Fulgerul+-+Tatar+Ionut

Fulgerul

Fulgerul este un arc luminos rezultat în urma unui proces de descărcare electrică cauzat de o diferenţă de potenţial electrostatic. Acest fenomen meteorologic are loc în natură între nori încărcaţi cu sarcini electrice diferite. Descarcărea între nor şi pământ se numeşte trăsnet. Producerea unui fulger este urmată, la scurt timp, de apariţia tunetului, ce reprezintă sunetul produs de descărcare. Decalajul dintre observarea fulgerului şi receptarea sunetului se datorează diferenţei dintre vitezele de propagare ale celor două unde, luminoasă şi acustică.

Mitologie

In biblie fulgerele şi tunetele sunt o solie, folosite pentru exprimarea mâniei lui Dumnezeu (2.Moise 9,24; 2.Samuel 22,15; Hiob 37; Psalm 18), şi pedeapsa Domnului (Sach 9,14) de exemplu izgonirea din rai a lui satan (Lukas 10,18), sau învierea în prezenţa îngerului (Hes 1,14; Daniel 10,6; Matthäus 28,3). Etruscii considerau fulgerele ca oracol care le prezicea viitorul. Aşa numitele libri fungurales descriu indicaţiile (informaţiile) transmise prin fulgere. Deja între anii 800–600 î.e.n. au fost fulgerele observate şi categorizate. Vechii germani considerau fulgerele ca semn al zeului Thor care aruncă ciocanul său spre pământ. Slavii aveau zeul Perun ca zeu al furtunii. La fel Zeus şi Jupiter sunt reprezentaţi însoţiţi de fulgere în perioada Renaşterii Zeii furtunii sunt Zeus, Jupiter şi Donar iar saxonii înainte de creştinism considerau stejarul ca arbore sfânt sau zeu al furtunii.

Cercetări

Benjamin Franklin demonstrează ipoteza că fulgerul este rezultatul tensiunii dintre nori şi pământ, cu ajutorul unui zmeu de hârtie cu care a declanşat fulgerul în prezenţa norilor de furtună, în anul 1752. Aceasta a fost un punct deosebit de important în cercetarea fulgerelor. Incă şi azi sunt controverse cu privire la efectul fulgerului, ca şi a modului în care ia naştere, azi se folosec în locul zmeelor rachete, sau baloane metereologice de cercetare. Părerea cercetătorilor că fulgerul produs şi în laborator este rezultatul unei simple descărcări electrice s-a schimbat la sfârşitul anilor 1990, apărând unele aspecte care nu au putut fi clarificate.

Formare Fulger Animation

Incărcătura electrică a unui nor de furtună

Prin curenţii de aer existenţi în nor precum şi prin repartizarea inegală de gheaţă şi apă se formează prin frecarea straturile norului, spaţii cu încărcătură (ionică) electrosatică negativă şi pozitivă. Stratul superior al norului este în mod normal încărcat pozitiv iar stratul inferior negativ. Zona de trecere dintre sarcinile pozitive şi negative au loc la înălţime mare şi temperaturi între −10°C şi −15°C aici picăturile de apă din nor se transformă în cristale de gheaţă, aceşti nori de furtună fiind numiţi Cumulonimbus (nimbus cumulus) nori în care cu o probabiltate mare vor lua naştere fulgere.

Tensiunile dintr-un nor de furtună Fulgere deasupra oraşului Toulouse, Franţa

Fulgerul fiind o descărcare electrică produce un echilibru electric între straturile norului de furtună, ca să i-a naştere un trasnet între un nor şi pământ trebuie să existe în prealabil tensiuni de câteva zeci de milioane de volţi, iar fenomenul care este o scânteie de descărcare electrică are o tensiune de ca. 3 milioane de volţi/metru numită puterea de străpungere a fulgerului această penetraţie a aerului creşte în cazul aerului umed, de aceea azi există premiza că în prealabil aerul este ionizat de radiaţiile cosmice transformând moleculele de aer din atmosferă într-o lavină electronică rezultând o reacţie în lanţ, care creează un canal de aer ionizat pentru fulger acest fenomen fiind presupus de cercetătorii Charles Thomson, Charles Thomson 1925. Cauza formei în zig zag a fulgerului este produsă prin descărcarea electrică numai prin zonele cu aer ionizat.

Lungimea şi durata fulgerului Incindenţa pe zone geografice a fulgerelor Fulgerul are în medie 4 sau 5 descărcări principale sau propriu zise care necesită o descărcare prealabilă ce durează 0,01 Sec. iar cea pricipală numai 0,0004 sec. după o pauză scurtă (0,03 s - 0,05 s) urmează descărcări noi, au fost obsevate astfel de descări atingând un număr de 42 cu o intensitate în medie de 20.000 Ampere. Un fulger/trasnet în medie atinge lungimea de 1 - 2 km, iar în zonele tropicale unde umiditatea aerului e mai ridicată atinge 2 - 3 km lungime. In nori s-au observat fulgere cu o lungime 5 - 7 km iar cu ajutorul radarului pentru fulgere, unele ce ating 140 km lungime.

Formarea tunetului

In jurul tunelului sau canalului fulgerului aerul înconjurător atinge temperaturi de 30.000 °C care este de 5 ori mai mare ca temperatura de suprafaţă a soarelui. Această supraîncălzire bruscă a aerului duce la o dilatare masivă asemenea unei explozii cu un zgomot puternic numit tunet. Datorită diferenţei dintre vitezele de propagare a luminii (ca. 300.000 km/s) şi a sunetului 332 m/s (la 0 °C) va apare un decalaj de timp între recepţionarea vizuală şi cea auditivă a fulgerului. Acest decalaj creşte cu cât fulgerul este mai departe de observator.