打雷時候,雷會尋找區域內最高點的原因是什麼?

一個區域內只要在最高點放置避雷針,雷擊就會被引導至避雷針處,原因為何


閃電其實不是在找最高點,而是尋找電阻最小的通路。

其實所有的電路裡面都是如此。

其實所有有「差」的地方都是如此,電勢差(電壓);水位(水壓的差)等等。

最後的蛇足,附送英國佬的沒品笑話一枚:

☆ 如果電流永遠都只沿著阻力最小最沒有抵抗的路線行進的話,為什麼世界上的閃電不是都落在法國呢?——cooopaaa


尖端放電

gif貌似無法播放

點擊看圖吧

http://ww2.sinaimg.cn/large/62531fffgw1dxxh9gj9f4g.gif

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找到一篇合適的,引用過來吧,果殼上的一篇。

原作/xkcd What-if 第16期

譯/junglerubik

校/Ent

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在雷暴時呆在泳池裡到底有多危險?

—Jay Gengelbach

如果在洗澡時被閃電擊中會發生什麼?如果站在瀑布下面呢?

—same3chords

如果所乘坐的船隻或飛機被閃電擊中了會發生什麼?潛水艇呢?

—SoobNauce

如果在無線電塔上換燈泡的時候被閃電擊中會發生什麼?如果在做後空翻的時候被擊中呢?如果站在石墨廣場上呢?如果正抬頭盯著閃電呢?

—Danny Wedul

如果閃電擊中了飛行途中的子彈會發生什麼?

—Timothy Campbell

如果在雷暴時刷BIOS並被閃電擊中會發生什麼?

—njsg

在進一步討論之前,我想強調幾點:

我並不是雷電安全方面的專家。我只是個在網上畫畫的傢伙罷了。我喜歡看東西著火和爆炸,這意味著你的安全並不是我優先考慮的東西。雷電安全方面的專家是那些在美國國家氣象服務中心工作的人們:http://www.lightningsafety.noaa.gov/

好吧,醜話已經說在了前頭……[color=black]

為了回答這些問題,我們需要知道閃電可能擊中的位置。判斷位置有個很酷的技巧,我現在就告訴你們:假想一個半徑為60米的球體滾過地面,看它會碰到什麼。

人們常說閃電會擊中附近最高的東西。這種不精確得令人髮指的說法足以激起各式各樣的疑問。多遠的距離算「附近」?我是說,不是所有的閃電都擊中珠穆朗瑪峰對吧。難道閃電會擊中人群中最高的人?我認識的人中最高的大概是瑞安·諾斯(古生物學家們估計他直立時肩高5米)。(#此處有梗#Ryan North是著名網漫Dinosaur Comics的作者。)我是不是應該出於閃電安全原因而整天和他在一起?出於其他原因又如何呢?(這大概就是為什麼在這個博客上提問的人是你們,而不是我。)[/color]

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但閃電是如何選擇目標呢?[/color]

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Tom A. Warner 拍攝的這段視頻[/color](YouTube),可能是我見過的最酷鏡頭沒有之一。視頻展示了一次以每秒7207幀的速率記錄下來的閃電。這段33秒的視頻只展現了真實時間不到十分之一秒里所發生的事情。慢動作回放閃電的視頻有很多,但是這是目前為止我所找到的視頻中最棒的。

通過Tom的視頻我們可以看出閃電是如何移動的。它起始於一束自雲層向下分叉的電荷——也就是「梯級先導」。這就是你們在視頻的開頭部分所看到的。它以每秒幾十到幾百公里的速度向下散開,在幾十毫秒內向下延伸好幾公里。

梯級先導攜帶的電流相對較小,大約200安培。雖然這足以電死你,但是和隨後所發生的相比根本不算啥。一旦梯級先導接觸到地面,雲層和地面在多達20000安培的強烈放電中達到電勢平衡。這就是你所看到的耀眼閃光。它會以略低於光速的速率沿著通道向上回擊,在一毫秒內回到雲層——這一過程在視頻里僅有一幀。

(專業細節:雖然這個過程叫做「回擊」,但電荷依然是向下運動的。不過放電看起來是向上進行的。這種現象就像紅綠燈變綠或者其他色彩時,車流的前端先開始移動,之後才是後端,所以運動看起來是向後傳播的。)

所以你看到的被閃電擊中的地點是梯級先導最先與地面接觸的地方。梯級先導小跳著穿過空氣向下移動,最終一路摸索接觸到地面的正電荷(通常來說)。然而它只能「感覺」到尖端幾十米範圍內的電荷。如果在這樣的距離內有接地的物體,閃電就會跳向它。否則,它將半隨機地跳向某一個方向並重複這個過程。

上文提到的半徑60米的球就在這裡起作用的。這是一個想像梯級先導會最先感覺到哪一點的方法——或者說它接下來(最終)可能會跳向的地方。

為了弄清楚閃電會擊向何處,你可以想像一個半徑60米的圓球滾過地表(為安全起見,請勿使用真正的球)。這個圓球可以爬過樹木與建築,但不會穿過任何東西(也不會把它們捲走)。但凡那些與球面接觸的地方——樹梢,柵欄,在球場上打高爾夫的人——都是閃電的潛在目標。

這意味著你可以計算平地上高度為h的物體的閃電「陰影」。

所謂「陰影」,指的是一片區域,在這片區域里梯級先導更可能擊中那個高物體而不是周圍的地面:

注意,這並不意味著站在這片區域里你就是安全的——很多時候恰好相反。在閃電擊中那個高物體之後,電流會流向大地。如果你當時在附近接觸著地面,電流就可能流過你的身體。今年到目前為止被閃電劈死的28人中, 有13個人當時站在樹下或附近

了解上面這些之後,我們來看看在問題中所設定的情況下閃電可能會經過的路線。

在雷暴時呆在泳池裡到底有多危險?

相當危險。水是可導電的,但那不是最大的問題。最大的問題是如果你正在游泳,那你的頭會伸出一大片平坦水面。即使閃電擊中的是你身邊的水你也會很慘。兩萬安培的電流大都沿著表面向四周擴散。但你會在什麼距離下受到多大程度的電擊卻很難計算。

我猜在至少幾十米的範圍內你都會很危險——而且在電阻高的淡水中會更危險,因為電流會更喜歡流過你的身體走捷徑。

如果在洗澡時被閃電擊中會發生什麼?如果站在瀑布下面呢?

你的危險並不來自於噴頭噴出的水——它們只是空氣中的水滴而已。真正的威脅來自於你腳下的浴缸,以及與水管接觸的積水。

如果所乘坐的船隻或飛機被閃電擊中了會發生什麼?潛艇呢?

沒有船艙的小船大概與高爾夫球場一樣安全。有密閉船艙以及雷電保護系統的船大概與汽車一樣安全。潛艇大概與水下的保險箱一樣安全。(不要把水下的保險箱(a submarine safe)和潛艇里的保險箱(a safe in asubmarine)弄混了——潛艇里的保險箱比水下的保險箱安全多了。)

#本句原文是文字遊戲:A submarine is about as safe as a submarine safe ( a submarine safe is not to be confused with a safe in a submarine — a safe in a submarine is substantially safer than a submarine safe ) 請大家自行欣賞。

如果在無線電塔上換燈泡的時候被閃電擊中會發生什麼?如果在做後空翻的時候被擊中呢?如果站在石墨廣場上呢?如果正抬頭盯著閃電呢?

如果閃電擊中了飛行途中的子彈會發生什麼?

子彈並不會影響閃電選擇的路線。你必須設法抓準時機才能讓子彈射出後在回擊發生時剛好進入閃電。

閃電核心的直徑大概有幾厘米。從AK47射出的子彈大概有26毫米長,以每毫秒700毫米的速度運動。

子彈的鉛質核心外有一層銅質外殼。銅是極佳的導電體,20000安培電流中的大部分都會流過子彈走捷徑。

令人吃驚的是,子彈應付這些電流還挺綽綽有餘。如果子彈靜止不動,電流就會很快加熱金屬使其融化。但是子彈飛得那麼快,升溫幾度之後就飛出閃電了。它會繼續飛向原先的目標,幾乎不會受到什麼影響。閃電周圍的磁場會產生一些有趣的電磁力,但我檢驗過的力中沒有一個會影響大局。

如果在雷暴時刷BIOS並被閃電擊中會發生什麼?


首先寫一段,來自百度百科,比較通俗易懂:

是一種自然現象,通常是暴風雲(積雨雲)產生電荷,底層為陰電,頂層為陽電,而且還在地面產生陽電荷,如影隨形地跟著雲移動。正電荷和負電荷彼此相吸,但空氣卻不是良好的傳導體。正電荷奔向樹木、山丘、高大建築物的頂端甚至人體之上,企圖和帶有負電的雲層相遇;負電荷枝狀的觸角則向下伸展,越向下伸越接近地面。最後正負電荷終於克服空氣的阻障而連接上。巨大的電流沿著一條傳導氣道從地面直向雲涌去,產生出一道明亮奪目的閃光。

那麼,距離越短,電阻越小.

根據"電流會由電阻最小的通路經過"的定律.

假設周圍沒有避雷針,那麼介質相同(空氣及其他成分).

介質相同,兩點之間距離越短,電阻值越小.

所以越高的地方距離就越短,會更容易鏈接上,從而產生"雷".

避雷針一般都比建築物高的.

建築物如果比較高,那也一定會有避雷針.


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