¿Cómo se forman los rayos? ¿Cómo se forma el rayo?
El rayo es una fuerte descarga eléctrica entre las nubes, las nubes y el suelo, o entre partes de la nube (normalmente en los cumulonimbos).
Las nubes cumulonimbos suelen desarrollar una carga, con una carga negativa en la base y una carga positiva en la parte superior, y una carga positiva en el suelo a medida que la nube se mueve. Las cargas positivas y negativas se atraen entre sí, pero el aire no es buen conductor. Las cargas positivas se mueven hacia los árboles, las colinas, las cimas de los edificios altos e incluso por encima del cuerpo humano, tratando de encontrarse con las nubes cargadas negativamente; las cargas negativas se extienden hacia abajo, más cerca del suelo a medida que descienden. Finalmente, las cargas positivas y negativas cruzan la barrera del aire y se conectan entre sí. Una enorme corriente corre a lo largo de un camino conductor desde el suelo hasta las nubes, creando un destello de luz deslumbrante. Los relámpagos pueden tener sólo unos pocos cientos de metros de largo (tan cortos como 100 metros), pero pueden tener miles de metros de largo. Las temperaturas de los rayos oscilan entre 17.000 y 28.000 grados centígrados, que es de 3 a 5 veces más caliente que la superficie del sol. El calor extremo de los rayos hace que el aire a su paso se expanda dramáticamente. El aire se mueve rápidamente, formando ondas y emitiendo sonidos. El rayo emite un fuerte sonido de "pop" cuando está cerca y un estruendo cuando está lejos. Puedes poner en marcha el cronómetro cuando veas un rayo, detenerlo cuando escuches un trueno y luego multiplicar el número de segundos por 0,3 (la velocidad del sonido es de unos 340 m/s) para tener una idea aproximada de cuántos kilómetros hay de ti proviene el relámpago.
Si aplicamos un voltaje muy alto entre dos electrodos y los acercamos lentamente. Cuando dos electrodos se acercan a cierta distancia, se produce una chispa eléctrica entre ellos. Este es el fenómeno llamado "descarga de arco". Los relámpagos generados por las nubes de tormenta son muy similares al fenómeno de descarga de arco mencionado anteriormente, excepto que los relámpagos son fugaces, pero las chispas entre los electrodos pueden existir durante mucho tiempo. Esto se debe a que el alto voltaje entre los dos electrodos se puede mantener artificialmente durante mucho tiempo y es difícil reponer la carga inmediatamente después de que se descarga la nube de tormenta. Cuando la carga acumulada alcanza una determinada cantidad, se formará un campo eléctrico muy fuerte entre diferentes partes de la nube o entre la nube y el suelo. Relámpagos en nubes de granizo
[1]. La intensidad del campo eléctrico puede tener un promedio de varios miles de voltios por centímetro y puede llegar a 10.000 voltios por centímetro en áreas locales. Un campo eléctrico tan potente es suficiente para atravesar la atmósfera dentro y fuera de la nube, estimulando así deslumbrantes destellos de luz entre la nube y el suelo o entre diferentes partes de la nube y entre diferentes grupos de nubes. A esto se le suele llamar relámpago. El proceso de aparición de un rayo visible a simple vista es complejo. Cuando una nube de tormenta se mueve a un lugar determinado, las partes media e inferior de la nube son el centro de una fuerte carga negativa, mientras que la plataforma opuesta en la parte inferior de la nube se convierte en el centro de una carga positiva, formando un fuerte campo eléctrico entre la nube. base y el suelo. A medida que aumenta la carga eléctrica y el campo eléctrico se vuelve más fuerte, aparece por primera vez en la base de la nube una columna de aire fuertemente ionizado en la atmósfera, llamada líder de gradiente. Esta columna de gas ionizado se extiende gradualmente hacia el suelo. El diámetro de cada líder de gradiente es de unos 5 metros, la longitud es de unos 50 metros y la corriente eléctrica es de unos 100 amperios. Viaja a una velocidad media alta de unos 150.000 metros/segundo. Avanzando hacia el suelo paso a paso, a unos 5-50 metros del suelo, el suelo repentinamente contraatacará hacia arriba. El canal de contraataque debe moverse desde el suelo hasta el fondo de la capa de nubes a lo largo del gradiente mencionado anteriormente. El canal de retorno es un canal de ionización abierto a lo largo del líder de gradiente mencionado anteriormente desde el suelo hasta la base de las nubes. El golpe de retorno se precipita desde el suelo hasta la base de la nube a una velocidad superior a 50.000 kilómetros por segundo, emitiendo una brillante columna de luz que dura 40 microsegundos y transporta una corriente eléctrica de más de 10.000 amperios, el primer destello. Unos segundos más tarde, un débil rayo de luz salió disparado de las nubes, llevando una enorme corriente, y voló hacia el suelo a lo largo de la trayectoria del primer destello. Se decía que iba en línea recta cuando estaba entre 5 y 50 metros. lejos del suelo, el suelo volvió a girar hacia arriba y luego formó una columna de luz brillante y deslumbrante. Este fue el segundo destello. Luego, el tercer y cuarto destello ocurren de manera similar a la segunda vez. Normalmente, 3 o 4 rayos constituyen un evento relámpago.
El proceso del rayo dura aproximadamente 0,25 segundos. Durante este corto período de tiempo, un estrecho canal del rayo libera una enorme energía eléctrica, formando una fuerte explosión, una onda de choque y luego una onda sonora que se propaga. Esto es un trueno o "trueno".
Editar las reacciones químicas que se producen durante los rayos
1. Los truenos y los relámpagos pueden cambiar los enlaces químicos del oxígeno en la atmósfera y producir una cantidad muy pequeña de ozono 2. El oxígeno y el nitrógeno se pueden sintetizar químicamente para producir óxido nítrico, que es una forma importante de fijación de nitrógeno en la naturaleza. 3.3.3H2+N2=2NH3 La temperatura de los rayos oscila entre 17000 grados Celsius y 28000 grados Celsius, lo que equivale a 3-5 veces la temperatura de la superficie del sol. El calor extremo de los rayos hace que el aire a lo largo de su trayectoria se expanda dramáticamente. El aire se mueve rápidamente, creando ondas y emitiendo sonidos.
El rayo
El rayo lineal ha sido estudiado con más detalle. Lo usaremos como ejemplo para hablar de la estructura del rayo. Los rayos son una descarga eléctrica pulsada en la atmósfera. Un rayo se compone de varios impulsos de descarga, siendo el intervalo entre cada impulso muy corto, de sólo unas pocas centésimas de segundo. Estos pulsos se suceden entre sí, y los pulsos posteriores siguen la trayectoria del primer pulso. Ahora se puede ver claramente que cada impulso de descarga consta de un "avance" y un "retorno". Antes de que estalle el primer impulso de descarga, hay una etapa de preparación: la descarga "líder de paso": impulsadas por un fuerte campo eléctrico, las cargas libres en la nube se mueven rápidamente hacia el suelo. Durante este movimiento, los electrones chocan con las moléculas de aire, lo que hace que el aire se ionice ligeramente y brille con luz. El líder del primer pulso de descarga se propaga hacia abajo, como una lengua brillante. Al principio, esta lengua de luz tenía sólo una docena de metros de largo. Después de unas milésimas de segundo o menos, la lengua de luz desapareció; luego, en el mismo canal, apareció otra lengua de luz más larga (de unos 30 metros de largo). ), desapareció en un instante; luego apareció una lengua ligera más larga... La lengua ligera se acercó al suelo paso a paso a modo de "roer" y "comer". Después de muchas descargas y desapariciones, la lengua de luz finalmente llega al suelo. Debido a que el primer pulso de descarga es el paso principal, un paso que se propaga desde la nube hasta el suelo, se le llama "paso principal". En el camino por donde viaja la lengua ligera, el aire ha sido fuertemente ionizado y su conductividad eléctrica ha mejorado enormemente. El proceso continuo de ionización del aire sólo se produce en canales muy estrechos, por lo que la intensidad de la corriente es muy alta. Cuando el primer piloto, el piloto de infantería, llega al suelo, una gran cantidad de carga fluye inmediatamente desde el suelo hacia las nubes a través de canales de aire ya altamente ionizado. La corriente es tan fuerte que el canal de aire se vuelve incandescente, apareciendo como una columna de luz larga y curva. Esta fase se denomina fase de "retorno" o fase de "descarga principal". La expulsión de la escalera y el primer disparo constituyen todo el proceso de la primera descarga de impulsos, que dura sólo una centésima de segundo. Una vez finalizada la primera descarga de impulso, se produce una segunda descarga de impulso en un período de tiempo muy corto (cuatro millonésimas de segundo). El segundo pulso también parte del piloto y finaliza con el regreso. Sin embargo, dado que después de la primera descarga de impulso "se rompió el hielo y se abrió la ruta", el segundo impulso del piloto ya no desciende paso a paso, sino que se precipita directamente desde las nubes hacia el suelo. Este tipo de practicaje se denomina "practicaje directo". Después de que el piloto llega al suelo, se necesitan unas milésimas de segundo para que se produzca el segundo impacto, finalizando el proceso de descarga del segundo pulso. A esto le siguen el tercer y cuarto pulso…. Deje el piloto y retroceda directamente para completar el proceso de descarga de múltiples pulsos. Dado que cada descarga de pulso consume una gran cantidad de carga acumulada en la nube de tormenta, el proceso de descarga principal posterior se vuelve cada vez más débil hasta que se agota la reserva de carga en la nube de tormenta, la descarga de pulso puede detenerse, finalizando así un proceso de relámpago.
Mientras lees esto, aproximadamente 1.800 rayos están cayendo en todo el mundo. Disparan unos 600 rayos por segundo, 100 de los cuales impactan en la Tierra. Los rayos convierten parte del nitrógeno del aire en compuestos de nitrógeno, que son arrastrados por la lluvia. Cada hectárea de la Tierra recibe gratuitamente del cielo unos kilogramos de este fertilizante a lo largo de un año. Kampala, la capital de Uganda, y la isla indonesia de Java se encuentran entre las zonas más vulnerables a los rayos. Según las estadísticas, en la isla de Java caen rayos hasta 300 días al año. Y el rayo más violento de la historia fue el que cayó sobre chozas cerca de Umtali en la zona rural de Zimbabwe en 1975, matando a 21 personas.
El tipo más común de relámpago es el relámpago lineal, que es una serie de líneas muy brillantes de color blanco, rosa o azul claro, como un río que se bifurca en un mapa o un árbol que cuelga en el cielo. gran árbol con ramas entrelazadas. Los científicos conocen desde hace mucho tiempo el "temperamento" de los rayos lineales. Todo el proceso de los rayos lineales puede registrarse completamente con cámaras continuas de alta velocidad y simularse con éxito en el laboratorio. Relámpagos
Además de los relámpagos lineales, también hay relámpagos en forma de bolas y relámpagos en cadena, los cuales son relativamente raros. Los relámpagos en forma de bola ocurren a menudo durante tormentas eléctricas severas. Después del relámpago lineal, aparecerá repentinamente una bola de fuego en el cielo. La bola de fuego volará en el cielo a lo largo de una trayectoria curva y, a veces, se detendrá y quedará suspendida en el aire. A esta bola de fuego le gusta meterse en agujeros, a veces entrando al interior de la casa a través de chimeneas, ventanas, aberturas de puertas, etc., y luego se escapa de la casa. Los relámpagos en cadena son más difíciles de detectar que los relámpagos en forma de bola. En la actualidad, la gente sólo sabe que también aparece después de un rayo lineal. Sigue el mismo camino que el rayo lineal. Es como una hilera de bolas de cadena brillantes que cuelgan en el cielo, como una línea de puntos. moviéndose lentamente a través de la cortina de nubes. Los rayos tienen un gran impacto en las actividades humanas, especialmente en los edificios y las redes de transmisión de energía, provocando graves daños. La forma más práctica de proteger un edificio de los rayos es instalar pararrayos (pararrayos) que dirijan los rayos a áreas seguras preseleccionadas en el suelo. Los relámpagos lineales, los relámpagos en franjas, los relámpagos en láminas, los relámpagos en forma de cohetes, los relámpagos en forma de bola y los relámpagos en forma de bola pueden causar daños a los humanos, por lo que no deben dejarse al aire libre. Lo que comúnmente vemos es un rayo lineal, que es como la rama de un árbol con ramas enrolladas a su alrededor. El relámpago de cinta es similar al relámpago de línea, excepto que el canal brillante es más ancho y parece una banda más brillante. El rayo en bola generalmente ocurre después del rayo lineal, que es una bola de fuego de unos 20 centímetros de diámetro que emite luz roja o naranja, y ocasionalmente un hermoso color verde, y suele durar unos segundos. La bola de fuego se mueve en el aire con el viento, le gusta deslizarse por los bordes de los objetos y también puede entrar a la habitación a través de huecos. Cuando esté a punto de desaparecer, emitirá un sonido de explosión penetrante. De todos los tipos de relámpagos, el más raro es la bola de relámpago, que la mayoría de la gente en el mundo nunca ha visto. Este relámpago tiene la forma de un collar de perlas brillantes que se extiende desde las nubes hasta el suelo. (El 8 de mayo de 1916 se produjo un rayo perlado que se registró sobre la torre de un reloj en Dresde, Alemania). La gente primero ve una línea de relámpagos que cae desde las nubes bajas y luego ve cómo el canal de la línea del relámpago se ensancha y cambia de color de blanco a amarillo. Pronto, el canal se oscureció, pero no de manera uniforme al mismo tiempo, de esta manera, el canal brillante se convirtió en una cadena de puntos parecidos a perlas que colgaban de las nubes. Era extremadamente hermoso. La gente estimó que había 32 perlas brillantes. cada uno de 5 metros de diámetro. Después de eso, las cuentas brillantes se encogen gradualmente y se vuelven redondas, y finalmente el brillo se vuelve cada vez más oscuro, y finalmente se extinguen por completo (ver Figura 3). Debido a que la probabilidad de que aparezcan rayos es muy pequeña y su duración es muy corta, la gente rara vez ha estudiado la causa de este tipo de rayos y el motivo de su formación aún no está claro.
Editar tipos de rayos
Rayos lineales Los rayos lineales se diferencian de otros rayos en que su intensidad de corriente es particularmente alta, con un promedio de decenas de miles de amperios y, en casos raros, incluso tan alta. como 20 Diez mil amperios. Con una intensidad de corriente tan alta, puede destruir y sacudir árboles grandes y, en ocasiones, herir a personas. Cuando entra en contacto con los edificios, a menudo provoca la "caída de un rayo" y provoca incendios. Los rayos lineales son principalmente descargas de nube a tierra. Rayos laminares Los rayos laminares también son un tipo relativamente común de relámpagos. Parece un destello de luz en la superficie de una nube. Este destello puede ser la luz de fondo de una descarga de chispa invisible detrás de una nube, puede ser la luz difusa de un relámpago oscurecido por las gotas de la nube, o puede ser un grupo o destello de descargas individuales que aparecen en las partes superiores de la nube. Relámpagos en forma de bola Los relámpagos en forma de bola son una forma de relámpago, también conocida como relámpago en forma de bola y, a menudo, denominada trueno rodante. Es una forma muy rara de relámpago, pero también la más dramática. Se parece a una bola de fuego, a veces también a un crisantemo "hortensia" brillante y floreciente. Tiene aproximadamente el tamaño de una cabeza humana y, en ocasiones, varios o incluso decenas de metros de diámetro. Los relámpagos en forma de bola a veces giran y nadan lentamente en el aire y, a veces, no se mueven en absoluto. A veces brilla de color blanco y otras veces de color rosa como una estrella fugaz. A los relámpagos en forma de bola "le encanta" perforar agujeros. A veces puede entrar en una casa a través de una chimenea, una ventana o una rendija de una puerta, rodear la casa y luego escapar.
Los relámpagos en forma de bola a veces emiten un sonido de "chisporroteo" y luego desaparecen con un sonido amortiguado, a veces sólo emite un débil "crujido" y desaparece imperceptiblemente. Una vez que los rayos desaparecen, pueden dejar algo de humo maloliente en el aire, un poco parecido al olor del ozono. El diámetro medio de los rayos en forma de bola es de 25 centímetros, y la mayoría oscila entre 10 y 100 centímetros, el más pequeño mide sólo 0,5 centímetros y el más grande tiene varios metros de diámetro. Los relámpagos en forma de bola ocasionalmente emiten chispas o rayos desde un anillo o halo azul que se extiende hacia afuera desde el centro. El color suele ser rojo anaranjado o rojo, pero también se pueden ver amarillos, azules y verdes cuando hay una luz especialmente brillante y dura. Tiene una vida útil de sólo 1 a 5 segundos y puede durar hasta unos minutos. La trayectoria de los rayos en forma de bola generalmente cae directamente desde una gran altura, y cuando se acerca al suelo, cambia repentinamente de dirección y se mueve horizontalmente, algunos aparecen repentinamente en el suelo y otros ruedan a lo largo de la superficie y giran rápidamente; a menudo por segundo. Puede atravesar puertas y ventanas, a menudo chimeneas, y entrar en edificios, e incluso puede deslizarse sobre cables eléctricos, produciendo a veces un "zumbido". La mayoría de las bolas de fuego desaparecen silenciosamente y algunas desaparecen con una explosión, lo que puede causar daños, incluso derrumbar edificios y matar personas y ganado. Cuando encuentre personas y objetos, explotará explosivamente, producirá un olor acre y provocará víctimas, incendios y otros accidentes. La forma de prevenir las centellas es cerrar herméticamente puertas y ventanas durante las tormentas para evitar corrientes de aire. Si encuentra una "bola de fuego" flotante, evítela con cuidado y nunca la toque. Los científicos especulan que el rayo en forma de bola es un vórtice de gas que se produce cuando la trayectoria del rayo gira bruscamente. Es una mezcla de gases altamente cargada, compuesta principalmente de oxígeno, nitrógeno, hidrógeno y una pequeña cantidad de agua. Generalmente sigue a un rayo ramificado y parece ser necesario para producir un rayo en forma de bola. Los rayos en forma de bola son tan raros que son difíciles de estudiar y siguen siendo un misterio en la naturaleza. Rayos en forma de cinta Los rayos en forma de cinta se componen de varias descargas consecutivas, entre las cuales la trayectoria del rayo es arrastrada por el viento. El movimiento hace que las descargas individuales se acerquen. entre sí, formando una cinta relámpago. El rayo de cinta tiene unos 10 metros de ancho. Si este tipo de rayo cae sobre una casa, puede provocar inmediatamente incendios generalizados. Relámpagos en forma de bola Los relámpagos en forma de bola parecen una fila de puntos brillantes que se deslizan a través de las nubes para golpear el suelo, o como un collar de perlas brillantes. Algunas personas creen que los rayos en forma de bola parecen ser una forma de transición del rayo lineal al rayo en forma de bola. Los relámpagos en forma de bola suelen ir seguidos de relámpagos lineales, casi sin tiempo entre los dos. Rocket Lightning Rocket Lightning se descarga mucho más lentamente que todos los demás tipos de rayos y tarda entre 1 y 1,5 segundos en completarse. Los rayos de cohetes son mucho más lentos que otros tipos de rayos y tardan entre 1 y 1,5 segundos en completar su descarga. Se puede seguir y observar fácilmente a simple vista. Relámpago negro Los relámpagos suelen ser azules, rojos o blancos, pero a veces pueden parecer negros. Una partícula químicamente activa se crea en el cielo debido a la luz solar en la atmósfera, el campo eléctrico de las nubes y ciertos factores físicos y químicos. Bajo la influencia de un campo electromagnético, las partículas se agrupan formando muchas esferas. Este tipo de esfera no emite energía, pero puede existir durante mucho tiempo. No tiene luz brillante y es opaca, por lo que sólo se puede observar durante el día.
Editar Super Rayo
Super Rayo se refiere a un rayo raro que es más de 100 veces más poderoso que un rayo normal. Los rayos ordinarios producen alrededor de mil millones de vatios de electricidad, mientras que los súper rayos producen al menos 100 mil millones de vatios y posiblemente entre billones y 100 mil millones de vatios. En 1978, Belle Isle, Terranova, aparentemente fue alcanzada por un súper rayo, que sacudió casas a 13 kilómetros de distancia hasta el punto de derrumbarse y arrojó llamas azules desde puertas y ventanas por todo el campo.
Editar Relámpago Submarino
También hay relámpagos bajo el mar, que fueron descubiertos por científicos soviéticos bajo el mar de Japón. Los medidores sensibles del campo eléctrico han demostrado que la frecuencia de las descargas eléctricas en el fondo del mar es la misma que la frecuencia de los rayos en la atmósfera, lo que ha desconcertado a los científicos. Porque según las leyes hidrológicas y físicas, el agua de las profundidades marinas tiene una buena conductividad eléctrica y no debería tener conexión con el cuerpo madre del rayo. Después de repetidos experimentos, los científicos finalmente creyeron que la fuente de la carga en realidad provenía del aire en la tierra cercana a la costa, y luego se conducía a través de las rocas hasta el fondo del mar. Pero a medida que aumenta la distancia de conducción, la cantidad de electricidad disminuye gradualmente. Por lo tanto, los vertidos medidos en el fondo marino son generalmente muy débiles.
Edición de Black Lightning
Finalmente, aquí tienes algo de consuelo: cuando veas un rayo, no te alcanzará.
Los rayos negros se forman de una manera que los científicos no pueden explicar. Durante mucho tiempo, la gente sólo pensó que se trataba de un rayo blanco azulado, un fenómeno natural de descarga atmosférica en el aire, generalmente acompañado de una luz deslumbrante. Y nunca he visto un "relámpago negro" que no brille. Sin embargo, los científicos han demostrado mediante observaciones e investigaciones a largo plazo que los rayos negros existen. Relámpago
El 23 de junio de 1974, el ex astrónomo soviético Chernov vio un "relámpago negro" en la ciudad de Zabalozh: al principio era una fuerte centella, y luego, una cosa negra voló detrás de ella. pareciendo una condensación similar a una niebla. Las investigaciones y análisis muestran que los rayos negros son producidos por agregados de aerogel molecular, que son sustancias que se calientan y se cargan eléctricamente y pueden explotar fácilmente o convertirse en centellas, lo cual es extremadamente dañino. Según la observación y la investigación, se ha descubierto que los rayos negros generalmente no aparecen fácilmente cerca del suelo. Si aparecen, es más probable que golpeen árboles, mástiles, casas y otros metales. Generalmente aparecen en forma de protuberancias. O bolas de barro A primera vista, parece una bola de barro, pero es fácil de ignorar, pero contiene mucha energía en sí misma, por lo que es más peligrosa y dañina en la "Familia Lightning". Por tanto, es el más peligroso y dañino de la "familia del trueno". En particular, el rayo negro es de tamaño pequeño, difícil de capturar por radar y es muy "beneficioso" para los objetos metálicos, por lo que los pilotos lo llaman "rayo negro en el aire". Si un avión impactara con un rayo negro durante el vuelo, las consecuencias serían desastrosas. Cada vez que un rayo negro se acerca al suelo, puede confundirse fácilmente con un pájaro u otra cosa, y es difícil despertar la vigilancia y la atención de la gente, si lo toca con un palo, explotará rápidamente, con el riesgo de romperse; piezas. Además, los rayos negros son similares a los rayos negros. Las instalaciones generales de protección contra rayos, como pararrayos, bolas de rayos, redes de protección contra rayos, etc., no pueden proteger los rayos negros, por lo que a menudo llegan a los tanques de petróleo y gas con medidas de protección contra rayos extremadamente estrictas. muy suavemente. Cerca de tanques, transformadores y depósitos de explosivos. En este momento, no te acerques. Debe evitarse, la seguridad personal es importante. Causas de los truenos y relámpagos Relámpago rojo
El flujo de aire en las nubes de tormenta es causado por la fricción de las moléculas de agua y la descomposición de la electricidad estática. Hay dos tipos de electricidad estática. Una es electricidad positiva producida por partículas cargadas positivamente y la otra es electricidad negativa producida por partículas cargadas negativamente. Las cargas positivas y negativas se atraen como imanes. La carga positiva en la parte superior de la nube y la carga negativa en la parte inferior atraen la carga positiva en el suelo. El aire entre la nube y el suelo es un aislante que impide que la corriente eléctrica pase a través de cargas polares. Cuando la carga en la nube de tormenta y la carga en el suelo se vuelven lo suficientemente fuertes, las dos partes de la carga atraviesan el aire y entran en contacto entre sí, formando una fuerte corriente en la que las cargas positivas y negativas entran en contacto. Cuando estas cargas opuestas se encuentran, se neutralizan (descargan). La fuerte neutralización de las cargas libera una gran cantidad de luz y calor, y la luz liberada forma [un rayo]. La mayoría de los rayos ocurren dos veces seguidas. El primero, conocido como destello disparador, es una corriente invisible de aire que viaja hacia abajo cerca del suelo. Esta corriente de aire cargado actúa como un cable, creando un camino para la segunda corriente de electricidad. Cuando el cable está cerca del suelo, el reflujo saltará a lo largo del cable y el destello producido por el reflujo es lo que normalmente vemos como un rayo.
Relámpago Púrpura
El relámpago generado por un solo sistema de nubes y la tierra cerca del suelo es mayoritariamente verde. El relámpago púrpura es muy espeso y se dispara directamente al suelo. Los relámpagos enérgicos y destructivos producidos por dos o más sistemas de nubes en el cielo son en su mayoría luz blanca o rojiza brillante.
De hecho, el rayo es una especie de descarga de arco, que emite luz blanca y contiene una gran cantidad de rayos ultravioleta, por lo que da a las personas la impresión de color púrpura. Entre ellos, solo una parte del color del rayo. La luz es roja. Lo más importante es que el rayo es una especie de descarga de arco que proviene de los cambios químicos de ciertos gases en el aire bajo la acción de una luz fuerte. Los gases de colores que se producen son el azul y el blanco. de diferentes longitudes de onda vistas por los ojos Cuando las nubes se mueven violentamente, el fuego produce - -¡Eso es un rayo! La energía es muy grande. Cuando ioniza el aire, produce luz violeta con longitud de onda corta y alta energía, y viceversa.
Editar las causas de los rayos
Ahora sabemos que la neutralización de carga liberará una gran cantidad de luz y calor. La gran cantidad de calor liberada instantáneamente calentará el aire circundante a 30.000 grados Celsius. .alta temperatura. Una fuerte corriente eléctrica viaja a través del aire, haciendo que el aire a lo largo del camino se expanda repentinamente y al mismo tiempo empuja el aire circundante, haciendo que el aire vibre violentamente. El sonido producido en este momento es [trueno]. (No olvides decirles a tus hijos que los relámpagos también ocurren al mismo tiempo, porque la velocidad de la luz es mucho más rápida que la velocidad del sonido, por lo que siempre vemos primero los relámpagos y luego escuchamos los truenos).
Cuando un rayo cae cerca, escuchamos un estruendo o un crujido ensordecedor. Si un rayo cae lejos, escuchamos el retumbar de un trueno. Esto se debe a que las ondas sonoras son refractadas por la atmósfera y reflejadas por los objetos terrestres. Si un rayo cae cerca, lo que escuchamos es el sonido de un árbol al caer y luego una explosión. Esto se debe a que el rayo destroza rápidamente el aire. El aire se juntó de repente y el sonido de la fricción y la colisión fue como una explosión. Las opiniones y pensamientos de otras personas son solo comentarios personales sobre cosas externas en un nivel superficial. La formación del rayo puede ser un regalo de "dios" o un producto de "dragón". Analiza las cosas y presta atención a los detalles. de las moléculas podemos comprender los cambios estructurales de todas las cosas: "Se recomienda buscar el movimiento lento del relámpago en Baidu. En los ojos de las personas, lo que ven es la "unidad del hombre y la naturaleza": la microscópica "forma de". vasos sanguíneos humanos", "la dirección de los rayos en las ramas de los árboles"; macroscópica "forma de los vasos sanguíneos de la Tierra (ríos)", "forma de las grietas de la Tierra" (o) "mapa de montañas de teledetección por satélite": nunca cambie sin su "origen"
Condiciones necesarias para editar este párrafo del relámpago
1. El aire debe estar muy húmedo 2. La nube debe ser una nube grande y oscura generalmente un cumulonimbus; nube; 3. Generalmente es menos probable que se produzcan truenos y relámpagos en zonas con clima seco.
Editar relámpagos y nubes de tormenta
El campo eléctrico atmosférico durante una tormenta es significativamente diferente al de un día soleado. La razón de esta diferencia es la acumulación de cargas eléctricas en las nubes de tormenta. La formación de polaridad produce rayos y provoca cambios drásticos en el campo eléctrico atmosférico. Pero, ¿de dónde viene la electricidad en las nubes de tormenta? En otras palabras, ¿cuáles son los procesos físicos en una nube de tormenta que hacen que se electrifique? ¿Por qué las nubes de tormenta acumulan tanta carga y forman una distribución regular? Esta sección responderá a estas preguntas. Como ya hemos mencionado, los procesos macroscópicos de formación de nubes de tormenta y los procesos microfísicos que ocurren en las nubes de tormenta están estrechamente relacionados con la carga de las nubes. Los científicos han realizado una gran cantidad de observaciones y experimentos sobre el mecanismo de formación de las nubes de tormenta y la distribución regular de las cargas eléctricas, han acumulado una gran cantidad de datos y han propuesto diversas explicaciones, algunas de las cuales aún están en debate. En resumen, los principales mecanismos de carga de las nubes incluyen las siguientes hipótesis científicas: A. La hipótesis del "flujo de iones" en la etapa inicial de las nubes convectivas siempre hay una gran cantidad de iones positivos y negativos en la atmósfera. , la distribución de carga no es uniforme: las moléculas de la capa exterior están cargadas negativamente y la capa interior está cargada positivamente. La diferencia de potencial entre la capa interior y la capa exterior es de aproximadamente 0,25 voltios. 25 voltios. Para equilibrar esta diferencia de potencial, las gotas de agua deben absorber "preferentemente" iones negativos en la atmósfera, haciendo que gradualmente las gotas de agua se carguen negativamente. Cuando la convección comienza a desarrollarse, la corriente ascendente transportará gradualmente iones positivos más ligeros a la parte superior de la nube, mientras que las gotas de la nube cargadas negativamente permanecerán en la parte inferior de la nube debido a su mayor peso, lo que resultará en la separación de; cargas positivas y negativas. B. Acumulación de carga en nubes frías Cuando la convección se desarrolla hasta cierto punto y las nubes se extienden hasta una altura por encima de la capa de 0°C, aparecerán en las nubes gotas de agua sobreenfriada, partículas de metralla y cristales de hielo. Estas nubes, que se componen de diferentes etapas de condensación de vapor de agua y tienen temperaturas inferiores a 0°C, se denominan nubes frías. El proceso de formación y acumulación de carga en las nubes frías es el siguiente: a. La fricción y colisión de los cristales de hielo y la metralla generan electricidad. La metralla está compuesta de gotas de agua congelada, que es de color blanco o blanco lechoso y tiene una estructura relativamente frágil. Como a menudo hay gotas de agua sobreenfriadas y liberan calor latente cuando se congelan, su temperatura es generalmente más alta que la de los cristales de hielo. Los cristales de hielo contienen una cierta cantidad de iones libres (OH- o H+) y la cantidad de iones aumenta con la temperatura. Debido a la diferencia de temperatura entre la metralla y la parte de contacto del cristal de hielo, debe haber más iones libres en el extremo de alta temperatura que en el extremo de baja temperatura, por lo que los iones deben migrar desde el extremo de alta temperatura al extremo de baja temperatura. Cuando los iones migran, los iones de hidrógeno más ligeros con carga positiva migran más rápido, mientras que los iones de hidróxido (OH-) más pesados con carga negativa migran más lentamente. Por lo tanto, dentro de un cierto período de tiempo, aparecerá un exceso de iones H+ en el extremo de baja temperatura, lo que provocará que la polarización del electrodo sea negativa en el extremo de alta temperatura y positiva en el extremo de baja temperatura. Cuando los cristales de hielo entran en contacto con la metralla y se separan, la metralla más caliente se carga negativamente, mientras que los cristales de hielo más fríos se cargan positivamente. Bajo la influencia de la gravedad y las corrientes ascendentes, los cristales de hielo más ligeros, cargados positivamente, se concentran en la parte superior de la nube, mientras que las partículas de graupel más pesadas, cargadas negativamente, permanecen en la parte inferior de la nube. fenómeno de carga negativa en la parte superior. b. Gotas de agua sobreenfriada Bajo la influencia de las partículas de graupel sobre la electricidad helada, hay muchas gotas de agua en las nubes que no se congelan cuando la temperatura es inferior a 0°C. Estas gotas de agua se llaman gotas de agua sobreenfriada. Estas gotas de agua se llaman gotas de agua sobreenfriada. Las gotas de agua sobreenfriada son inestables y se congelarán formando partículas de hielo siempre que se agiten suavemente. Cuando las gotas de agua sobreenfriada chocan con la metralla, se congelan inmediatamente, lo que se denomina congelación por impacto.
Cuando se produce la congelación por impacto, el exterior de las gotas de agua sobreenfriada se congela inmediatamente formando una capa de hielo, pero el interior permanece temporalmente líquido. Dado que el calor latente liberado por la congelación externa se transfiere al interior, la temperatura del agua líquida interna sobreenfriada es. mayor que la temperatura de la capa de hielo externa. La diferencia de temperatura hace que las gotas de agua congelada sobreenfriada se carguen positivamente en el exterior y negativamente en el interior. Cuando se produce congelación en el interior, las gotas de la nube se expanden y se dividen, y la piel exterior se rompe en muchos pequeños fragmentos de hielo cargados positivamente, que vuelan a la parte superior de la nube con el flujo de aire, mientras que el núcleo de la gota de agua congelada, cargada negativamente, se adhiere a los fragmentos de hielo más pequeños cargados negativamente. La metralla pesada permanece en la parte media e inferior de la nube. Electrificación de gotas de agua causada por sal diluida Además de los dos mecanismos electroquímicos de las nubes frías anteriores, otros han propuesto un mecanismo electroquímico causado por la presencia de sal diluida en gotas de agua en la atmósfera. Cuando las gotas de las nubes se congelan, la rejilla de hielo aloja iones de cloruro negativos (Cl-), pero excluye los iones de sodio positivos (Na+). Por lo tanto, la parte congelada de la gota está cargada negativamente, mientras que la superficie exterior no congelada está cargada positivamente (cuando una gota se congela, se congela de adentro hacia afuera). Durante el proceso de caída de la metralla formada por gotas de agua congelada, el agua que cae de la superficie no ha tenido tiempo de congelarse y se forman muchas pequeñas gotas de nubes cargadas positivamente, mientras que la parte del núcleo congelado está cargada negativamente. Debido al efecto de clasificación de la gravedad y el flujo de aire, las gotas de las nubes cargadas positivamente son transportadas a la parte superior de la nube, mientras que la metralla cargada negativamente permanece en las partes media e inferior de la nube. Acumulación de carga en nubes cálidas Estos son algunos de los principales mecanismos por los cuales las nubes frías se cargan. En los trópicos, algunas nubes tienen todo su cuerpo en una región por encima de 0°C y, por lo tanto, contienen sólo gotas de agua pero no partículas sólidas de agua. Estas nubes se llaman nubes cálidas o "nubes de agua". También pueden ocurrir tormentas eléctricas dentro de las nubes cálidas. En las nubes de tormenta en latitudes medias, la porción de la nube por debajo de la isoterma de 0°C es la porción cálida de la nube. El proceso de electrificación también ocurre en regiones más cálidas de la nube. Durante el desarrollo de las nubes de tormenta, los diversos mecanismos mencionados anteriormente pueden desempeñar un papel en diferentes etapas de desarrollo. Sin embargo, el principal mecanismo de activación sigue siendo la congelación de las gotas de agua. Un gran número de observaciones muestran que las nubes se convertirán en tormentas sólo cuando la parte superior de la capa de nubes exhiba una estructura similar a una fibra. Las observaciones aéreas también encontraron que en las nubes de tormenta hay una gran cantidad de partículas, principalmente hielo, cristales de nieve y metralla. La acumulación de una gran cantidad de carga, es decir, el mecanismo de rápida formación de las nubes de tormenta, debe depender. Debido a la colisión, puede producirse congelación y fricción de la metralla durante el proceso de crecimiento.
Edita este párrafo Por qué los rayos y los truenos "no ocurren al mismo tiempo"
Los rayos y los truenos ocurren al mismo tiempo, pero sus velocidades de propagación en la atmósfera son muy diferentes. , por lo que la gente siempre ve primero los relámpagos y luego escucha los truenos. La luz viaja a unos 300.000 kilómetros por segundo, mientras que el sonido viaja a sólo 340 metros. Basándonos en este fenómeno, podemos calcular la distancia entre ver un rayo y escuchar un trueno. Si el relámpago está hacia el noroeste y el trueno se escucha con 10 segundos de diferencia, eso significa que la tormenta está a unos 3.400 metros de distancia.
Edita la distancia del relámpago
Cuando el relámpago esté cerca, escucharás un sonido agudo de "pop"; cuando el relámpago esté lejos, escucharás un "retumbar" sonido. Puede tener una idea aproximada de a cuántos kilómetros se encuentra el relámpago iniciando el cronómetro cuando ve un relámpago, deteniéndolo cuando escucha un trueno y luego dividiendo el número de segundos por 3. Si la diferencia horaria es de 3 segundos, el rayo está a un kilómetro de ti.