如果说云层是带电体的话,那么大地就是导体,导体之中也有大量自由电子,但由于分布均匀所以导体不带电。
当带电体靠近导体时,导体中的自由电子就会受外部的影响,导致同种电荷相互排斥,异性电荷相互吸引,导致导体中的正负电荷分离,形成带电体。其中电子集中的一段就会形成负电,另一端因为缺少电子而形成正电(电子带负电荷),这就是静电感应现象。
由于云层下方携带负电荷,因此大地表面就会携带大量正电荷。但是大地并不是平整的,会有高大的建筑物以及树木等凸起的物体,这些高大的建筑物与大地相连,也是大地中的一部分。
正电荷在集中的过程中,会比较密集地聚集在尖端物体上,比如:树顶携带了大量的正电荷。此时就容易发生尖端放电现象。多说一句,这也是为什么说雷雨天气不要躲在大树底下或者撑伞的原因,因为此时大地中的正电荷会集中到你身边的大树身上。
当尖端放电的能量过于巨大时,就会击穿空气发生放电反应,如果放电的能量足够大,就有可能产生音爆,这就是雷的形成。
云层除了会与大地发生放电反应之外,也会与其他云层发生放电反应,原理和大地一样,都是因为同种电荷相互排斥,异性电荷相互吸引,导致其他云层由导体变成带电体,并击穿空气释放能量。而云层与云层之间的放电叫做云间放电。
还有一种情况是云内放电,如果一朵云体积足够大,那么上层的正电物质就会跑到云层下方,与云层下方的负电荷发生交流,形成云内放电。
当云层在释放电的过程中就会击穿空气,由于击穿空气时与空气发生了摩擦,所以会出现轰隆隆的响声,在我们看来就是闪电与雷鸣。