閃電

閃電是自然界的介電崩潰過程，請您參看展品"雅各的天梯"來了解更多關於介電崩潰的資料。

空氣是良好的絕緣體，它可以阻擋電流流過。若要發生閃電，雷雨雲和地球表面必需累積極大數量的相反電荷。

雷雨雲是在非常不穩定的環境下形成的，其中存在上升氣流和下降氣流。上升氣流把水氣從雷雨雲的低處傳送到高處，在高處水氣凝結成稱為軟雹的半凝固狀水氣，見圖1。同時，下降氣流把軟雹從雷雨雲的高處傳送到低處，在低處軟雹會再次變回水氣。整個過程不斷重複。

圖1: 上升氣流、下降氣流及電荷的累積

上升的水氣和下降的軟雹在升降過程的途中相遇，水氣上的電子會轉移到軟雹。由於電子帶有負電荷，因此雷雨雲的底部帶負電荷，而頂部帶正電荷。

由於雷雨雲的底部帶有負電，在地球表面開始累積大量的正電荷粒子，這些電荷會集中分佈在樹、建築物頂部等高聳的物體。

一條稱為"步進導流"的隱形負電荷通道，會從雷雨雲的底部迅速地一步一步邁向地面，見圖2a。

當"步進導流"到達地面上較高物體的時候，正電荷會自己延伸一條通道去接近負電荷，這個過程稱為"回擊"，見圖2b及2c。當通道形成時，電荷間的轉移就會產生我們所看到的閃電。

(a)

(b)

(c)

圖2: 閃電的過程

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