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雷电是自然界中最壮观的电学现象之一。当我们看到天空中划过的闪电，紧接着听到轰隆的雷声时，实际上正在目睹一个复杂的物理过程。闪电是强烈的电光放电现象，而雷声则是空气急剧膨胀产生的声波。雷电通常在雷雨天气中出现，是云层中电荷积累和释放的结果。
雷电的形成始于云层内部的电荷分离过程。在积雨云中，水滴和冰晶不断运动、碰撞和摩擦，这个过程会产生静电荷。由于重力和气流的作用，较轻的正电荷逐渐聚集在云层的上部，而较重的负电荷则沉积在云层的下部。这种电荷分离现象是雷电形成的根本原因，为后续的强电场建立奠定了基础。
当云层中的电荷分离完成后，正负电荷之间会产生强大的电位差，从而建立起强烈的电场。随着电荷不断积累，电场强度逐渐增强。当电场强度达到约每米三百万伏特的临界值时，就具备了击穿空气的条件。此时空气分子被电离，失去绝缘性质，为闪电的形成创造了必要条件。
闪电的放电过程分为两个主要阶段。首先是先导放电，带负电的电荷以阶梯式的方式从云层向地面移动，形成一条弯曲的导电通道。当先导接近地面时，地面会产生向上的回击放电。两者相遇的瞬间，形成完整的放电通道，产生我们看到的明亮闪电。这个过程中通道温度可达三万摄氏度，整个放电在几毫秒内完成。
雷声是闪电的伴随现象。当闪电形成时，强大的电流瞬间将空气加热到极高温度，导致空气急剧膨胀，产生强烈的冲击波。这个冲击波在空气中传播就形成了我们听到的雷声。由于光的传播速度远大于声音的传播速度，所以我们总是先看到闪电，然后才听到雷声。通过计算闪电和雷声之间的时间间隔，可以估算出闪电发生的距离。