小问号和感叹号爱科学

作者:少科
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    雷电是怎样形成的


      7月的天气,说变就变。昨天是火热的艳阳天,这不,今天就布满了满天乌云。豆大的雨点如千万颗珍珠对着人们的脑壳就无情地打了下来。好像真的把人们打痛了似的,许多人抱住脑袋就开逃跑,唯恐避之不及。
      小问号望着天空,看到的仿佛不是雨点,而是一个又一个的问号从天上掉了下来。而感叹号呢?正感叹大自然变化莫测的天气,就像小孩子的脸,一会儿笑,一会儿愁,一会儿又哭了起来。
      冒号爸爸坐在沙发上看书。
      一道电光照亮了黑沉沉的大地,接着就是“啪!”的一声炸雷。房子都惊吓得摇晃起来,空气中夹杂着火药味。因为第二道电光和炸雷即将来临,小问号和感叹号有些战战兢兢。
      小问号发问了:“雨是从哪里来的?”
      感叹号说:“地面的水蒸发到空中形成了云,云遇到空气中的碳酸钙等尘埃作为凝集核,于是水蒸气以凝集核为中心形成小水滴,小水滴在云层中不断和其它小水滴发生碰撞融合,形成更大的水滴,当空气承载不住这些小水滴的时候,于是的落到地面形成了雨。”
      冒号爸爸说:“这些解释都是老黄历了。看我给你们一个新的解释怎样?”
      感叹号感叹了:“你有什么新解释?”
      “你们过来,我结合一点化学知识来解释。首先,我们的周围空间不空,有空气存在,我们每时每刻都在呼吸,吸入空气中的氧气,呼出二氧化碳。空气中有哪些化学成分呢?来我用手机给你们百度一下。”冒号爸爸说。
      “空气成分按体积分数计算是:氮(N2)约占78%,氧(O2)约占21%,稀有气体约占0.939%(氦He、氖Ne等),二氧化碳(CO2)约占0.031%,还有其他气体和杂质约占0.03%,如臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、水蒸气(H2O)等。”
      “看看分子量:氮气为28,氧气为32,二氧化碳为44,水为14。看到没有,水分子由三个原子组成,体积大,但是,水分子的质量又小,所以水分子密度比氮气、氧气、二氧化碳质量密度都小,所以,地面上的水分子受热蒸发,直接受浮力作用就上升到高空去了。大气中的水分子遇微尘,微尘作为凝结核,水分子便凝结成的水滴、过冷水滴或凝华成冰晶,它们或它们的混合物漂浮在空中就形成了云,云的密度和空气密度相同,因此就飘浮到空中不再上升。”
      “云中的小水滴互相碰撞,合并成大水滴,当它大到空气托不住的时候,也就是大水滴密度比空气密度大的时候,大水滴就从云中落了下来,形成了雨。”
      窗外电闪雷鸣,惊雷滚滚。而雨越下越大。
      小问号说:“那闪电和雷声是怎样形成的呢?”
      冒号爸爸说:“我在网上查一下。”
      “在雷暴云层中,带同种电荷的小雨滴,通过电荷感应,在相互靠近的一端产生相反电荷相互吸引,越积越大,电荷越来越多,同时因为近吸远斥,有电能释放,温度越来越高,发出一定颜色的光,温度越来越小,形成等离子体,这是同种电荷电量集积机制,当同种电荷达到和周围环境有几万伏以上或几亿伏的电压差,因为内部同种电荷相斥,形成高温圆球状等离子体这就是王为民球状闪电。
      王为民球状闪电几万伏以上或几亿伏的电压可以击穿空气,带相反电荷的王为民球状闪电可以相互放电或和其它物体放电,其放电的放电路径呈树枝状,发光发热,使空气急剧膨胀爆炸形成电闪雷呜,这就是王为民雷电形成原理。
      这和传统的云层整体达到几万伏以上或几亿伏的电压差和地面放电的理论不同。因为整体云层不可能和周围环境形成几万伏以上或几亿伏的电压差。几万伏以上或几亿伏的电压差必须是局部的,以球状闪电形式存在。用王为民球状闪电形成雷电机制能够完美解释雷电现象的原因。
      从闪电放电路径在云层中的根部就可以看出王为民球状闪电的大小,和一般碗口大小差不多。王为民球状闪电有多种颜色,常见的有红色、绿球、蓝色、黑色等颜色,这是球状闪电等离子体在高温下的黑体辐射产生的最强辐射能波长的光波的颜色决定的。如果球状闪电遇到水滴,会发出“噗嗤,噗嗤……”的声音,这就像烧红的铁块突然放到水里发出“噗嗤”的声音是一样的。根据球状闪电发出的颜色和声音可以确定球状闪电有非常高的温度。太阳的耀斑、火山灰的雷电、沙尘暴里的雷电都是因为带同种电荷的带电体靠近感应出异号电荷近吸远斥形成王为民球状闪电放电形成的。”
      小问号问:“球状闪电早听说过,为什么还要加一个人的名字,叫王为民球状闪电?”
      冒号爸爸说:“因为人们最先认为雷电现象和太阳耀斑不是球状闪电形成的,而是另外一套学说。比如,云层带正电,地面带负电,云层底部和地面有几万伏以上或几亿伏电势差,它们之间放电,于是形成了电闪雷鸣,他们不认为是球状闪电放电形成雷电。那么,王为民最先认为雷电是球状闪电放电形成的,以区分其它与雷电形成无关的球状闪电概念,所以要加一个王为民球状闪电。这好比,天老爷。其实,老爷很多,只是没有和天联系起来,一旦和天联系起来了,就要叫天老爷,以区分其它老爷,其道理是一样的。”
      感叹号说:“这样不好吧,讲一个道理,就带一个名字,是不是太强调个人的作用了?”
      冒号爸爸说“其实,一句话就是一个理论的例子不少。比如亚里斯多德提出重的物体下落得快,轻的物体下落得慢。这个就是亚里斯多德的理论。而伽利略的理论是重的物体和轻的物体下落的速度一样快。如果不加一个名字,就分不清不同的理论是谁提出的。当然,后人最好不要去取消他们的名字,取消了,就无法判断是谁最先提出了这样的理论。”
      “比如说,南京地质学校教书的李泰来和四川大学中文系雷绍武,先后也提出了重的物体下落得快,轻的物体下落得慢。但是,科学只认第一,不认第二、第三等等,第二就是最后。所以,不加上自己名字的科学理论,容易被后人搞糊涂,使他们难以分辨谁最先提出了相应的科学理论。”
      感叹号说“哦,原来如此。”
      冒号爸爸说:“球状闪电也是地滚雷,因为表面带同种电荷,同种电荷排斥,所以电荷分布在球状闪电的表面,因为球状闪电内部温度非常高,所以球状闪电可以发出不同颜色的光,而且密度小,由于浮力作用而漂浮在空气中。它们可以从门缝钻进屋内,这要看它受到什么带相反电荷的物体在什么地方吸引它。”
      “球状闪电在云层中出现,由于密度比空气小,可以脱离云层飞到没有云层存在的高空中,结果,即使阳光灿烂,也可能遇到这种球状闪电。特别是百慕大三角地区,这里由于特殊的环境非常容易形成这种球状闪电,与飞机发生放电现象而使飞机失事。许多飞行员在高空中看见球状闪电,不理解,以为是外星人的飞船,于是开飞机去追,如果飞机和球状闪电带相反电荷,就非常危险,两者发生放电现象,飞机很容易失事。反之,如果遇到飞机和球状闪电是带同种电荷的,相互排斥,这个相互排斥的距离是不会改变的,飞机追得越快,球状闪电跑得越快。而且飞机和球状闪电排斥方向还会发生改变。直到球状闪电被排斥到不断放电而消失,而驾驶员还以为外星人的飞碟跑掉了。”
      小问号问:“爸爸,飞碟是什么?”
      冒号爸爸说:“飞碟就是所谓外星人乘坐的飞船。飞碟是不明飞行物的一种,不明飞行物又叫UFO。看手机百度:
      1947年6月24日,美国飞行员肯尼思阿诺德(Kenneth Arnold)在华盛顿雷尼尔山(Mount Rainier)附近发现一系列不明飞行物,这是美国首次大规模发现UFO(不明飞行物)。在阿诺德的描述下,媒体将这种飞行物称为飞碟。
      阿诺德是一位经验丰富的飞行员,飞行时间超过9000小时。1947年6月24日,为了寻找美国海军陆战队失事的C-46运输机,阿诺德放弃了最初从华盛顿叙阿利斯(Chehalis)飞往雅基马(Yakima)的路线,转而在雷尼尔山附近寻找失事飞机。由于搜寻无果,阿诺德又恢复了最初的航线。
      据阿诺德回忆,当天下午天空晴朗,他的飞行高度是9200英尺。当时他遇到了另一架飞机DC-4,在阿诺德身后15英里处。但一两分钟后,突然发现机身左侧有闪烁的飞行物,阿诺德最初以为碰上另一架飞机。但与此同时,阿诺德又在他的右侧看到9个圆形的奇特飞行物向雷尼尔山急速飞去。
      阿诺德被这些飞行物的飞行速度所惊呆,阿诺德后来计算,他们的飞行速度达到了每小时1700英里。阿诺德后来将这些飞行物描述为飞碟。
      阿诺德称,对于发现这些飞碟,他当初并不太在意,认为是军用飞行设备。而美国军方最初也认为有两种可能,海市蜃楼,或者是阿诺德出现幻觉。但阿诺德坚持认为,自己当时绝对清醒,而且看得很清楚。”
      感叹号:“到底是什么呀?万一真是外星人驾驶的飞碟呢?”
      冒号爸爸说:“等你们长大了去探索吧!”
      雨渐渐停了,阳光从云缝里照射了出来,仿佛破涕为笑的小孩。小问号和感叹号的心情也跟着这变化的天气而开心起来。
      感叹号望着天上的云层,注意着云缝之间是不是会出现外星人的飞船,万一从天而降,应该怎么办?
      而小问号,也望着天上的云,发现原来天上掉下来的一个个小问号,经过冒号爸爸的讲解,几乎一扫而尽。唯一的就是不知道外星人什么时候来到我们的地球。
      冒号爸爸站起了身子,说:“你们快做作业吧!”,然后,走进了厨房,去帮妈妈做饭去了。不然,破折号妈妈要骂人了。
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