¿Cómo se forman los rayos? ¿Por qué los rayos transportan tanta energía?

La formación de truenos y relámpagos es inseparable de las nubes. Cuanto más espesas son las nubes, mayor es la probabilidad de que se produzcan truenos y relámpagos.

Como sabemos, las nubes están formadas por muchos pequeños cristales de hielo y gotas de agua. Estos materiales contienen una gran cantidad de partículas cargadas que pueden moverse libremente a través de las nubes. En este momento, la distribución de partículas cargadas es relativamente uniforme, por lo que la nube formada no tiene carga.

Los cristales de hielo y las pequeñas gotas de agua de las nubes caen bajo la influencia de la gravedad terrestre. Sin embargo, debido a su masa muy pequeña y a la alta resistencia del aire, los cristales de hielo y las gotas de agua caen muy lentamente.

Además, debido a la fricción con el aire durante el proceso de caída, los cristales de hielo o las gotas de agua se evaporarán, haciendo que las moléculas de agua floten.

Es decir, la nube no es estática, sino que siempre mantiene un equilibrio dinámico.

Hay una gran cantidad de cristales de hielo y gotas de agua en la nube, e inevitablemente se producirá fricción durante el proceso de caída. Sabemos que la fricción provoca la acumulación de electrones libres. En este proceso, los electrones cargados negativamente se distribuirán debajo de las nubes, por lo que el material debajo de las nubes está cargado negativamente, mientras que el material encima de las nubes está cargado positivamente, lo que resulta en la separación de cargas positivas y negativas en las nubes. En este momento, las nubes forman cuerpos cargados eléctricamente.

Las nubes y la Tierra

Si las nubes están cargadas, entonces la Tierra es un conductor. Hay una gran cantidad de electrones libres en el conductor, pero el conductor no está cargado debido a. su distribución uniforme.

Cuando un objeto cargado está cerca de un conductor, los electrones libres en el conductor se verán afectados por el mundo exterior, haciendo que las cargas del mismo sexo se repelan entre sí y las cargas del sexo opuesto se atraigan entre sí. dando como resultado la separación de cargas positivas y negativas en el conductor, formando un cuerpo cargado. Uno de los electrones concentrados formará una carga negativa y el otro extremo formará una carga positiva debido a la falta de electrones (los electrones tienen carga negativa). Este es el fenómeno de la inducción electrostática.

La superficie de la Tierra tendrá muchas cargas positivas debido a las cargas negativas debajo de las nubes. Pero la tierra no es plana, hay objetos que sobresalen como edificios altos y árboles. Estos edificios altos están conectados a la tierra y son parte de ella.

Durante el proceso de concentración, las cargas positivas se concentrarán en objetos puntiagudos. Por ejemplo, la copa de un árbol lleva muchas cargas positivas. En este momento, es probable que se produzca una descarga de la punta. Por cierto, esta es también la razón por la que no debes esconderte debajo de un gran árbol o sostener un paraguas durante una tormenta, porque en este momento la carga positiva de la tierra se concentrará en el gran árbol que te rodea.

Cuando la energía de la descarga de la punta es demasiado grande, penetrará en el aire y producirá una reacción de descarga. Si la energía de la descarga es lo suficientemente grande, puede producirse una explosión sónica, que es la formación de un trueno.

Además de las reacciones de descarga eléctrica con la tierra, las nubes también se descargan con otras nubes. El principio es el mismo que el de la Tierra, porque las cargas del mismo sexo se repelen y las cargas del sexo opuesto se atraen, haciendo que otras nubes cambien de conductoras a cuerpos cargados, rompiendo el aire y liberando energía. La descarga entre nubes se llama descarga entre nubes.

Otra situación es la descarga intranube. Si una nube es lo suficientemente grande, el material cargado positivamente en la capa superior correrá hacia el fondo de la nube y se comunicará con las cargas negativas debajo de la nube, formando una descarga dentro de la nube.

Cuando la nube atraviesa el aire durante la descarga de electricidad, producirá un estruendo debido a la fricción con el aire al atravesarlo. Esto es lo que llamamos truenos y relámpagos.

Peligros de los rayos

Aunque los rayos son un fenómeno natural, cada año causan daños en varios lugares, el más importante de los cuales son los incendios forestales. De hecho, los incendios son causados ​​por la altísima energía de los rayos. En el momento de la descarga de la punta, la temperatura alcanzará entre 17.000 grados centígrados y 28.000 grados centígrados, lo que equivale a entre 3 y 5 veces la temperatura de la superficie del sol.

Si hay una gran cantidad de materiales inflamables en el lugar donde cae el rayo, se producirá un incendio. Así se producen los incendios forestales. Además, actualmente más del 99% de los incendios forestales son provocados por el hombre.

Aunque los rayos son dañinos, si están lejos de ti, estás relativamente seguro. Entonces, ¿cómo juzgas la distancia entre el rayo y tú? En realidad es muy simple. Cuando veas un rayo, cuenta mentalmente durante 5 segundos. Si no hay truenos en 5 segundos, entonces estás a salvo. El principio es muy simple, consiste en utilizar la velocidad de la luz y la velocidad del sonido para determinar la distancia entre el rayo y tú.

Resumen

El proceso de formación del rayo es la separación de cargas positivas y negativas en la nube, dando como resultado la formación de cuerpos cargados en la nube. Cuando un cuerpo cargado se acerca a un conductor, también atrae la separación de cargas positivas y negativas en el conductor.

Debido a que las cargas del mismo sexo se repelen entre sí y las cargas del sexo opuesto están cerca entre sí, las cargas positivas y negativas entre los dos objetos se atraerán entre sí y eventualmente atravesarán el aire para formar un rayo.

Los rayos transportan mucha energía. En el entorno salvaje, ¿es mejor no pararse en un campo abierto o esconderse debajo de un árbol grande para evitar actuar como un ser humano? ¿pararrayos? .