闪电和打雷的原理

    在夏天常常出现闪电和雷鸣,当雷暴雨中正电荷区和负电荷区之间的电场大到一定的程度时,两种电荷要发生中和并发生火花,这种现象叫做火花放电。在火花放电时发出强烈的光,而且在光的通路上产生高温,使四周空气因剧烈受热而突然膨胀,云滴也会因高热而突然化汽膨胀,发出巨大的响声,强烈的光就是闪电,响声就是雷鸣。 
    闪电和雷声既然是同时发生的,为什么我们总是先看到闪电后听到雷声呢?这是因为光的传播速度比声音的传播速度快。光在空气里差不多每秒钟要走30万公里,用这样的速度,一秒中可以围绕地球的赤道跑七圈半。声音在空气中每秒钟约走340米,差不多只有光速的九十万分之一。光从闪电发生处传到地面的时间,一般不过几十万分之一秒,可是声音跑同样的距离就要较长的时间。根据这样的常识,我们可以利用从看到闪电到听到雷声相隔的时间,算出放电的地方离我们大概有多远。
    有时候只见闪电而不闻雷鸣,这是因为放电云层离开我们太远,或是发出的声音不够响的缘故。因为声音在空气里传播的时候,它的能量是越来越小的,到最后就听不到声音了。
    既然天空里发生一次闪电就发生一次雷声,为什么我们有时候看到的闪电只一闪而过,而听到的雷声是隆隆不绝,响好久才停呢?
    这是因为天空里的闪电,一般是很长的,有的线形闪电长达2-3公里,甚至10公里左右。由于闪电各部分跟我们的距离不同,所以雷声传到我们耳边的时间就有先有后了。另一方面,闪电往往不是发生一次就停下来,常常在一刹那间连续一连串的闪几次,那么当第一次放电的雷声还没有断绝,又传来了第二,第三次放电的雷声,先后的雷声混在一起,就成了隆隆不断的雷声。
    还有,当雷声遇到地面,建筑物,高山或天空的云层时,都会发生反射,产生回声。这些回声传到我们耳朵里的时间也是不一致的,因此也就形成了隆隆的雷声。有时候几种原因凑在一起,隆隆不绝的雷声甚至可以连续响到一分钟左右才停下来。