번개가 생성되는 원리 궁금합니다.

Question

비가 오는 날에도 번개가 생성되지만 비가 오지 않을 때도 번개가 칠 때도 있더라구요. 번개는 어떻게 생성되는 건지 원리가 궁금합니다!

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

강한 상승기류는 구름속의 물방울과 마찰하여 물방울을 양전하와 음전하로 분리시키고, 구름의 윗쪽은 양전하로 아랫 부분은 음전하가 누적됩니다. 전하가 누적되어 전압차이가 커지면 이를 해소하기 위해서 음전하가 양전하 방향으로 순간적 이동하는 방전이 발생합니다. 방전 순간에 매우 강력한 열과 빛에너지가 발생하여 번개와 낙뢰가 만들어 집니다. 방전 순간에 발생하는 약 2만도 이상의 열에너지가 주변의 공기를 팽창시켜서 천둥소리가 생기게 됩니다.

Answer 2

천둥 번개는 구름 속에 형성된 전기장 때문에 생성됩니다.

구름 입자는 양전하, 음전하를 가지게 되는데 입자가 전하의 갯수를 맞추기 위해 이동하는 순간이 있습니다.

이것이 천둥 번개를 발생 시킵니다.

그런데 이 구름 속의 전기장이 물방울과의 마찰에 의해서 발생합니다.

먹구름 안에 있는 물방울이나 작은 얼음들이 계속 부딪히며 얼음은 전자를 뺏기고 더 높은 곳으로 상승합니다.

그러면 위쪽은 상대적으로 양전하, 아래쪽은 음전하를 가지게 되어 번개가 생성되게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

구름에는 물방울만 있는 것이 아니라 먼지나 염분도 있다. 이들이 공중으로 올라가면서 공기와 마찰하여 전자를 잃어 균형이 깨진다. 이때 일부 구름은 전자를 잃어 양전기를 갖게 되고 또 일부 구름은 전자를 얻어 음전기를 갖게 된다. 이때 무거운 물방울이 많은 구름 아래쪽은 음전기를 띄고 가벼운 위쪽은 양전기를 띄게 된다.

아래쪽에 양전기를 가진 구름이 지상 가까이 오면 양전기에 이끌려 지상에 음전기(전자)가 모이게 된다. 어느 순간 지면의 전자는 구름으로 순식간에 빨려 들어간다. 이때 번개가 친다.