آذرخش

●دید كلی:
پدیده زیبا ولی خطرناك آذرخش یا برق ، تخلیه الكتریكی در جو زمین است.
همه شما تا به حال غرش آسمان "رعد و برق" و نیز تلاطم ابرها و ایجاد نورهای درخشان لحظه ای در آسمان را دیده اید.
و سوالات زیادی كه…
این صدا چه بود؟
این نور چگونه تولید می شود؟
چگونه از نور آذرخش استفاده كنیم؟
برق آسمان چه فواید و مضراتی دارد؟ و هزاران سوال از این قبیل …
●تاریخچه:
تشابه بین آذرخش و جرقه الكتریكی در همان اوایل قرن هجدهم مورد توجه قرار گرفت. تصور می شد كه ابرهای طوفانی بار الكتریكی زیادی حمل می كنند، و آذرخش جرقه غول آسایی است كه فقط ازنظر اندازه با جرقه بین الكترودهای ماشین ویمچورست متفاوت است.
این مطلب را مثلاً لومونوسوف (M.V.Lomonosov) فیزیكدان و شیمی دان روسی كه الكتریسته جو را همراه با مسائل علمی دیگر مطالعه كرد، خاطر نشان نمود. این مطلب با آزمایش هایی كه لومونوسوف در سال های ۱۷۵۲ و ۱۷۵۳ و فرانكلین (B.Franklin) پژوهشگر آمریكایی به طور مستقل انجام دادند، تایید شده است.
●ماشین تندر لومونوسوف:
لومونوسوف یك ماشین تندر ساخت. خازنی كه در آزمایشگاه او نصب شده بود و با سیمی كه انتهایش از اتاق خارج و بر تیرك بلند بالابرده شده بود، با الكتریسته جو باردار می شد. در مدت طوفان های تندری ، با لمس كردن خازن می شد جرقه را از آن خارج كرد.
●آزمایش فرانكلین:
فرانكلین در مواقع طوفان تندری بادبادكی را با یك میله آهنی به هوا فرستاد. انتهای پایین ریسمانی كه به بادبادك متصل بود به كلید دری بسته می شد. وقتی كه ریسمان مرطوب و به رسانای الكتریكی تبدیل می شد، فرانكلین می توانست جرقه ها را از كلید بگیرد، بطری لید را پركند. و سایر آزمایش هایی را كه معمولاً با ماشین ویمچورست صورت می پذیرفت، انجام دهد.
باید خاطرنشان كرد كه چنین آزمایشاتی بسیار خطرناكند زیرا آذرخش ممكن است به بادبادك بخورد و آن وقت بار زیادی از بدن آزمایشگر به زمین برسد (برق گرفتگی شدید). در تاریخ فیزیك چنین موارد دردناكی وجود دارند. مثلاً در سال ۱۷۵۳ریچمن (G.Richman) كه با لومونوسوف كار می كرد در سن پترزبورك توسط آذرخش كشته شد.
البته با این آزمایشات نشان دادند كه ابرهای طوفانی واقعا بار الكتریكی دارند.
●چگونگی شكل گیری آذرخش:
قسمت های مختلف ابر بارهایی با علامت های مختلف حمل می كنند. در بیشترین موارد پایین ابر (كه به زمین است) دارای بار منفی است. در حالیكه قسمت بالا به طور مثبت باردار است. بنابراین اگر دو ابر چنان بهم نزدیك شوند كه قسمت هایی كه بار غیر همنام دارند، به طرف یكدیگر باشند، ممكن است بین آنها جرقه آسمانی (آذرخش) بوجود آید.
همچنین تخلیه آذرخش ممكن است به طریقه دیگری نیز صورت گیرد ابر طوفانی با حركت در بالای زمین بار زیادی بر سطح زمین القا می كند و ابر سطح زمین بصورت صفحات خازنی بزرگی در می آیند. اختلاف پتاسیل الكتریكی بین ابر و زمین به مقادیر عظیم صدها میلیون ولت می رسد و میدان الكتریكی شدیدی در هوا به وجود می آید. اگر شدت این میدان به قدر كافی زیاد باشد، ممكن است جرقه زنی روی دهد یعنی آذرخش به زمین بربخورد. گاهی آذرخش ها به زمین می خورند یا باعث آتش سوزی می شوند.
●پارامتر های مشخص كننده آذرخش :
بنا بر مشاهدات دراز مدت تخلیه جرقه ای آذرخش با عوامل زیر مشخص می شود.
▪ ولتاژ بین ابر و زمین كه حدوداًُ ۱۰۸ ولت است.
▪ جریان در آذرخش كه حدودا ۱۰۵ آمپر است.
▪مدت آذرخش كه حدوداً ۶-۱۰ ثانیه است.
▪ قطر كانال تابان آذرخش كه حدودا ۱۰ تا ۲۰ سانتیمتر است.
●تندر آذرخش:
تندر كه بعد از آذرخش شنیده می شود، دارای همان منشأ ترق ترقی است كه در مدت جرقه در آزمایشگاه بوجود می آید. یعنی هوای درون كانال تابان آذرخش به شدت گرم و منبسط می شود و موج های صوتی ایجاد می كند. در نتیجه بازتاب از ابرها ، كوه ها و غیره پژواك غرش های تندر را اغلب می توان شنید.

منبع : پایگاه ملی داده های علوم زمین كشور

منبع : شبکه فیزیکی هوپا