为什么闪电形状既弯曲又开叉?
李立信
在第一章我们解释了为什么行雷会发出令人震耳欲聋的声音,由于行雷经常伴随著闪电,现在让我们探索一下闪电的特别形状。
空气产生电离后形成一条或多条闪电通道,让云里面的负电荷冲向地面。(此图由李立信先生创作和提供。图中物件并不依比例。)
闪电是将云里面的电荷释放到空气、然后再传到地面的一个过程。空气原本是电的绝缘体,但由于云里面大量的电荷引起感应作用,令云和地之间产生很高的电压,导致空气产生电离,然后成为导电体。一条电离空气的通道会首先在云层出现,然后一节接一节地冲向地面,每节的长度大约数十米。由于大气中的杂质和水份会令空气在不同的方向产生电离,而闪电通道是依著电阻最少的路线伸展,所以闪电往往不是一条直线,而是弯弯曲曲的。有些时候,闪电通道的前端出现一条以上的导电路径,令闪电通道依循这些路径伸展,于是闪电便呈现分叉的样子。
在闪电通道的多个分支当中,最先抵达地面的会建立一条从云层至地面的导电路径,情况就彷似有一根非常长的金属线把它们连在一起。这时候,一道巨大的电流会立即在云和地之间流过,闪电通道的所有分支会亮起来,长空登时被耀目的闪光划破。
一道弯曲和开叉的闪电(图片由李立信先生提供)