Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe bliksem werkt

Bliksem is een fascinerend natuurverschijnsel dat optreedt tijdens onweersbuien. Het gaat om een ​​complexe reeks elektrische ontladingen die van de wolken naar de grond reizen, de lucht verlichten en een luid rommelend geluid produceren. Als we begrijpen hoe bliksem werkt, kunnen we de kracht en schoonheid ervan leren waarderen en tegelijkertijd de nodige voorzorgsmaatregelen nemen tijdens onweersbuien.

1. Ladingscheiding:

- Bliksem begint met ladingsscheiding in een onweerswolk, meestal de cumulonimbuswolk.

- Opwaartse luchtstromen in de wolk vervoeren ijsdeeltjes en onderkoelde waterdruppels, waardoor wrijving ontstaat die elektrische ladingen scheidt.

- Positieve ladingen (protonen) worden naar het bovenste deel van de wolk geduwd, bekend als het 'positieve ladingscentrum'. Het onderste deel accumuleert negatieve ladingen (elektronen).

2. Verdeling van de luchtweerstand:

- Naarmate het elektrische potentiaalverschil tussen de positieve en negatieve ladingscentra toeneemt, wordt het elektrische veld extreem sterk.

- Uiteindelijk overwint het elektrische veld de weerstand van de lucht, waardoor een elektrische storing of "ionisatie" van de luchtmoleculen ontstaat. Dit geïoniseerde pad, een getrapte leider genoemd, strekt zich uit van de wolk naar de grond in een reeks heldere, snelle stappen.

3. Getrapte leider en kanaalformatie:

- De getrapte leider vertakt zich en beweegt zich in een zigzagpatroon naar de grond. Het bereikt de grond of ontmoet een opwaarts bewegende positieve leider van de aarde, waardoor het elektrische circuit wordt voltooid.

- Dit initiële pad, bekend als de 'pilootleider', laat een zeer geleidend ionenkanaal achter. De belangrijkste bliksemontlading reist vervolgens langs dit kanaal van wolk naar aarde.

4. Hoofdbliksemontlading:

- Zodra het kanaal tot stand is gebracht, reist een krachtige stroomstoot, de 'terugslag', van de wolk naar de grond met snelheden die dicht bij de snelheid van het licht liggen.

- Deze terugslag verlicht het kanaal met verblindende schittering en geeft enorme hitte vrij, waardoor de lucht snel uitzet en onweer produceert.

- Het proces kan meerdere keren worden herhaald, waarbij meerdere slagen hetzelfde kanaal volgen, waardoor een flikkerend of vorkeffect ontstaat.

5. Donder en geluidsgolven:

- De plotselinge verwarming en uitzetting van lucht langs het bliksemkanaal veroorzaken schokgolven, ook wel donder genoemd.

- Donder is een diep, rommelend geluid dat geleidelijk vervaagt naarmate de geluidsgolven zich verspreiden en zwakker worden naarmate de afstand groter wordt.

- Het rollende karakter van donder is te wijten aan het feit dat het bliksemkanaal meerdere bochten en vertakkingen heeft, en dat geluid zich met verschillende snelheden voortplant, afhankelijk van de afstand.

6. Gevaren van bliksem:

- Hoewel bliksem een ​​ontzagwekkend natuurverschijnsel is, kan het ook extreem gevaarlijk zijn.

- Blikseminslagen kunnen ernstige verwondingen of de dood van mensen en dieren veroorzaken, bossen in brand steken en gebouwen, elektriciteitsleidingen en communicatiesystemen beschadigen.

Voorzorgsmaatregelen tijdens onweer:

- Binnen blijven is de veiligste optie tijdens onweer, vooral als je onweer hoort of bliksem ziet.

- Vermijd metalen voorwerpen, loodgieterswerk, elektrische apparaten en ramen om het risico op letsel of schade door bliksem te verminderen.

- Als u buiten wordt betrapt, zoek dan beschutting in een substantieel gebouw of afgesloten voertuig en vermijd open gebieden, hoge grond, geïsoleerde bomen en metalen voorwerpen.