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科學原理：閃電為什麽是曲折的線狀？
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科學原理：閃電為什麽是曲折的線狀？
郭鑫鵬
夏天的雨不像其他季節的雨那麽溫柔，它總是來勢洶洶，伴隨著閃電雷鳴。如果在室內，你會看見窗外一瞬亮如白晝，緊接著幾秒後傳來轟隆隆的雷聲。突然的炸雷可能會讓你觸不及防，帶給你更大的驚嚇。如果窗外的視野足夠開闊，你會親眼看見閃電是如何點亮夜空的。
閃電是如此美麗震撼，它就像一條彎曲的光帶從雲端連到地麵。閃電的形狀是如此深入人心，你會發現有關電的示意圖甚至皮卡丘尾巴都由此而來。但是閃電為什麽不是直的呢？
首先我們需要知道，構成世界萬物的原子由帶正電荷的原子核和帶負電荷的電子構成，小小的電子被原子核緊緊地抓住。因為兩種電荷數量基本相同，所以大多數東西都不帶電。
下雨前，天空中都會有厚厚的烏雲，這些烏雲中因為激烈的碰撞把使許多電子離開了配對的原子核，導致正負電荷數量不相等，因此雲就帶電了。這些被撞飛的電子暫時擠在其他電子的原子核邊，但是因為太擁擠，它們希望回到那些缺少電子的原子核處。
這時電子有兩個選擇，一是回到雲層另一端有空位的原子核邊，二是回到地球。因為地球很大，多容納一些電子也沒什麽關係。但是對電子來說這樣的距離太遠了，我們眼中毫無阻攔的空氣中有著許許多多其他原子和分子，這對電子來說就是厚厚的牆壁。
當電子越來越多，它們的力量強大到足以打破這樣的牆壁。本來那些沒有多餘電子的原子核會緊緊抓住自己的電子，但是這時它們願意稍微鬆開一點手讓電子能夠更加自由地移動。於是許許多多的原子核就通過接力傳遞電子的方式在空氣牆壁中開辟了一條通道，讓電子能夠越過這道厚實的牆壁到達地球。
在這個傳遞電子的過程中，有些原子核離得比較遠，有些原子核不願意傳遞電子，就像開鑿隧道時要繞開過於堅硬的岩石。最終傳遞電子的導電路徑就是一條曲曲折折的隧道，而且還會有許多分支，也就是閃電這樣不規則的形狀。所以不是電子不走直線，而是因為直線往往不是最輕鬆的一條路。
你可以在坡道上倒一杯水，水會因為重力向坡下流去，水流通常也會分成幾條，沿著彎彎曲曲的路線流下去，一些分支隻流一小段，另一些分支會流很遠，就像閃電一樣。如果你挖一條小溝就能讓水流順著你溝道流下去。金屬等一些材料的原子核更加樂於分享和傳遞電子，因此我們就用長長的避雷針引導電子通過，閃電就不會劈中附近的其他建築了。
至於為什麽閃電會發出這麽亮的光。因為在傳遞電子的過程中，電子在原子核間移動時會產生電磁波，也就是我們看見的光。同時它也會釋放出很大的能量，讓周圍空氣分子劇烈振動，這就是傳遞到我們耳中的雷聲了。
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夏天的雨不像其他季節的雨那麽溫柔，它總是來勢洶洶，伴隨著閃電雷鳴。如果在室內，你會看見窗外一瞬亮如白晝，緊接著幾秒後傳來轟隆隆的雷聲。突然的炸雷可能會讓你觸不及防，帶給你更大的驚嚇。如果窗外的視野足夠開闊，你會親眼看見閃電是如何點亮夜空的。
閃電是如此美麗震撼，它就像一條彎曲的光帶從雲端連到地麵。閃電的形狀是如此深入人心，你會發現有關電的示意圖甚至皮卡丘尾巴都由此而來。但是閃電為什麽不是直的呢？
首先我們需要知道，構成世界萬物的原子由帶正電荷的原子核和帶負電荷的電子構成，小小的電子被原子核緊緊地抓住。因為兩種電荷數量基本相同，所以大多數東西都不帶電。
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這時電子有兩個選擇，一是回到雲層另一端有空位的原子核邊，二是回到地球。因為地球很大，多容納一些電子也沒什麽關係。但是對電子來說這樣的距離太遠了，我們眼中毫無阻攔的空氣中有著許許多多其他原子和分子，這對電子來說就是厚厚的牆壁。
當電子越來越多，它們的力量強大到足以打破這樣的牆壁。本來那些沒有多餘電子的原子核會緊緊抓住自己的電子，但是這時它們願意稍微鬆開一點手讓電子能夠更加自由地移動。於是許許多多的原子核就通過接力傳遞電子的方式在空氣牆壁中開辟了一條通道，讓電子能夠越過這道厚實的牆壁到達地球。
在這個傳遞電子的過程中，有些原子核離得比較遠，有些原子核不願意傳遞電子，就像開鑿隧道時要繞開過於堅硬的岩石。最終傳遞電子的導電路徑就是一條曲曲折折的隧道，而且還會有許多分支，也就是閃電這樣不規則的形狀。所以不是電子不走直線，而是因為直線往往不是最輕鬆的一條路。
你可以在坡道上倒一杯水，水會因為重力向坡下流去，水流通常也會分成幾條，沿著彎彎曲曲的路線流下去，一些分支隻流一小段，另一些分支會流很遠，就像閃電一樣。如果你挖一條小溝就能讓水流順著你溝道流下去。金屬等一些材料的原子核更加樂於分享和傳遞電子，因此我們就用長長的避雷針引導電子通過，閃電就不會劈中附近的其他建築了。
至於為什麽閃電會發出這麽亮的光。因為在傳遞電子的過程中，電子在原子核間移動時會產生電磁波，也就是我們看見的光。同時它也會釋放出很大的能量，讓周圍空氣分子劇烈振動，這就是傳遞到我們耳中的雷聲了。
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