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电闪雷鸣的能量哪去了，这些电子钻到地下了吗，到地球转化成了什么？

来源：东方资讯

一位朋友不仅想知道电闪雷鸣之后电到哪里去了，还认为“电子和电荷”已经深入到地下，会把地球炸开。

有很多朋友有这个想法吗？既然如此，那我们就一起来探讨一下，弄清楚这个问题吧。


(资料图)

首先我们来弄清楚打雷和闪电是怎么回事，以及闪电和打雷的关系。

有了电闪雷鸣，大地就丰富多了。古时候，人们不知道这种现象的来由，敬畏不已，许多神话故事由此而生。

那么，为什么会出现这样的现象呢？

闪电的产生机理在很多科普书籍中都有介绍，这里只是简单介绍一下。在空气对流活跃的天气，会出现积雨云，高度很高，最高可达20公里。

云是由水蒸气组成的。冰晶是在高海拔和低温下形成的。空气对流使冰晶和水滴相互碰撞、破碎、摩擦，从而产生电荷。

这种电荷比较复杂，一般是上云带正电荷，下云带负电荷。当这种电荷积累较多，产生较大的电位差（电压）时，就会出现云层间的放电现象。这种放电电流可达3万-30万安培，电压可达1亿-10亿伏特。

闪电和雷声就是这种放电的结果。

那么先闪电还是先打雷呢？

一般现象是先见闪电，后闻雷声。

这是因为光速很快，每秒30万公里，而声速很慢，大约只有每秒340米。但如果雷声在不远处炸开，你就会“几乎”同时看到闪电和听到雷声。

因此，有人认为闪电和打雷是同时发生的。只是因为光速快，声速慢，所以我们会先看到闪光，然后听到雷声。

事实上，有闪电和雷鸣的顺序。虽然当闪电在你身边爆炸时，你可以同时“几乎”看到闪电和听到雷声，但只是“几乎”而已，因为人的眼睛和耳朵的辨别速度还是有限的，只能看到“几乎”同时。

如果用精密仪器或高速摄像机记录下来，再放慢速度，这个“同时”就不是同时的了。

闪电是正负电荷的放电现象，雷声是放电释放的热能引起空气急速膨胀而引起的冲击波爆炸。严格来说，闪电先来，还有一个放热和空气膨胀的过程，打雷是放电的结果。

第二，闪电消失后“电子和电荷”去了哪里？

这个问题可以在前面解释。闪电过后，放出电，正电荷和负电荷相互抵消，带正电和负电的云变成中性云。

有时暴风云也会在地面上产生正电荷，地面上的正电荷吸引云中的负电荷，闪电击中地面。由于空气不是良导体，地面上的正电荷寻找树木、山丘、高楼甚至人体，试图通过这些尖端向上释放，与云中的负电荷握手。

所以雷雨天气尽量不要站在高处或屋檐下、树下。

只有当云层和大地中的电荷被释放和中和时，云层和大地才会不复存在，相安无事。

释放的副产物是热能，通过空气分子热传导和热对流逐渐散失在空气中。

是“消散”，不是消失。

这种消散，犹如在野外生起篝火。在篝火上挂锅烧水煮肉消耗了一部分能量，剩下的火的能量大部分消散在空气中，通过热对流和热传导逐渐消失。

我们感受到火附近的热量，我们也成为帮助散发热量的物体。

传热方式有热传导、热对流和热辐射三种。

热传导是能量传输的主要方式之一，是热量通过介质传递的现象。它可以存在于固体、液体和气体中。但是，相对简单的热传导只能发生在固体中，液体和气体都属于流体。虽然在流体中也会发生热传导，但同时会发生热对流。

热对流是由于温度梯度引起的密度差异引起的流体自然对流。比如开水会沸腾，这是水热能的上下对流。闪电的热能使空气膨胀，燃烧的火使空气上升，然后冷空气补充它。

这是一种热对流现象。

热辐射不需要介质，在真空中进行。太阳的电磁辐射在真空中穿越了1.5亿公里来到地球。

闪电的热效应因此通过空气传导和对流消散。

电荷和电子呢？

提问的朋友很担心雷电变成的“电子和电荷”跑到地球上，会缩短地球的寿命。

这种忧天下忧地球的高度责任感，令人非常敬佩和感动。

不过有这种想法的朋友还是建议先补充一下初中科学常识，了解什么是电荷，什么是电子，什么是电流，这样就不会那么着急了。

电子与电荷不同。

任何常规物质都是由原子组成的，而原子又是由原子核和核外电子组成的。这些物质的电子不会凭空跑掉，这样物质才能保持其基本性质。

因此，电子是物质的基石。

在原子中，原子核带正电，而电子带负电。在正常的原子核中，电子的正电荷和负电荷相等，因此原子呈现中性状态。

当一个原子在一定条件下失去一个或几个电子时，原子变成带正电荷的离子，而电子离解到原子核外，变成带负电荷的自由电子。这就是产生电荷的原因。离子不稳定，所以这种现象不可能长期存在。

只有正负平衡中性，才能稳定存在。

因此，无论是放电现象还是发电现象，都不是电子本身的流动，而是由于电荷在电场中的电位差（电压）而产生的能量流传递现象。

电子只是作为振动传递的载体。电磁理论说来话长，这里就不赘述了。

当离子再次变成中性原子时，离开的电子会回家。

因此，电子总量是平衡的，以能量形式存在的电荷在积累和释放的交替中也大体上是平衡的。

与太阳能相比，电闪雷鸣完全是小儿科。

地球接收到大量的热能，而太阳的电磁辐射给地球的能量最多。

地球每秒接收到太阳总辐射能的1/22亿，约1.75x10^17J，相当于1000万座三峡大坝发电量的总和，相当于每秒487亿千瓦时。

有朋友计算过，雷暴一年的能量相当于1.76万亿千瓦时（我没有验证过）。如果这个计算正确的话，相当于地球在36秒内接收到的太阳能量。因此，闪电的能量在太阳能面前显得微不足道。大魔女这么受重视，基本可以无视。

电磁辐射的能量载体是光子，这些光子到达地球后与物质粒子相互作用，实现能量转换。

地球无时无刻不在吸收太阳的能量，无论是我们看到太阳还是因为阴天看不到太阳，地球都在不断吸收太阳的能量。

这些能量不断地转化。一方面让地球大气层保持温暖，另一方面不断激发热对流循环。

地球无法消化的热能通过反射和辐射释放回太空。如果温室气体增加，过剩的热量就会被阻挡，全球温室效应会越来越严重，最终导致气候失控。

那是另一个话题了，就此打住。

所以地球永远不会充满“电子”，它只是在吸收能量和释放能量中保持平衡。

还有研究表明，从长远来看，地球的质量在不断增加。

但是这个增幅和这位朋友担心的闪电没有关系。增加的主要来源是宇宙尘埃和陨石。

地球每天甚至每时每刻都在吸收宇宙尘埃或陨石，而这种物质每年达到数万吨。

但这东西在地球庞大的质量面前几乎可以忽略不计。地球的质量约为60万亿吨。即使每年增加10万吨，也只占总质量的一部分。

也就是说，1亿年后，地球的质量会增加1/60亿，厚度超过1厘米的沙石会增加。

这个质量相当于一颗直径几十公里的小行星。

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标签： 电闪雷鸣

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