为什么闪电不走直线，而是分叉的？不是两点之间直线电阻最小吗?

                                       By 阿诺

首先大气中电离物质的分布并不是均匀的，因此空间中两点之间并不是直线通道的电阻最小。且闪电路线沿着电阻小的通道延展开来，而空间中电阻小的通道显然不止一条，所以就会有这样的现象，闪电走的路线是曲折并且分叉的。

综上可知闪电分叉的关键原因有两个，一是导电介质---电离物质的分布，二是这些导电物质如何运动。

电离物质来源于太阳辐射，地面辐射以及宇宙射线与大气分子的作用，一个能量足够高的光子（或其他高能粒子）能将电子从一个分子或原子中“撞”出去，从而留下一个正离子并在“远”处形成一个负离子。因此大气中总存在个别离子-----比如失去一个电子或者额外获得一个电子的氧分子。而这些刚刚形成的离子会通过电场吸附周围极性分子，成为一小团块，与其他团块一起，在大气电场中到处漂移。而其中“大离子团”在电场中移动较慢，而“小离子团”则最易于移动，从而导致空气中的电导率随离子团大小变化。这些“离子团”分布不均匀是因为高空大气的局域对流以及风在地面刮起的灰尘（作为“核”拾取小离子电荷形成大离子），或者人类把各种污染物（PM2.5）抛入大气中，导致靠近地面的电导率变化得很厉害。这也是为何靠近地面时，闪电会出现更多分叉以及弯曲程度更高。

  而形成闪电的机制类似于给一个电容器加足够高压后形成击穿电流。而这形成击穿电流的过程有两个关键因素，一是大气电场极化小水滴，二是重力场影响云朵纵向的电荷分布。

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  上右图云朵的底部将会带负电,原因是被极化的水滴，其底部带正电，顶部带负电，在水滴降落过程中将每个水滴有更大几率地带负电，总的效果是云底部带负电。当云朵底部的负电荷积累到足够量时，云朵底部与地面形成的电容器将被过高的电压击穿，从而形成闪电。对于闪电的研究仍然在继续，因为我们不知道云朵中的大离子团是否能源源不断地提供负电荷，并且云朵内部不止水滴在移动，还有各种其他带电颗粒的移动等等。不过有一点是可以明确的，大气电流每时每刻将正电荷带向大地，闪电把大量负电荷带向大地，而我们的大气和大地就是一个时时刻刻在工作的巨大电机。

参考：

【1】雷暴雨云中电荷分离的理论是C.T.R.Wilson威尔逊首先提出来的。在1911年，他把这个现象与自己的理论结合改进了威尔逊云室（1896年最先由威尔逊发明）。威尔逊也因威尔逊云室，最早的带电粒子探测器，获得了1927年的诺贝尔奖。

【2】费曼物理学讲义.第二卷.第九章

http://chuansong.me/n/1578629649317