia el cielo por el vapor de agua. Cuando el vapor de agua cambia de fase, la carga eléctrica se extruye y se acumula en forma de rayo, que golpea violentamente la tierra, circulando así de manera segura, realizando la circulación de carga eléctrica entre el cielo y la tierra. Los relámpagos y truenos nos indican que una gran cantidad de vapor de agua se ha condensado en el aire, indicando que puede llover.

Los truenos secos también ocurren de vez en cuando, porque la lluvia está relacionada con la temperatura, la humedad, la presión del aire, el flujo de aire y otros factores. En invierno, la temperatura es baja, la valencia y la velocidad de los electrones son bajas y la mayor parte del vapor de agua en el aire se condensa en agua o hielo, por lo que el aire frío es seco, contiene menos vapor de agua y tiene menos carga, por lo que hay Hay menos truenos en invierno.

Otra razón es que las cargas en el aire no sólo son repelidas por la gravedad de la Tierra y cargas similares en la superficie, sino que también son atraídas por el sol. Las bandas de carga tienden a acumularse en lugares de la Tierra donde la vegetación es exuberante y está cerca del sol. Debido al ángulo entre el eje terrestre y la eclíptica, se acumulan más cargas eléctricas en el hemisferio norte de marzo a septiembre y en el hemisferio sur de septiembre a marzo, por lo que la primavera y el verano son las estaciones con frecuentes truenos y relámpagos. Para probar la teoría anterior sobre la formación de rayos, podemos hacer un experimento simple: colocar un capacitor en un recipiente cerrado e introducir una pequeña cantidad de vapor de agua e iones negativos en el recipiente en un ambiente de alta temperatura.

9. ¿Cómo se forma el rayo? El rayo es una descarga eléctrica espectacular y un tanto aterradora acompañada de relámpagos y truenos.

Los rayos generalmente ocurren en nubes cumulonimbus con fuerte convección, por lo que suelen ir acompañados de fuertes ráfagas de viento y lluvias intensas, y en ocasiones granizo y tornados. Las cimas de los cumulonimbus son generalmente muy altas, de hasta 20 kilómetros, y a menudo hay cristales de hielo en las partes superiores de las nubes. La unión de cristales de hielo, la rotura de gotas de agua y las corrientes de convección de aire crean una carga eléctrica en las nubes. La distribución de cargas en las nubes es más compleja, pero en general, la parte superior de la nube está dominada por cargas positivas y la parte inferior por cargas negativas. Por lo tanto, se desarrolla una diferencia de potencial entre las partes superior e inferior de la nube. Cuando la diferencia de potencial alcanza un cierto nivel, se producirá una descarga, que es nuestro fenómeno común de rayos. La corriente media de un rayo es de 30.000 amperios y la corriente máxima puede alcanzar los 300.000 amperios. El voltaje del rayo es muy alto, entre 100 y 100 millones de voltios. La potencia de una tormenta moderada puede alcanzar los 10 millones de vatios, el equivalente a la producción de una pequeña central nuclear. Durante el proceso de descarga, debido al aumento repentino de temperatura durante el flashover, el volumen de aire se expande rápidamente, generando ondas de choque y fuertes rayos. Cuando las nubes de tormenta cargadas se acercan a las protuberancias del suelo, se producen violentas descargas eléctricas entre ellas. En el lugar de descarga del rayo se producirán fuertes destellos y estruendos explosivos. Esto es lo que la gente ve y oye en forma de relámpagos y truenos.