رعد وبرق

 

تاریخچه

تشابه بین آذرخش و جرقه الکتریکی در همان اوایل قرن هجدهم مورد توجه

 

قرار گرفت. تصور می‌شد که ابری طوفانی بار الکتریکی زیادی حمل

 

می‌کنند، و آذرخش جرقه غول آسایی است که فقط از نظر اندازه با جرقه

 

 بین الکترودهای ماشین ویمچورست متفاوت است. این مطلب را مثلاً

 

لومونوسوف (M. V. Lomonosov) فیزیکدان و شیمیدان روسی که

 

الکتریسته جو را همراه با مسائل علمی دیگر مطالعه کرد، خاطر نشان نمود.

 

 این مطلب با آزمایشهایی که لومونوسوف در سالهای 1752 و 1753 و

 

فرانکلین (B. Franklin) پژوهشگر آمریکایی بطور مستقل انجام دادند، تأیید

 

 شده است.

ماشین تندر لومونوسوف

 

لومونوسوف یک ماشین تندر ساخت. خازنی که در آزمایشگاه او نصب شده

 

بود و با سیمی که انتهایش از اتاق خارج و بر تیرک بلند بالا برده شده بود، با

 

 الکتریسته جو باردار می شد. در مدت طوفانهای تندری ، با لمس کردن

 

خازن می شد جرقه را از آن خارج کرد.

 

آزمایش فرانکلین

فرانکلین در مواقع طوفان تندری بادبادکی را با یک میله آهنی به هوا فرستاد.

 

 انتهای پایین ریسمانی که به بادبادک متصل بود به کلید دری بسته می‌شد.

 

 وقتی که ریسمان مرطوب و به رسانای الکتریکی تبدیل می‌شد، فرانکلین

 

 می‌توانست جرقه‌ها را از کلید بگیرد، بطری لید را پرکند. و سایر

 

آزمایشهایی را که معمولاً با ماشین ویمچورست صورت می‌پذیرفت، انجام

 

 دهد.

باید خاطرنشان کرد که چنین آزمایشاتی بسیار خطرناکند زیرا آذرخش ممکن

 

است به بادبادک بخورد و آن وقت بار زیادی از بدن آزمایشگر به زمین برسد

 

(برق گرفتگی شدید). در تاریخ فیزیک چنین موارد دردناکی وجود دارند. مثلاً

 

در سال 1753ریچمن (G. Richman) که با لومونوسوف کار می‌کرد در سن

 

 پترزبورک توسط آذرخش کشته شد.

البته با این آزمایشات نشان دادند که ابرهای طوفانی واقعا بار الکتریکی دارند.

چگونگی شکل گیری آذرخش

قسمتهای مختلف ابر بارهایی با علامتهای مختلف حمل می‌کنند. در

 

بیشترین موارد پایین ابر (که به زمین است) دارای بار منفی است. در حالیکه

 

قسمت بالا بطور مثبت باردار است. بنابراین اگر دو ابر چنان بهم نزدیک شوند

 

 که قسمتهایی که بار غیر همنام دارند، به طرف یکدیگر باشند، ممکن است

 

بین آنها جرقه آسمانی (آذرخش) بوجود آید.

همچنین تخلیه آذرخش ممکن است به طریقه دیگری نیز صورت گیرد، ابر

 

طوفانی با حرکت در بالای زمین بار زیادی بر سطح زمین القا می‌کند و ابر

 

سطح زمین بصورت صفحات خازنی بزرگی در می‌آیند. اختلاف پتاسیل

 

 الکتریکی بین ابر و زمین به مقادیر عظیم صدها میلیون ولت می رسد و

 

میدان الکتریکی شدیدی در هوا به وجود می‌آید. اگر شدت این میدان به قدر

 

کافی زیاد باشد، ممکن است جرقه زنی روی دهد یعنی آذرخش به زمین

 

بربخورد. گاهی آذرخشها به زمین می‌خورند یا باعث آتش سوزی می‌شوند.

پارامترهای مشخص کننده آذرخش

بنا بر مشاهدات دراز مدت تخلیه الکتریکی آذرخش با عوامل زیر مشخص می‌شود.

• ولتاژ بین ابر و زمین که حدودا 10⁸ ولت است.
• جریان در آذرخش که حدودا 10⁵ آمپر است.
• مدت آذرخش که حدودا ^6-10 ثانیه است.
• قطر کانال تابان آذرخش که حدودا 10 تا 20 سانتیمتر است.

تندر آذرخش

تندر که بعد از آذرخش شنیده می‌شود، دارای همان منشأ ترق ترقی است

که در مدت جرقه در آزمایشگاه بوجود می‌آید. یعنی هوای درون کانال تابان

آذرخش به شدت گرم و منبسط می شود و موجهای صوتی ایجاد می‌کند. در

نتیجه بازتاب از ابرها ، کوه ها و غیره پژواک غرشهای تندر را اغلب می‌توان

شنید. 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

.

 

ادامه نوشته