大气雷电防护_ 有关雷电的物理基础知识.ppt

《大气雷电防护_ 有关雷电的物理基础知识.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2.1有关雷电的物理基础知识袁铁1、事物的两种描述2、概率统计基本知识3、电场和电位4、固体中的电流与欧姆定律5、气流中的电流6、电磁场与电路7、传输线与电磁波传播8、物理量的测量1、事物的两种描述自然现象的两种描述：确定性与概率性确定性的描述可以预知何时发生日全蚀、何时出现彗星运动物体的轨迹、速度等等但并不是所有的自然现象都可进行确定性的描述！如过冷水的存在概率性的描述探讨微观物理现象时，只能用概率性的描述，不可能确知单个分子、原子和电子的运动轨迹、速度等等大气物理现象也无法用确定性的描述！从实验室得到的所谓雷电的规律性认识或定律与实际的雷电情况有时会有不相符的结果从分子运

2、动论的成功看，概率性描述和确定性描述是统一的，宏观量的确定性描述建立在微观量的概率统计性描述的基础上先决条件:宏观物体(或者说体系)是由非常大量的粒子数构成的。当粒子数减少到一定限度时，就显示出物理现象的“起伏”或叫“涨落”，也就是发生偏离，确定性描述就出现不确定的随机变化。2、概率统计基本知识概率统计是一种数学方法，服从于数学的规律，不涉及被统计的具体事物的物理、化学或其它特性。概率的考虑方法应用范围极广，在碰运气取胜的游戏中、在保险事业、民意测验、生物遗传……等等都很有用。自然现象中，有许多现象就不能准确预言其是否发生，不能判断其必然性，如雷雨时何处落雷，闪电走向，强度如何……等

3、等，这类现象，在概率统计学中称为随机事件，简称为“事件”。概率的定义概率论是研究随机事件的数量规律性的一门数学理论。观察随机事件的方法常是在相同条件下对事件进行重复试验，即所谓随机实验。作随机实验时有的事件出现得多，也就是它的可能性就大，为此引入一个数字P(A)来表征事件A出现的可能性，于是P(A)就称为事件A的概率。或者说“概率是对于一事件的期待的定量化。”频率的定义如在m次观察中，A事件比现k次．k被称作频数，则称k／m为频率，或叫相对频数．请注意，不要把它与物理学中讲振动与波时的频率概念相混。它是无量纲的纯数，恒小于1，也常用f表示。f=k/m频率与概率在概率论里定义就是说当观

4、察次数无限地增多时，频率的极限就是该事件的概率重现期T，用以反映概率的大小,表示在许多次试验中某一事件重复出现的时间间隔的平均数。T＝1/P概率的一些性质随机变量在确定的条件下进行一组观察，观察所得出的数量结果可以用一个数x表示，每次所得值是事先无法预知的，它可以是任何值，是个变量，但是这个数出现的概率则是确定的，称这种变量为随机变量。气象要素包括雷电在内，大都可看作随机变量，从其取值看可分两类：离散型与连续型。例如每天发生闪电的次数，一次闪电包含的放电次数是离散型，不外乎1、2、3直至一二百等可数的次数。而每次闪电的电流峰值则从几千安到几百千安可以取任何值，是可以连续变化的数值。随

5、机变量的概率分布实例以云地间闪电(简称地闪)的某些特性来看，地闪的持续时间是个很重要的参数，它当然是一种随机变量，它的概率是无法表示的，实际测量都是它的频率（一些有关雷电的书刊画出的各种所谓的概率分布曲线其实是频率曲线，大家心中明白，就不死扣数学上的严格定义了，但是它确实是概率的近似反映）。3、电场和电位实际情况：电荷几乎都不是静止的不变的，电场差不多都是随时间而变，教科书讲的是静止不变的场，这两者有差别。电荷是怎么产生的，电场是如何建立的，电场能量有是从何而来？静电的来源起源于中性物体，靠做功，使物体的中性原子的电子与原子分离，从而产生异号等值的电荷。在分离正负电荷时，电荷始终有加

6、速和减速运动，这时就会有电磁辐射产生，正是这种电磁辐射，使电荷周围空间建立起电场、磁场，同时使电磁场储存有能量。电荷产生的电场计算公式对于运动的电荷能不能适用？一般是可以的，但要考虑电场的传播速度（光在介质中的速度）静止点电荷匀速运动点电荷v为电荷速度、Q为电荷量、с是真空中的光速，α为矢径方向与速度方向之间的夹角电位有的书称电位为电势，它是标量，常用v表示，而电场强度则是矢量，常用黑斜体字母来表示，有的书则用带矢的字母互表，以示与标量有差别，它是既有大小又有方向的。这两个电学量的关系有两种表示法：第一种是另一种是积分关系，也就是电势的定义。(一)电势的确定？规定一个0电位的标准：

7、无穷远处实际测量中，是把大地的电势作为参考标准，实际上就是对地的电势差(二)地球的电势？要弄清楚选取得参考标准是什么？地球还是无穷远处：无穷远处则地球电势是变化的，若取大地则电势差则不会受影响(三)地球是等势体吗?一般认为是，但实际并不是4、固体中的电流与欧姆定律欧姆定律是德国GeorgSimonOhm(1789一1854年)于1826一1827年问建立的，这是电学上极为重要而在当年历史条件下极为困难的发现。他不仅提供了电阻这个物理概念，同时也提出了电