雷电基本知识
1、天上真有“雷公”和“电母”吗？
我国古代民间曾流传着“雷公”、“电母”的神话，说天上有“雷公”，是专门管打雷的神，还有“电母”，是专门管闪电的神。这是由于古代人们缺乏科学知识，不能正确解释雷电现象，就把雷电与鬼神联系起来，创造了雷公电母等神话故事。我国古代最早的雷电记录出自《周易》，记述的公元前1068年一次球型雷击，这也是世界上发现最早的雷击记录。直至东汉时哲学家王充（公元27-约97年）才第一次提出了“雷是火”的论断。1749年，美国科学家富兰克林等经过科学实验，为我们揭开了雷电的神秘面纱，证实了“雷就是电”，是雷雨云之间或云地之间产生的放电现象。为现代防雷技术的发展奠定了基础。
2、 “冬雷震”是不祥之兆吗？
 “冬雷震”虽曾被古人用来作为爱情忠贞的誓言，但现在也有人认为这种现象很不吉利。不仅是“冬雷震”，其他一些反常的自然天气现象也被人们作为不祥之兆，这是迷信。冬天天气如果特别暖和，使积雨云发展起来的话，在某个高度上就可能造成雷电，而打雷与否是取决于气象状况的改变，和那种迷信的观点毫无关系。反常的自然现象视为不祥之兆的观念是错误的，天气现象的变化是由自然界的规律决定的，出现反常的自然天气现象和许多因素有关，有些因素现在不是很清楚，但随着科学的发展研究的深入是会搞清楚的。
3、什么是雷电？
当天空乌云密布，雷雨云迅猛发展时，突然一道夺目的闪光划破长空，接着传来震耳欲聋的巨响，这就是闪电和打雷，亦称为雷电。雷属于大气声学现象，是大气中小区域强烈爆炸产生的冲击波形成的声波，而闪电则是大气中发生的火花放电现象。
　　闪电和雷声是同时发生的，但它们在大气中传播的速度相差很大，因此人们总是先看到闪电然后才听到雷声。光每秒能走30公里，而声音只能走340米。根据这个现象，我们可以从看到闪电起到听到雷声止，这一段时间的长短，来计算闪电发生处离开我们的距离。假如闪电在西北方，隔10秒听到了雷声，说明这块雷雨距离我们约有3400米远。
4、雷雨是如何形成的？
夏季，阳光直射使地面水蒸汽蒸发较多。贴近地面的空气受热升温，能够容纳更多的水汽，导致空气密度减小，重量变轻而上浮。随着高度的上升，温度逐渐下降，当空气无法容纳更多的水汽时，一部分水汽开始凝结成小水滴。此时，小水滴被上升的热气流托住，不断向上推进，好似“滚雪球”一样，越积越多，越堆越大，形成积雨云。当积雨云内无数个小水滴不断碰撞合并成较大的小水滴开始下降时，地面升腾的热空气仍义无返顾地向上冲，两者猛烈地碰撞带电。用不了多久，积雨云的顶部就积累了大量的正电荷，底部则聚集了大量负电荷，而地面由于受积雨云底部负电荷的感应而带上正电。此时，云中的小水滴还在不停地合并增大，当上升的热气流实在无力托住它们时，就形成雨滴从云中直落下来。下层的热气流被雨淋过后，突然变冷，向地面猛扑下来，大有“山雨欲来风满楼”的态势。空中的电荷开始放电了，并伴随着隆隆的雷声。
5、雷电是怎样形成的？
雷电产生于积雨云中。积雨云在形成过程中，一部分云团带正电荷，另一部分云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷聚集到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为25~30KV/CM），开始游离放电，我们称之为“先导放电”。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时（地面上的建筑物，架空输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流（一般为几十KV至几百KV），并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成雷电。
6.　闪电的形状有哪几种？
闪电的最常见形状是线状闪电，偶尔也可出现带状、球状、联珠状、枝状、箭状闪电等等。线状闪电可在云内、云与云间、云与地面间产生，其中云内、云与云间闪电占大部分，而云与地面间的闪电仅占六分之一，但其对人类危害最大。
7.　线状、带状、片状闪电是怎样产生的？
　　雷云与大地之间的放电，则多以线状形式出现。通常雷云的下部带负电，上部带正电，由于雷云的负电的感应，使附近的地面感应出大量的正电荷，从而地面与雷云之间形成强大的电场。当某处积聚的电荷密度很大，造成空气的电场强度达到电离的临界时，就触发线状闪电落雷。
　　带状闪电是线状闪电的一种，在闪电过程中恰巧有水平大风吹过闪电通道，将几次闪电的放电通道吹分开来，肉眼看去闪电通道变宽了。
云间放电多为片状闪电，由于线状闪电的闪电被云体遮住，闪电的光照亮了上部的云，闪电呈现片状的亮光。片状闪电对地面影响不大。
8.　球状闪电有什么特征？
球状闪电简称球雷、球闪。球雷是一种彩色的火焰状球体，通常表现为100-300毫米直径的橙色或红色球体，有时可能是蓝色、绿色、黄色或紫色，最大的直径也有达到1000毫米的；球雷存在的时间为百分之几秒到几分钟，通常为3到5秒之间，辐射功率小于200W。
　　球雷自天空降落时，声音较小，有时无声，有时发出咝咝的声音只有在飘落和跳跃的过程当中遇到物体或电器设备时才会发出震耳的爆炸声。物体在爆炸中产生破坏并产生臭氧、二氧化氮或硫磺的气味。
　　球雷自天空垂直下降后，有时在距地面1米左右的高度，沿水平方向以每秒1～2米的速度上下跳跃；有时球雷在距地面0.5～1米的高处滚动，或突然升起2～3米，因此，民间常称之为滚地雷。球雷常常沿着建筑物的孔洞或未关闭的门窗进入室内，或沿垂直的建筑竖井滚进楼房，大部分遇带电体消失。
9.　 闪电的极性分类？
根据从云到地之间下传的电荷的极性，云地闪可分为正闪和负闪，一般情况，以负闪居多。
10.　雷电活动及雷暴日
雷电活动从季节来讲以夏季最活跃，冬季最少，从地区分布来讲是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。
评价某一地区雷电活动的强弱，通常使用 “雷暴日” ，即以一年当中该地区有多少天发生耳朵能听到雷鸣来表示该地区的雷电活动强弱，雷电日的天数越多，表示该地区雷电活动越强，反之则越弱。我国平均雷暴日的分布，大致可以划分为四个区域，西北地区一般15日以下；长江以北大部分地区（包括东北）平均雷暴日在15～40日之间；长江以南地区平均雷暴日达40日以上；北纬23°以南地区平均雷暴日达80日。广东的雷州半岛地区及海南省，是我国雷电活动最剧烈的地区，年平均雷暴日高达120--130日。总的来说，我国是雷电活动很强的国家。
11.　风筝捕捉雷电实验
１７５２年的６月，闷热的夏季到来了，天空经常阴云密布，雷雨交集，望着变幻莫测的天空，富兰克林陷入了苦苦的思索。忽然，他想起了儿时放的那只蓝色的大风筝，蓦地，一个大胆的想法闯人了他的脑际：借助一只普通的风筝就可以便利地进入带雷的云区，从而完成他期待已久的实验。于是，他立即与２１岁的儿子威廉一起动手，精心制作了一只大风筝——两根木条拼装成风筝十字形的骨架，上面蒙上一块丝绸，便形成了它的身躯和两翼。然后，他们在风筝的上端固定了一根尖头的金属丝，在风筝的末端绑上一把金属钥匙。
　　一天，天色阴沉，电闪雷鸣，富兰克林和威廉把风筝升人天空。时间一分一秒地过去了，父子俩焦急地观察着，却没有发现任何带电的迹象。忽然，一团乌云飘来，富兰克林猛然间发现：风筝线尾端的麻绳纤维相互排斥地耸立起来，就像悬垂在普通的导体上一样。他感到一阵狂喜，下意识地伸手指向钥匙，结果受到了强烈的电震。大雨很快自天而降，当雨水打湿了麻绳时，他看到了美丽异常的电火花。
　　实验成功了，人类可以自豪地宣布：闪电与电是同一物质。富兰克林高兴得难以自持。但为了进一步研究整理这一研究成果，让这一消息发表在自己的报纸上，富兰克林父子把这一秘密一直保持到了１０月份。１０月１９日，富兰克林关于风筝实验的第一篇报道在《宾夕法尼亚报》上发表了。
12.　避雷针最先是哪个国家发明的？
公元1752年富兰克林冒着很大的生命危险（和他的儿子）在费拉尔德亚城雷雨交加的一天进行了捕捉雷电的实验。以后，人们认为避雷针是美国人富兰克林最先发明的。
前苏联认为避雷针是18世纪时俄国科学家罗蒙诺索夫发明的。
然而事实证明避雷设备和避雷针是中国最早发明的，而且要比美国人、俄国人早1000多年。
早在公元220年至265年的三国时期我国就发明了避雷室的设备，这在当时的建筑物上都可以看到。公元420年至589年的南北朝时期的建筑物上也有“避雷室”。
　　公元960年至1279年的宋朝时期的建筑物上也都有不同形式的避雷设备—雷公柱。避雷室、避雷柱，这些设施都是为了避免雷击而设置在各种建筑物上的。　　这个结论是由华南工学院建筑系龙庆忠教授，经过长期调查研究提出来的，并发表了论文，在论文中用大量的史料和实物证明避雷针是我国最早发明的。
　　这个结论不仅我国科学工作者证明了，而且法国旅行家卡勃里欧列• 戴马甘兰也证明中国人发明避雷针要比欧美国家早。因为他在我国旅行中也发现了我国古代建筑物上早就有避雷设置。
13.　闪电对人体的生理效应
雷灾的最主要一种就是对人的伤害，可以使人的心脏停止供血，可以使人 呼吸停止、对神经系统的影响，闪电的热效应造成皮肤灼伤等。
14.　闪电的电动力效应
由于雷电流的峰值很大，作用时间短，产生的电动力具有冲力的特性。
15.　闪电的光辐射效应
闪电的强大电流，使得闪电通道内的气体分子和原子被激发到高能级，从而产生光辐射。
16.　闪电的冲击波效应
闪电回击通道的初始平均温度和气压均很高，它的巨大的瞬时功率很高，所以产生爆炸式的冲击波。当冲击波波阵面的超压（Ps-P0）达到380hPa时，就可使厚约20公分的墙遭到破坏，而在强闪电时，闪电回击通道附近几厘米至几米范围，初始时的波阵面超压可达到104hpa数量级。
17.　闪电的热效应和机械效应
闪电击中地面物，闪电电流产生焦耳-楞次热效应，虽然电流峰值很高，但作用时间很短，只能产生局部瞬时高温，可以使较小体积的金属熔化。有些闪电的半峰值时间较大，则容易造成树林或木结构物的高温燃烧起火。另一种情况是闪电流过击中物的途径中，物体的焦耳楞次热导致体内的水份剧烈蒸发，产生气体，气体膨胀的机械作用可使树木劈裂，房屋破坏，器物的爆裂、爆炸等。 闪电的热效应和机械效应造成的灾祸仍非常严重，不容轻视，许多新技术设备受损，特别是微电子技术的产品，如大规模和超大规模集成电路接口和模块的损坏，归根到底，仍是闪电电流的热效应所致。
18.　什么是雷电接触电压？
闪电沿大树或金属架空物或避雷针引下线入地时,都会使流经的途径产生电位降,这是由欧姆定律所决定的.因此这些物体的各部位相对于大地均有瞬时的高电压，其值决定于闪电电流和这些部位与大地之间的电阻。当人的手或身体任何部位与它们接触时，身体的接触点与站在地面上的双脚之间就有高电压，这个电压就称为接触电压。
19.　什么是雷电跨步电压？
在闪电已流入地下时，闪电在地表之下流动时，大地的电阻同样要产生电位降，闪电入地点的电位最高（如果雷电流是正的），远处雷电流几乎为0的这些地方，电位最低，即工程上所谓的零电位。人的两腿分开站着，两脚之间就有电这种电压也可以产生雷击，甚至可以致命。所谓的"跨步电压"是指地面相距0.8m两点间的电压。
20.　什么是闪电电流产生的高电位"反击"现象？
闪电电流在引下线、接地体或建筑物的金属管道等导体上产生非常高的电压，由于各种电器都要接安全地线，电子 仪器、计算机均要接信号地线，这些地线与防雷地线常靠近埋设，因此闪电电流在防雷地线上的高电压就可能对其它地线"反击"而导通，于是这些设备的地线反而成为电压很高的高压端，它与电源之间的电势相对关系反转，两者间的高电压足以击穿各种电子元器件。这种"反击"不仅损坏电器和电子设备，也会使各种室内金属管线带上高电压而造成人身事故。此外它产生的闪络、电火花或电弧还会导致火灾！