球形闪电是由空气中氩等元素的原子核，在高达几百万伏特的闪电作用下，发生同质异能素转化反应，由低能态跃迁到激发态时，将外界作用于氩原子的能量储存起来。亚稳态的核素是不稳定的，其半衰期很短，很快就会发生衰变，由亚稳态跃迁到基态，将核素储存的核能释放出来。当核素由亚稳态跃迁到基态时，在核场的影响下，将能量差直接传递给原子中的电子，并不经过发射光子的中间环节。被发射出来的电子碰撞到空气中的其它原子，就会形成直径为5cm~35cm的球形发光体，产生红、蓝、青、银白色甚至深蓝色的光。
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