번개칠 때 천둥도 치는 이유는 무엇인가요?

Question

번개는 뇌운(雷雲)안에 있는 양극과 음극의 전기 전하들이 분리되면서 일어나고 이때 뇌운 구름 내부에서 전하분리로 인해 뇌운구름의 밑 부분에는 음전하(-전기)가 모이고 땅에는 양전하(+전기)가 유도된다고 합니다. 번개는 모두 전기에 관한 현상인데 번개칠 때 천둥도 치는 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

번개와 천둥은 번개가 발생할 때 동시에 일어나는 현상입니다. 번개는 구름 사이에서 높은 전기장이 형성될 때 발생하며, 전기장이 이산화질소 분자를 이온화시키고 이에 따라 방전이 발생합니다. 이 방전에 의해 번개가 번쩍이는 것입니다.

번개가 번쩍이는 동시에, 번개에서 생성된 열은 주변 공기를 급격하게 팽창시킵니다. 이로 인해 주변 공기는 급격한 열 팽창으로 인한 압력 변화를 경험하게 되고, 이러한 압력 변화가 바로 천둥 소리로 들리는 것입니다.

번개가 번쩍이는 속도는 광속에 가까워 매우 빠르지만, 천둥 소리는 소리의 속도로 전파되므로 상대적으로 느리게 우리 귀에 도달합니다. 이로 인해 번개가 번쩍일 때와 천둥 소리가 들릴 때의 시간 차이가 발생하는데, 이를 통해 번개와 우리까지의 거리를 대략적으로 추정할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

번개와 천둥은 대기 중에서 전기적인 현상과 연결된 현상으로, 전기적인 불균형이 심해지면 전하가 구름 내부나 구름과 지표 사이에서 방전되어 번개가 발생합니다. 이때 전하의 이동이 매우 빠르게 일어나며, 공기를 가열하여 폭발적으로 팽창시킵니다.

번개가 발생하면 그 주변의 공기가 급격하게 가열되고 팽창되며, 이로 인해 폭발음이 발생합니다. 이 폭발음이 바로 천둥 소리입니다. 천둥 소리는 번개의 높은 온도와 압력 차이로 인한 공기 폭발음으로 발생하며, 이 소리는 우리 귀에 들립니다.

따라서 번개와 천둥은 대기 중에서 전기적 현상과 열적 현상이 결합하여 발생하며, 천둥 소리는 번개의 발생과 동시에 들리게 됩니다. 번개와 천둥은 같은 현상의 다른 측면을 나타내는 것이므로, 번개를 보면 그에 따른 천둥 소리도 함께 경험하게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

번개는 구름 내부 또는 구름과 지면 사이에 발생하는 전기 방전 현상입니다. 번개가 발생하면 주변 공기가 순간적으로 뜨거워지며 팽창합니다. 이때 발생하는 충격파가 소리로 들리는 것이 바로 천둥입니다.