천둥번개는 어떤 원리로 생기는건가요?
비가 오면 천둥번개도 같이 올때가 있고 마른 하늘에 번개가 치는 경우가 있잖아요. 이게 구름에서 어떠한 원리로 치는건지가 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
구름에는 전자(-)가 분포하는데, 전자가 많아지면 땅과 구름사이에 전압이 높아져 공기를 타고 전자가 이동(전류 발생)할 수 있습니다. 두꺼운 구름이 형성 됐을 때 그 안에 분포하는 물과 수증기의 음전하가 강해지면서 높은 전압을 형성해 공기를 방전시키게 됩니다.
이 때 전자가 지면으로 이동하면서 공기중에 있는 원자, 분자와 충돌하게 되며 빛이 발생하고 주변 공기를 압축시키거나 수축시켜 진동을 일으키며 천둥소리가 나는 것이죠.
사전적으로 천둥이 번개를 내포하고 있습니다. 번개는 단순히 빛의 번쩍임 입니다. 소리가 없습니다. 천둥은 빛의 번쩍임과 소리를 둘 다 한번에 의미합니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
천둥번개는 구름 내부에서 발생하는 전기 방전 현상입니다. 구름 내부에는 양전하와 음전하가 분리되어 있는데, 이 전하의 불균형이 번개를 발생시킵니다. 번개는 구름 내부에서 발생하는 경우도 있고, 구름과 지면 사이에서 발생하는 경우도 있습니다.구름 내부에는 양전하와 음전하가 분리되는 이유는 구름 내부의 물방울과 얼음 알갱이가 부딪히면서 마찰을 일으키기 때문입니다. 이 마찰로 인해 구름 내부에 전하가 생성되고, 이 전하가 분리되면서 번개가 발생합니다 천둥은 번개가 칠때 생기는 충격파가 공기를 진동시켜 울리는 소리 입니다
안녕하세요. 이정수 과학전문가입니다.
대기의 전기적 상태: 지구 대기는 일반적으로 양성 이온과 음성 이온, 그리고 중성 분자로 이루어져 있습니다. 이 이온들은 지구의 자연적인 방사선이나 태양 흡수 등으로 인해 발생합니다.
정전기 상태의 형성: 대기 내의 물방울, 얼음 결정 등의 미세 입자들이 자연적으로 충전될 수 있습니다. 이로 인해 대기 상태에 정전기가 형성됩니다. 이 상태는 대기 전체에 걸쳐 양성과 음성 전하가 분포되어 있는 상태를 의미합니다.
구름 형성과 전하의 분리: 물방울이나 얼음 결정이 응결하여 구름이 형성됩니다. 구름 내에서 양성과 음성 전하가 서로 분리되는 과정이 발생합니다. 이로 인해 구름 상부와 하부 사이에 양성 전하가 모이고, 구름 하부에는 음성 전하가 모이게 됩니다.
전하 분리의 증가: 구름이 성장하고, 대기의 상태가 변화하면서 전하 분리가 증가합니다. 이때 구름 상부에서는 양성 전하가 더 많이 모이게 되고, 구름 하부에서는 음성 전하가 더 많이 모이게 됩니다.
전하의 불균형: 구름 상부와 하부 사이의 전하 분리가 계속 증가하다보면, 구름과 대기 사이에 전하 불균형이 발생합니다. 이 불균형이 충분히 커지면 대기 상태에서 전기적인 방전이 일어나게 됩니다.
번개와 천둥: 전기적인 불균형이 커지면, 구름과 대지 또는 구름과 다른 구름 사이에 전기적 방전이 발생합니다. 이 방전은 번개라고 알려져 있습니다. 번개가 발생할 때, 방전이 지면에 도달하는 시간에 따라 천둥 소리가 발생합니다. 번개와 천둥은 실제로는 같은 현상의 서로 다른 측면일 뿐입니다.