سایت رایانت

این پدیده یک تخلیه ی الکتریکی شدید و بسیار سریع در هواست و همین تخلیه الکتریکی است که نور و صدا تولید میکند ؛ در هنگام رعد و برق ، برق در جریانات هوایی ِبالا و پایین ِقوی داخل ابرهایی موسوم به کومولونیمبوس تاریک شکل می گیرد ؛ در این شرایط قطرات آب ، تگرگ و کریستال های یخ با یکدیگر برخورد می کنند ، دانشمندان عقیده دارند که این برخوردها بارهای الکتریکی را در ابر به وجود می آورد.

زکات علم در نشر آن است. *_* امام علی(ع)

درج این مطلب با ذکر منبع در وبسایت خود مانعی ندارد!

رعد و برق  

آذرخش یا رعدوبرق یک تخلیه ی الکتریکی شدید و بسیار سریع در هواست و همین تخلیه الکتریکی است که نور و صدا تولید میکند.پیش از ایجاد رعدوبرق ابرها طی فرایندهایی بشدت باردار میشوند که این بار معمولا مثبت است, روی سطح زمین بار منفی القا میکند و به این ترتیب مجموعه ی ابر هوا و زمین به یک خازن بسیار بزرگ تبدیل میشود که لحظه به لحظه بارشان بیشتر میشود و بنابراین اختلاف پتانسیل دو قطب ان در حال افزایش است. بالاخره مقدار این بار الکتریکی انقدر زیاد میشود که اختلاف پتانسیل بین ابر و زمین به ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون ولت میرسد.

میدان الکتریکی حاصل از چنین اختلاف پتانسیلی میتواند هوا را با اینکه در حالت عادی نارساناست در یک سیر خاص یونیزه و انرا به رسانا تبدیل میکند.به محض اینکه چنین سیری از مولکولهای یونیزه رسانا از ابر تا زمین ایجاد شود بارهای الکتریکی به طرف هم حرکت میکنند و در عرض یک ده هزارم ثانیه جریان وحشتناکی در حدود ۳۰ هزار امپر از هوای یونیزه میگذرد.اما هر جریانی ضمن عبور از ماده با مقاومت اتمهای ان روبرو میشود و این مقاومت بخشی از انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل میکند. با استفاده از اصول اولیه الکترومغناطیس میتوانید تخمین بزنید این جریان در ولتاژ ۱۰ میلیون ولت توان گرمایی در حدود ۱۰۰ میلیارد وات دارد.چنین توانی حتی در مدت زمان ناچیز – یک ده هزارم ثانیه – میتواند گرمایی در حدود ۱۰ میلیون ژول ایجاد کند این گرما باعث میشود دمای هوا در مسیر اذرخش به ۳۰ هزار درجه سانتی گراد برسد اگر کمی با قوانین حاکم بر گازها اشنایی داشته باشید می بینید که این تغییر ناگهانی دما (از حدود ۳۰۰ کلوین به ۳۰۰ هزار کلوین) حجم هوا را ۱۰۰ برابر میکند و این یعنی یک انفجار واقعی انبساط سریع و شدید هوا یک موج ضربتی shock wave در هوای اطراف ایجاد میکند که با سرعت صوت و به شکل تندر یا رعد به گوش شما میرسد.

این از بخش صوتی ماجرا,اما گرمای ایجاد شده غیر از انبساط بلاهای دیگری هم سر مولکولهای هوا میاورد.لامپ معمولی را به یاد بیاورید (لامپ نئون مثال بهتریست) یک جریان نه چندان زیاد از رشته تنگستن میگذرد و دمای ان را به بیش از ۲۰۰۰ درجه میرساند .این دما انرژی لازم برای بر انگیختگی اتمهای فلز را فراهم میکند.اتمها بر انگیخته میشوند و در بازگشت انرژی اضافی را به صورت فوتونهای نوری ازاد میکند و به این ترتیب رشته تنگستن روشن میشود.در اذرخش هم چیزی شبیه این ماجرا اتفاق می افتد:جریان شدیدی از هوا میگذرد ان را گرم میکند و به تابش وا میدارد و تابشی که یک مسیر نورانی بین ابر و زمین ایجاد میکند.حالا میتوانید تصور کنید اگر هوا نبود رعدوبرق به چه روزی می افتاد؟

چگونگی تشکیل رعد و برق

بر اثر برخورد ابرهای دارای بارهای غیر همنام ، واکنش‎های الکتریکی شدیدی به صورت نور و صدای شدید بنام صاعقه یا رعد و برق تولید می‎گردد و براساس مطالعات به عمل آمده توسط متخصصین تعداد رعد و برق در هر لحظه در سراسر دنیا بین ۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ بار می‎باشد .

این پدیده یک تخلیه ی الکتریکی شدید و بسیار سریع در هواست و همین تخلیه الکتریکی است که نور و صدا تولید میکند ؛ در هنگام رعد و برق ، برق در جریانات هوایی ِبالا و پایین ِقوی داخل ابرهایی موسوم به کومولونیمبوس تاریک شکل می گیرد ؛ در این شرایط قطرات آب ، تگرگ و کریستال های یخ با یکدیگر برخورد می کنند ، دانشمندان عقیده دارند که این برخوردها بارهای الکتریکی را در ابر به وجود می آورد ؛ بارهای الکتریکی منفی و مثبت در ابر از یکدیگر جدا می شوند ، بارهای منفی به بخش پایین تر ابر سقوط می کنند و بارهای مثبت در بخش های میانی و بالاتر می مانند ، موقعی که اختلاف بارها به قدر کافی بزرگ می شود ، یک جریان الکتریسیته از ابر به پایین و به زمین جریان پیدا می کند یا از یک بخش ابر به بخش دیگر یا از یک ابر به ابر دیگر جریان می یابد ، که این بار معمولا مثبت و روی سطح زمین بار منفی القا میکند و به این ترتیب مجموعة ابر، هوا و زمین به یک خازن بسیار بزرگ تبدیل میشود که لحظه به لحظه بار آن بیشتر میشود و بنابراین اختلاف پتانسیل دو قطب آن افزایش پیدا میکند ، بالاخره مقدار این بار الکتریکی آنقدر زیاد میشود که اختلاف پتانسیل بین ابر و زمین به ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون ولت میرسد و میدان الکتریکی حاصل از چنین اختلاف پتانسیلی میتواند هوا را با اینکه در حالت عادی نا رسانا ست در یک سیر خاص یونیزه و آنرا به رسانا تبدیل میکند و به محض اینکه چنین سیری از مولکولهای یونیزه رسانا از ابر تا زمین ایجاد شود بارهای الکتریکی به طرف هم حرکت میکنند و در عرض ۰٫۰۰۰۱ ثانیه جریان وحشتناکی در حدود ۳۰ هزار آمپر از هوای یونیزه میگذرد . اما هر جریانی ضمن عبور از ماده با مقاومت اتمهای آن روبرو میشود و این مقاومت بخشی از انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل میکند . با استفاده از اصول اولیه الکترومغناطیس میتوانید تخمین بزنید این جریان در ولتاژ ۱۰ میلیون ولت ، توان گرمایی در حدود ۱۰۰ میلیارد وات دارد و میتواند گرمایی در حدود ۱۰ میلیون ژول ایجاد کند ؛ این گرما باعث میشود دمای هوا در مسیر آذرخش به ۳۰ هزار درجه سانتی گراد برسد ، که این تغییر ناگهانی دما (از حدود ۳۰۰ کلوین به ۳۰۰ هزار کلوین) حجم هوا را ۱۰۰ برابر میکند و این یعنی یک انفجارِ واقعیِ انبساطِ سریع و شدید هوا ، که یک موج ضربتی(shock wave) در هوای اطراف ایجاد میکند و امواجی را با فشار بین ۱۰ تا ۳۰ اتمسفر بوجود می‎آورد ، که با سرعت صوت و به شکل تندر یا رعد به گوش ما میرسد ، اما گرمای ایجاد شده غیر از انبساط بلاهای دیگری هم سر مولکولهای هوا میاورد ، جریان شدیدی که از هوا میگذرد ، آن را گرم میکند و به تابش وا میدارد و تابشی است که یک مسیر نورانی بین ابر و زمین ایجاد میکند .

آذرخش چیست؟

آذرخش الکتریسیته است. برق در جریانات هوایی بالا و پایین قوی داخل ابرهای کومولونیمبوس* تاریک شکل می گیرد. در این شرایط قطرات آب، تگرگ و کریستال های یخ با یکدیگر برخورد می کنند. دانشمندان عقیده دارند که این برخوردها بارهای الکتریکی را در ابر به وجود می آورد. بارهای الکتریکی منفی و مثبت در ابر از یکدیگر جدا می شوند. بارهای منفی به بخش پایین تر ابر سقوط می کنند و بارهای مثبت در بخش های میانی و بالاتر می مانند. موقعی که اختلاف بارها به قدر کافی بزرگ می شود، یک جریان الکتریسیته از ابر به پایین و به زمین جریان پیدا می کند یا از یک بخش ابر به بخش دیگر یا از یک ابر به ابر دیگر جریان می یابد.

در یک نمونه آذرخش، بارهای منفی جریان رو به پایین دارند و موقعی که بارهای مثبت هم از روی زمین رو به بالا خیز برمی دارند تا به آنها برخورد کنند، مسیر رو به پایین برای بارهای منفی ناهموار می شود و بنابراین ناگهان آسمان با یک برق آذرخش درخشان روشن می شود. به خاطر همین، چشمان ما به اشتباه می بیند که برق از ابر پایین می آید، درحالی که واقعیت این است که نور از زمین به بالا سفر می کند. در بعضی از موارد، بارهای مثبت از توفان های رعد و برقی شدید یا از سندان* که درست در نوک یک ابر توفانی رعد و برق دار است به زمین می آید. فرایند کامل کمتر از یک میلیونیوم یک ثانیه طول می کشد.

بعضی از انواع آذرخش ها عبارتند از:

آذرخش داخل ابر: عمومی ترین نوع آذرخش است. این برق بین مراکز بارهای منفی و بارهای مثبت و در داخل توفان های همراه با رعد و برق سفر می کند.

آذرخش ابر به زمین: این برق از یک ابر توفانی همراه با رعد و برق به زمین می رسد.

آذرخش ابر به ابر: یک حادثه نادر است و برقی است که از یک ابر به ابر دیگر سفر می کند.

آذرخش ورقه ای: این برق در داخل یک ابر به وجود می آید و مثل یک ورقه نور می دهد.

آذرخش نواری: این برق موقعی به وجود می آید که از پهلو به یک آذرخش ابر به زمین باد می وزد و آنها به صورت دو آذرخش همانند کنار هم ظاهر می شوند.

آذرخش دانه تسبیحی: همچنین "آذرخش زنجیره ای" نامیده می شود، این موقعی است که آذرخش به صورت قطعه قطعه ظاهر می شود و این به خاطر روشنایی متفاوت یا به خاطر بخش هایی از آذرخش است که به وسیله ابرها پوشانده می شوند.

آذرخش توپی: به ندرت دیده می شود. این نوری به شکل و اندازه میوه گریپفروت است و تنها چند ثانیه به طول می انجامد.

آذرخشی از آسمان آبی: یک برق آذرخش از یک توفان رعد و برقی دوردست است که به نظر می رسد از آسمان آبی شفاف آمده، اما درواقع از سر یا گوشه یک توفان رعد و برقی که چند کیلومتر دورتر است آمده است.

منبع:tabaar.net