负氧离子的产生，本质上是空气中的某些分子接收到外界的能量，导致分子中原子的最外层电子产生跃迁，脱离了原子核的束缚变成了自由电子。这一过程叫做空气的电离。自由电子再跟氧气结合形成负氧离子。因而，只要理解了导致空气电离的能量来源，就可以理解自然界中负氧离子是怎么产生的。主要有以下几方面：1.宇宙射线、紫外线辐射、放射性元素：射线本身带有能量；2.打雷：打雷过程中就是宏观的空气电离，不同云团之间很高的电势差导致空气电离；3.下雨、瀑布、海浪、湍急的河流：能量来自于液滴的裂解、液滴与空气的摩擦以及液滴跟固体壁面的撞击。4.森林植被茂密的地方：一方面是植物光合作用中的光电效应，也就是光合作用过程中有微弱电流；另一方面来自于植物枝叶的尖端放电效应。以电气石（碧玺）为代表的天然极性材料，能量来自于极性材料的热释电效应和压电效应。
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