چگونگی تشکیل رعد و برق

بر اثر برخورد ابرهای دارای بارهای غیر همنام ، واکنش‎های الکتریکی شدیدی به صورت نور و صدای شدید به نام

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 .