闪电与空气介质的电离

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众所周知，雷雨季节的闪电与高压电场中的绝缘物质电离击穿导电是一个道理。在雷雨天气，带电云层所形成的高压电场强度是很高的。通常，带电云层对大地放电一般是这种情况，其云层属于正电荷区高电位，大地处于负电荷区低电位。空气原本是不导电的，但在强大的电场力作用下，气体原子核最外层的电子就会受到电场力的激发而产生跃迁飘逸而形成带电离子。获得电子的原子称其为负离子，失去电子的原子称其为正离子。在电场力的作用下，带电离子可形成电子流。另外，绝缘体的电子受原子核的引力场作用较强，也可称其为原子核对电子的束缚力，在一般的外加电力场中其外围电子呈现为较大的惰性状态很难激发脱离轨道成为带电离子。如果外加电场力超过了其绝缘体原子核对电子的束缚力，也就是电子的受激发状态，那么其绝缘体就会形成我们常说的击穿状态而参与导电。在自然界的物质中，天然云母的电导惰性最大，其次是玻璃、陶瓷、塑料等类。
空气是一般的绝缘介质，而纯正单一的气体其原子核外围电子的游离惰性也是很强的。然而空间气体中的成分并不纯正，也掺杂有其他的物质颗粒或者是水分子而极易构成低电场下形成的离子态。介质击穿电离导电，是电工学中常用的专业术语。面对自然界所形成的强大电场，由空间气体形成的绝缘介质是微不足道的，数亿伏特的电压场很容易将气体核外电子激发游离而成为带电离子参与导电。绝缘介质击穿就是绝缘物质构成的离子态，高压电场形成的弧光放电现象，就是绝缘介质核外电子被激发游离后形成的能量释放所产生的光