几个世纪以来，闪电和隆隆的雷声一直吸引着人类。古希腊人相信雷霆是希腊闪电之神宙斯的武器。根据斯堪的纳维亚神话，托尔被认为是雷神。在印度神话中，因陀罗被认为是天神和雷霆之神。显然，自古以来，雷声就被认为是神圣而神奇的。
今天，随着科学的进步，我们已经弄清楚了雷声的产生原因及其独特的声音层次。
现在，让我们继续探索令人恐惧而又迷人的雷声背后的科学！
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我们可以利用电力吗来自闪电？
打雷的原因是什么？
简单来说，打雷就是闪电产生的声音。
这一切都始于由水滴和冰晶组成的云。在雷雨期间，这些冰晶四处移动并相互碰撞。在此过程中，它们在彼此之间转移电子，从而形成正电荷和负电荷。
暴风雨和风导致较轻的正离子向上移动，较重的负离子沉降。因此，云中的电荷被分离。随着这些电荷的积累，云等待着有机会以某种方式放电并中和自己。
随后，当云层在带正电的地面上空翱翔时，云层的负电荷和地面的正电荷会尝试建立连接。当这种情况发生时，电子突然漂移通过一个微小的空气通道，然后轰隆隆——我们目睹了一道闪光ning！
闪电（图片来源：bubblea/Shutterstock）
闪电可能发生在云层内、两层云层之间或云层与地面之间。雷击会以热和光的形式产生大量能量。这种热量导致了令人震惊的雷声。
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雷声剖析
闪电释放的巨大热量使周围的空气过热它。于是，空气分子剧烈振动，突然膨胀，在空气中发出冲击波。这种空气的突然运动被我们的耳朵感知为雷声的噼啪声。
但这还不是全部……如果您曾经听过雷声，您就会知道我们无法将其定义为一种独特的声音有开始和结束。雷鸣的共鸣声是不同频率的混合，使其成为一种不可预测但又可区分的自然旋律。
它以一声响亮的爆裂声（称为雷霆一击）开始，随后是减弱的爆裂声（称为雷轰）。这些最终会以低沉的隆隆声或微弱的滚动声消失。
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什么是雷霆一击？
如前所述，闪电产生大量的热量。事实上，雷击可将周围空气加热至 20000-32000oC，几乎是太阳表面温度的 5 倍！众所周知，当空气受热时，它会膨胀。
然而，当空气在不到一秒的时间内加热到近30000度时，膨胀就类似于爆炸。事实上，这就是所谓的爆炸性扩张，它会产生爆炸性的扩张。与大气中的音爆类似的波克波。
同样，当闪电停止时，热空气会迅速冷却。这会导致膨胀的空气突然压缩，从而导致内爆。这些由空气突然膨胀和压缩产生的冲击波就是您所听到的震耳欲聋的爆炸声，称为雷霆。
闪电使周围的空气过热（照片来源：sondem/Shutterstock）
平均而言，一声巨响距雷源 16 公里处可听到雷声。距离闪电越近，听到雷声的机会就越大（被闪电击中的机会就越大！）
但是，随着距离的增加，雷声会变得更加低沉，因此，您可能会听到共鸣的轰鸣声，而不是尖锐的破裂声。这种声音称为雷轰。
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为什么雷声隆隆？
当你听到雷声这个词时，首先想到的可能是你的思绪是天空中舒缓而隆隆的声音。
当雷霆在大气中传播时，根据距离和环境的不同，它可能会被吸收、反射、重叠、减弱或消音。所有这些因素都将雷声转变为低沉的隆隆声。
闪电如何影响雷声
闪电的锯齿形是原因之一后面的隆隆声。由于闪电不同部位的声音到达我们耳朵的时间不同，所以我们听到的不是尖锐的爆裂声，而是连续的声音。
而且，雷击是由多次雷声组成的。一项研究发现，平均而言，闪电由 1-3 秒内发生的 3-7 次击掌组成。在这种情况下，来自多个拍手声可以重叠并产生一阵裂纹和隆隆声。
声波的重叠（图片来源：OpenStax/Wikimedia commons）
除了这些因素之外，雷声还取决于功率和强度闪电及其流经的空气通道。
雷霆衰减
衰减是导致低音隆隆声的另一个因素。雷声由高到低的频率混合而成。然而，空气吸收和传播距离等因素会削弱这些波。
较高频率受这种衰减的影响最大。当它们传播时，较高的频率会被拉伸并消散。相反，较低频率相对不受影响。频率低于 100Hz 时，衰减几乎可以忽略不计。因此，当声音传播很远的距离时，落在我们耳朵里的都是较低的频率范围，这就是为什么隆隆声的音调如此之低。
Hi更多频率因衰减而消散
温度、风力、湍流、局部地形和分子相互作用等几个因素也会影响雷声。例如，如果地形中有许多树木或山脉，声音会反弹并产生回声，从而导致更响亮的隆隆声。这就是为什么雷声如此不可预测。这在很大程度上取决于环境状况。
渐渐地，连雷声也变得微弱，直到你听到的只是远处微弱的滚动声。这就是所谓的雷霆滚滚。由于衰减效应，在距雷源25公里以外的地方，很少能听到雷声。
因此，雷声开始时是一声雄伟的巨响，结束时是微弱的拖曳的杂音。
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可以用雷来测量闪电的距离吗？
我们都知道光比声音传播得快。这就是为什么你会听到声音看到闪电后不久就会听到雷声。光的传播速度约为每秒 299,792,458 米，这意味着您（几乎）在闪电发生时立即看到它。然而，声音需要 3 秒才能传播 1 公里，这就是为什么您很久以后才听到雷声。让我们看看这如何帮助我们计算闪电的距离。
当您看到闪电的那一刻，开始计算秒数，直到您听到雷声。因为声音需要 3 秒才能发出覆盖一公里，将总时间除以 3 即可得出声音传播的距离。
、 、 依此类推。
例如，如果您在 6 秒后听到雷声你看到闪电了，声音传播的总距离是6/3=2，这意味着闪电发生在距离fr 2公里处噢，你。这也意味着您是时候避难并保持安全了。俗话说，“雷声大作，进屋去！”
结论
到目前为止，我们已经讨论了单次闪电产生雷声的模式雷暴期间会发生多次雷击（图片来源：Vasin Lee/Shutterstock）
雷暴期间，大量雷击会发生在雷暴期间。云层放电，产生大量闪电，发出无数阵雷声。所有这些波相互作用，创造出一首由拍手声、破裂声、轰鸣声和滚动声组成的迷人交响曲，为您带来听觉娱乐！
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