번개와 천둥이 치는 원리와 왜 시간차가 나는지 궁금해요

Question

일단 하늘에서 번개와 천둥이 치는 원리가 궁금합니다 그 다음엔 왜 번개가 치고 나서 한참 뒤에 천둥소리기 쿵 울리는건지 시간차의 이유가 궁금해요

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

번개는 구름 내부에서 발생하는 전기 방전 현상입니다. 구름 내부에는 양전하와 음전하가 분리되어 있는데, 이 전하의 불균형이 너무 심해지면 전기 방전이 발생합니다. 전기 방전은 매우 빠른 속도로 발생하기 때문에 번개는 매우 밝은 빛을 발합니다.천둥은 번개가 발생할 때 발생하는 공기의 압력 변화에 의해 발생합니다. 번개가 발생하면 공기가 매우 빠르게 가열되고 팽창합니다. 이로 인해 공기의 압력이 급격하게 상승하고 하강합니다. 이 압력 변화가 공기의 진동을 일으키고 이 진동이 소리로 들립니다 번개와 천둥이 발생하는 시간차는 빛의 속도와 소리의 속도 차이 때문입니다. 빛의 속도는 소리의 속도보다 훨씬 빠르기 때문에 번개는 천둥보다 먼저 보입니다. 번개와 천둥 사이의 시간차는 보통 1초에서 10초 정도입니다

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

번개와 천둥은 같은 현상인데, 번개는 대기에서 발생한 전기적 방전을 말하며, 천둥은 그 방전으로 인해 발생하는 소리를 말합니다. 번개와 천둥이 발생하는 원리는 다음과 같습니다.

번개는 구름과 구름 또는 구름과 지면 간에 전기적인 차이가 발생할 때 발생합니다. 이러한 전기적인 차이는 대기 내에서 양의 전하와 음의 전하가 분리되고 충돌하면서 발생할 수 있습니다. 이렇게 분리된 전하가 충돌하여 전기적 방전이 발생하면 번개가 번쩍이는 것입니다. 번개는 매우 높은 전류와 전압을 가지며, 매우 짧은 시간에 발생하므로 순간적인 현상입니다.

그리고 번개가 번쩍일 때 천둥 소리가 들리는 이유는 번개로 인해 주위의 공기가 급격하게 팽창하고 수축하는 결과로 생기는 소리입니다. 번개는 매우 빠른 속도로 이동하지만, 소리는 느리게 전파되므로 우리가 번개를 볼 때와 천둥 소리를 들을 때의 시간 차이가 발생합니다. 천둥 소리는 번개로부터 멀어질수록 시간 차이가 커지는데, 이는 소리의 속도인 약 340미터/초로 인해 발생하는 것입니다. 이러한 시간 차이로 인해 우리는 번개를 보고 일정 시간이 지난 후에 천둥 소리를 듣게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

빛인 번개의 속도와 소리인 천둥의 속도가 다르기 때문입니다.

빛은 초속 29,9792.458km이고, 소리는 초속 0.343km로 속도차이는 무려 874,030배입니다.

즉, 빛의 속도는 무려 마하 874,030정도이기에 눈에 보이는 번개와 귀로 듣는 천둥소리는 차이가 발생하는 것입니다.

Answer 4

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.번개와 천둥은 번개의 발생과 소리의 전파에 관련된 현상입니다. 다음은 번개와 천둥이 치는 원리와 시간차가 나는 이유에 대한 설명입니다:

1. 번개의 발생: 번개는 구름 간에 높은 전기적인 차이로 인해 발생합니다. 일반적으로 구름은 양성과 음성 전하를 가지고 있으며, 이러한 전하 차이가 클수록 번개가 발생할 가능성이 높아집니다. 전기적인 차이가 커지면 구름 내부나 구름과 대지 사이에 전기적인 방전이 발생하게 됩니다. 이 방전은 번개로 나타나며, 극도로 높은 온도로 인해 주변 공기가 급격히 팽창하고 축적된 에너지가 소멸될 때 폭발음과 함께 밝은 빛이 발생합니다.

2. 소리인 천둥이 일어납니다. 번개는 열로 인해 주변 공기를 급격히 팽창시키면서 충격파를 형성하는데, 이 충격파가 소리로 전파됩니다. 천둥은 이러한 충격파의 소리로 인해 우리 귀에 들리게 됩니다.

3. 시간차: 번개와 천둥 사이의 시간차는 번개와 천둥의 전파 속도의 차이로 인해 발생합니다. 빛은 매우 빠른 속도로 전파되며, 약 299,792 km/s로 알려져 있습니다. 반면에 소리는 공기 중에서 상대적으로 느리게 전파됩니다. 공기에서 소리는 약 343 m/s의 속도로 전파되는데, 이 속도는 공기의 온도와 압력에 영향을 받을 수 있습니다.

Answer 5

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

이유는 간단합니다. 바로 빛과 소리의 전달 속도의 차이 떄문입니다.

번개를 시각적으로 보이는 것이고 천둥은 들리는 소리 입니다. 이 때문에 상대적으로 빠른 빛, 시작적인 부분인 번개가 먼저 보이게 되는 것 입니다.

Answer 6

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

번개와 천둥은 같은 현상의 다른 측면을 나타냅니다. 번개는 대기 중에 정전기가 발생하여 불꽃이나 전기 방전으로 인해 밝게 번쩍이는 현상을 말하며, 천둥은 번개가 일어난 위치에서 발생한 폭발음을 말합니다.

번개와 천둥이 동시에 발생하지 않는 이유는 소리와 빛의 전파 속도가 다르기 때문입니다. 빛의 전파 속도는 초당 약 3십만 킬로미터이며, 사운드(소리)의 전파 속도는 공기 밀도에 따라 다르지만, 대략 초당 약 340미터입니다.

번개가 먼 곳에서 발생하면 빛은 매우 빠른 속도로 우리 눈에 보입니다. 그러나 소리는 상대적으로 느리게 전파되므로 천둥소리는 번개가 친 후에 들리게 됩니다. 번개와 천둥 사이의 시간차는 번개가 우리와 더 가까운 곳에서 발생할수록 짧아집니다. 예를 들어, 1초의 시간차는 약 340미터에 해당하는 거리를 나타냅니다.

따라서, 번개를 관측한 후 천둥소리가 일어나기까지의 시간차는 번개와 천둥의 발생 위치와 관측자 사이의 거리에 따라 달라집니다. 번개와 천둥 사이의 시간차를 통해 번개가 얼마나 먼 곳에서 발생했는지를 추정할 수 있습니다. 이러한 원리를 이용하여 번개와 천둥 사이의 거리를 추정하는 방법을 "번개 거리 측정법"이라고 합니다.