Los registros sobre truenos y relámpagos en libros antiguos son los siguientes
La gente lleva mucho tiempo temiendo el fenómeno natural de los rayos. De hecho, lo que llamamos relámpago incluye el relámpago y el relámpago. En 1749, el experimento de Franklin con una cometa demostró que el rayo era simplemente una descarga de chispa en la atmósfera. Los rayos suelen ser producidos por nubes cumulonimbus y suelen ir acompañados de truenos.
Los rayos son un fenómeno natural común. Aunque son comunes, algunas cifras sobre los rayos son interesantes.
A menudo, los rayos caen y terminan cuando las personas no están preparadas. Por tanto, el rayo nos da la impresión de ser rápido y violento.
La obra clásica "Seis Tao, Chang Tao, condiciones militares" del Período de los Reinos Combatientes describe la velocidad del rayo como: "El rayo es tan rápido que no puedes taparte los oídos, y el rayo es tan rápido que no puedes imprimirlo." Esta frase también es nuestra. El origen del dicho común hoy en día de que "el rayo no puede tapar tus oídos". El origen de la palabra.
Desde una perspectiva científica contemporánea, lo verdaderamente “rápido” son los relámpagos, no los truenos. La esencia del trueno es una onda sonora que se propaga en el aire a una velocidad de unos 340 metros/segundo. La velocidad del rayo está lejos de este orden de magnitud.
En cuanto al valor específico de la velocidad del rayo, los estudiosos y expertos no han llegado a resultados más precisos. Mucha gente piensa que la velocidad de la luz es la velocidad de la luz, es decir, 3 108 m/s, pero mucha gente no está de acuerdo y tiene un acalorado debate al respecto. Entonces, ¿qué tan rápido es el rayo? ¿Es lo mismo que la velocidad de la luz?
Tomando como ejemplo los relámpagos en las nubes, se analiza el proceso de aparición de los rayos. Según la cámara de alta velocidad, un rayo completo de nube a tierra se compone en realidad de varios procesos de descarga continuos. Estos procesos de descarga siguen el mismo canal, como ondas, una onda tras otra, y el intervalo de tiempo entre las dos ondas es. sólo unos segundos. Una fracción de segundo. Cada descarga generalmente incluye dos procesos: el proceso piloto consiste principalmente en establecer el canal de ionización para la descarga del rayo, que equivale a "pavimentar el camino" cuando el rayo de ignición está cerca del suelo, como un cable de conexión, una corriente poderosa; Fluye del suelo al suelo a una velocidad extremadamente rápida. Este proceso se llama viaje de regreso y dura aproximadamente 70 microsegundos. Si hay suficiente electricidad en la nube, el segundo cable vuelve a descargarse. Un proceso completo de relámpago de nube a tierra dura aproximadamente 0,2 segundos.
Según el análisis anterior, el rayo es un fenómeno de descarga y sigue ciertas leyes físicas. Su velocidad de movimiento se ve afectada por muchos factores, como la conductividad del aire, que es esencialmente diferente de la velocidad de la luz.
Después de la investigación, la velocidad del rayo es de 1 105-1,4 106 metros por segundo, y la velocidad promedio es de 4,4 105 metros por segundo.
Algunos estudiosos han descubierto a través de varias observaciones científicas cuidadosas de los rayos que la velocidad del rayo también es diferente en diferentes etapas. Por ejemplo, la velocidad promedio del proceso del líder del rayo es 1.5 105 m/s, que es aproximadamente 1/2000 de la velocidad de la luz, mientras que la velocidad del golpe de retorno es mucho mayor que la del líder, que es 1/10 ~ 1. /3 de la velocidad de la luz. La velocidad del rayo del Departamento de Energía de Estados Unidos es de 1,5 108 metros/segundo, que es aproximadamente la mitad de la velocidad de la luz.
Aunque los datos anteriores pueden no ser exactos, lo cierto es que la velocidad del rayo es mucho menor que la velocidad de la luz, y al mismo tiempo, también es mucho mayor que la velocidad de la luz. .
Mucha gente piensa que la velocidad del rayo es la velocidad de la luz porque el rayo transmite la velocidad de la luz a nuestros ojos y la considera como la velocidad de movimiento del propio rayo.
Cuando se trata de truenos, la gente puede pensar inmediatamente en palabras como "ensordecedor" y "estremecedor". La gente suele utilizar trueno para describir sonidos fuertes y fuertes, como "aplausos atronadores" y "vítores". Se puede decir que el trueno es uno de los sonidos más fuertes que produce la naturaleza.
Entonces, ¿qué tan fuerte es el trueno?
Cuando se produce un rayo, éste libera grandes cantidades de luz y calor. El aire a lo largo del camino se calienta fuertemente, las gotas de agua se evaporan rápidamente y el volumen se expande repentinamente para generar una onda de choque que hace que el aire vibre violentamente. El sonido que se produce en este momento se llama "trueno". Los truenos pueden alcanzar los 120 decibeles. ¿Cuál es este concepto? Un decibel es el sonido que los humanos sólo pueden oír, y entre 40 y 60 decibeles es la intensidad del sonido de una conversación normal. Cuando el sonido alcanza los 70 decibeles, lo consideramos muy ruidoso y comienza a dañar el nervio auditivo. Un sonido de 100 a 120 decibeles es más fuerte que el rugido de un tren. Si una persona normal permanece en un espacio de decibelios tan alto durante más de 1 minuto, quedará temporalmente sordo. Entonces, usar "ensordecedor" para describir el trueno no es una exageración.
¿Con qué frecuencia es la actividad de los rayos en la Tierra? Esto no es sólo lo que queremos saber, sino también uno de los puntos clave de la investigación sobre los rayos. A lo largo de los años, muchos expertos y académicos han utilizado diferentes métodos y medios para estimar los datos, pero los resultados han sido inconsistentes.
En la investigación, la frecuencia de los rayos no solo se mide por el número de días de tormenta, sino que también se puede caracterizar por algunos datos de los rayos, como la frecuencia (número), la densidad de los rayos, etc. Ya en 1925, los expertos estimaron la frecuencia global de los rayos analizando datos sobre los días de tormenta. En general, se cree que hay 1.800 tormentas eléctricas en el mundo en cualquier momento, con aproximadamente 100 rayos por segundo.
En las últimas décadas, el desarrollo de la tecnología de detección de rayos, especialmente la tecnología de detección de rayos por satélite, ha proporcionado a las personas datos de observación de rayos en áreas que en el pasado eran difíciles de cubrir mediante observación terrestre, logrando así una mejor comprensión. de este parámetro Estimación precisa: la frecuencia global de rayos es de aproximadamente 40 ± 50 veces por segundo, y el número anual de ocurrencias de rayos es de aproximadamente 65,438+0,4 mil millones de veces.
En el hemisferio norte, es más probable que se produzcan relámpagos en verano, pero en las regiones ecuatoriales, los relámpagos son más frecuentes en otoño y primavera. Como las tormentas eléctricas son raras en el Ártico y la Antártida, allí casi no hay relámpagos.
Entonces, ¿cuál es el lugar con mayor actividad relámpago del mundo?
Según el estudio, la zona más activa para los rayos es la cuenca del Congo en África. Debido a que está cerca del ecuador, el calor de la superficie es suficiente, la convección del aire es frecuente y se producen tormentas durante todo el año.
Los estudiosos pertinentes han llegado a la conclusión de que la actividad de rayos más frecuente en el mundo es Ruanda, en África, donde la densidad máxima de rayos es de 80 rayos por kilómetro cuadrado al año. Sin embargo, de 2004 a 2005, el pequeño pueblo de montaña de Kifka, en el este del Congo, batió el récord anterior y se convirtió en el lugar donde se producen rayos con mayor frecuencia en el mundo. La ciudad está a sólo 300 kilómetros del ecuador y a 975 metros sobre el nivel del mar. La densidad de los rayos no tiene precedentes. En un año caen 158 rayos por kilómetro cuadrado.
El proceso de descarga del rayo es muy corto, generalmente de 50-100 microsegundos (1 microsegundo equivale a una millonésima de segundo), y se puede decir que se completa al instante. La corriente de pulso promedio es de hasta 30.000 amperios y la corriente máxima es de hasta 300.000 amperios. El voltaje inducido del campo magnético alterno generado por esta fuerte corriente puede alcanzar entre 100 y 10 mil millones de voltios. Una vez neutralizada la carga, se liberará una gran cantidad de luz y calor, calentando inmediatamente el aire circundante a 30.000 grados Celsius, que es cinco veces la temperatura de la superficie del sol.
La energía generada por la caída de un rayo es suficiente para recorrer un automóvil normal de 290 a 1.450 kilómetros, lo que puede cubrir el consumo total de electricidad de una familia durante casi un año. Por supuesto, aunque la potencia eléctrica del rayo es grande, la potencia eléctrica de la corriente del rayo no es grande debido al corto tiempo de descarga.
Desafortunadamente, precisamente porque los rayos ocurren a menudo en un instante y su dirección es difícil de predecir, la tecnología moderna no puede recolectar y utilizar el poder del rayo.
Los rayos pueden causar enormes daños en un instante debido a sus efectos físicos, como fuertes corrientes, altas temperaturas, fuertes radiaciones electromagnéticas y violentas ondas de choque. Una vez que una persona sea golpeada, habrá consecuencias fatales.
Más de 4.000 personas en todo el mundo son alcanzadas por un rayo cada año. En promedio, la probabilidad de ser alcanzado por un rayo no es alta, aproximadamente una entre 17.500. Sin embargo, no debemos ignorar la protección contra rayos. Porque en diferentes regiones, la probabilidad de ser alcanzado por un rayo es diferente para las personas de cada lugar. Por ejemplo, en países como América del Norte, la probabilidad actual de que caiga un rayo per cápita es de uno entre 600.000.
Según estadísticas relevantes, existe una diferencia significativa en la probabilidad de que caigan rayos en zonas urbanas y rurales. Los agricultores trabajan durante mucho tiempo en zonas abiertas, como tierras de cultivo. Cuando cae un rayo, carecen de refugio temporal y el terreno circundante es plano. Relativamente hablando, la posición del cuerpo humano puede ser más alta. Los conocimientos de los agricultores sobre la protección contra rayos son relativamente escasos. Cuando los trabajadores urbanos trabajan en interiores, los edificios urbanos tienen medidas de protección contra rayos relativamente completas y la probabilidad de ser alcanzados por un rayo se reduce considerablemente.
Además, la probabilidad de ser alcanzado por un rayo también está relacionada con el género. Un estudio estadounidense muestra que los hombres tienen más probabilidades de ser alcanzados por un rayo que las mujeres. El estudio analizó los datos de muertes por rayos de 1995 a 2018 en América del Norte y otros países y encontró que el 82% de las 648 muertes fueron masculinas. Otro estudio completado en 2019 llegó a conclusiones similares. ¿Por qué los hombres tienen más probabilidades que las mujeres de ser alcanzados por un rayo? La respuesta de los meteorólogos estadounidenses es que cuando ocurren tormentas, los hombres tienden a hacer cosas peligrosas bajo la lluvia, como jugar golf y fútbol, mientras que las mujeres prefieren permanecer en lugares seguros para resguardarse de la lluvia.
Además, la probabilidad de que los residentes de una determinada zona sean alcanzados por un rayo también está relacionada con los hábitos de vida locales, el nivel cultural y la estructura del edificio.