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之前有人回答雷声持续数秒是打雷在天空中回音,我并不是很赞同这样一种解释,云朵这种低密度的类似空气的存在并不足以造成长达数秒的打雷回音。这一点我们可以参考地面爆破的声音,即便有很多建筑造成来回的声音反射,一般的爆炸声也不会有打雷的轰鸣声那么长。
其实打雷时闪电只有一秒不到,而雷声会持续数秒的根本原因在于闪电并非始于一个点,而是发生于很大的一片范围内——比如撕裂天空的闪电,它的实际空间跨度很可能是几万米甚至更大。闪电当中每一处光源也都可被视为一处声音源(这是问题的关键,光源不会传播,虽然看起来像是闪电撕裂天空,但不存在这样一个传播的发光闪电球之类的东西,之所以会亮是因为有能量释放,同时会产生声音),考虑到光速太快,这种空间跨度并不影响人看到闪电的瞬时性;但是音速相对很慢,声源距离观察者距离每增加340米,观察者所听到的雷鸣声就会长处一秒来。
举个例子,大家估摸一下下图这种闪电的范围有多少个340米(当然人听到雷声的时间长度决定于人与最近声源以及人与最远声源之间的距离差,它并不等于闪电在天空划过的距离,这一点要注意),如此一来雷鸣声持续数秒便一点也不奇怪了。
韩东燃 5小时前 0条评论
其实打雷时闪电只有一秒不到,而雷声会持续数秒的根本原因在于闪电并非始于一个点,而是发生于很大的一片范围内——比如撕裂天空的闪电,它的实际空间跨度很可能是几万米甚至更大。闪电当中每一处光源也都可被视为一处声音源(这是问题的关键,光源不会传播,虽然看起来像是闪电撕裂天空,但不存在这样一个传播的发光闪电球之类的东西,之所以会亮是因为有能量释放,同时会产生声音),考虑到光速太快,这种空间跨度并不影响人看到闪电的瞬时性;但是音速相对很慢,声源距离观察者距离每增加340米,观察者所听到的雷鸣声就会长处一秒来。
举个例子,大家估摸一下下图这种闪电的范围有多少个340米(当然人听到雷声的时间长度决定于人与最近声源以及人与最远声源之间的距离差,它并不等于闪电在天空划过的距离,这一点要注意),如此一来雷鸣声持续数秒便一点也不奇怪了。
韩东燃 5小时前 0条评论
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谢腰。自制渣图……
主要原因还是声速和光速的差异。
闪电发生时,雷击位置由于热效应压缩空气产生超声速的冲击波向四面八方扩散,随后衰减成声波。方向依然是四面八方。
假设A点发生闪电,你在B点,假如A到B的距离是1km,简化声速为333m/s,那么中间直线传播的时间就是3s。也就是说,在闪电发生后3s,你会听到第一声雷声。
而另一个方向,声波的某一个分量从最下面的路径传到了你的耳朵里。假设这个传播距离是2km,那么到你耳朵里的时间就是6s
上面那个方向,假设是1.5km,那么传到耳朵的时间就是4.5s
以上取了声波方向的3个分量(有点类似数学微积分的性质),而声波的方向是连续性的,因为各个方向都有,所以就会有各个方向各个距离的雷声。距离不同速度相同,所以就会延续很长很长。
况且,如果雷击点距离你足够远,声波就会继续衰减,波长会拉的很长很长,声音也会变得更闷,时间也会更长一些。
而光速的速度约等于3x10^8m/s,无论从哪个方向上,传播时间都可以忽略不计。而且,闪电的流光一般只持续0.2s~0.3s,因此我们看到的光只是一瞬间的。(谢 @卞远 提醒)
参考文献:《雷电学原理》 崔中强 5小时前 0条评论
谢腰。自制渣图……
主要原因还是声速和光速的差异。
闪电发生时,雷击位置由于热效应压缩空气产生超声速的冲击波向四面八方扩散,随后衰减成声波。方向依然是四面八方。
假设A点发生闪电,你在B点,假如A到B的距离是1km,简化声速为333m/s,那么中间直线传播的时间就是3s。也就是说,在闪电发生后3s,你会听到第一声雷声。
而另一个方向,声波的某一个分量从最下面的路径传到了你的耳朵里。假设这个传播距离是2km,那么到你耳朵里的时间就是6s
上面那个方向,假设是1.5km,那么传到耳朵的时间就是4.5s
以上取了声波方向的3个分量(有点类似数学微积分的性质),而声波的方向是连续性的,因为各个方向都有,所以就会有各个方向各个距离的雷声。距离不同速度相同,所以就会延续很长很长。
况且,如果雷击点距离你足够远,声波就会继续衰减,波长会拉的很长很长,声音也会变得更闷,时间也会更长一些。
而光速的速度约等于3x10^8m/s,无论从哪个方向上,传播时间都可以忽略不计。而且,闪电的流光一般只持续0.2s~0.3s,因此我们看到的光只是一瞬间的。(谢 @卞远 提醒)
参考文献:《雷电学原理》 崔中强 5小时前 0条评论
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- 下一个:晚考试还有一半个多月吧……数分高代都还没听过课…如何在下来?
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