¿Cuáles son las entradas requeridas para que ocurra un rayo?

Answer 1

Durante una tormenta, los movimientos dentro de la nube separa las cargas, causando una acumulación de electricidad estática. Esto es lo mismo que sucede cuando frotas los pies sobre la alfombra. La carga dentro de la nube crea lo que se conoce como un campo eléctrico, que es la cantidad de fuerza que una partícula cargada experimentaría debido a las interacciones con la carga de la nube. Cuanto mayor sea la cantidad de carga, mayor será la magnitud del campo. Las cargas opuestas crean campos opuestos (positivos o negativos), por lo que se puede pensar que la carga positiva “absorbe” el campo eléctrico negativo y viceversa.

La tierra es decentemente conductora y está “conectada a tierra”, lo que significa que tiene un depósito tan grande de cargas positivas y negativas que puede absorber cualquier cantidad práctica de cualquiera de las cargas y permanecer aproximadamente sin carga. Cuando un conductor conectado a tierra está cerca de una fuente de campo eléctrico, sus propias cargas se reorganizarán para anular el campo en la superficie (el campo eléctrico dentro de los conductores siempre es cero). El campo eléctrico total resultante es exactamente idéntico al campo que existiría si hubiera una imagen de espejo de la nube debajo de la tierra con la carga opuesta. Esto se denomina “carga de imagen” y no describe realmente la distribución de carga en el terreno, pero es útil para pensar sobre el problema.

El campo eléctrico generado por la nube y su imagen hace que las moléculas se polaricen, lo que significa que sus orbitales electrónicos se deforman y se tensan para ocupar posiciones más energéticamente favorables. Finalmente, la tensión llega a ser tan grande que los electrones se liberan realmente, lo que hace que las cadenas de moléculas se conduzcan al pasar los electrones de uno a otro hasta que finalmente se alcance una carga positiva. Esto es lo que son las chispas y los rayos. La luz proviene de los fotones emitidos cuando los electrones disminuyen en energía a medida que están unidos por otra molécula. Además, el intenso estallido de calor puede hacer que las partículas cercanas se irradien momentáneamente. En el aire seco, las chispas ocurren a una intensidad de campo de alrededor de 300 kV / m. El campo se vuelve más intenso a medida que disminuye la distancia entre la carga y las cargas de la imagen, por lo que los choques estáticos generalmente ocurren a distancias cortas y los rayos caen sobre el conductor más alto que se encuentra cerca. Cuando una nube cargada está directamente sobre tu cabeza, puedes sentir el campo eléctrico (tu cabello se pone de punta cuando se polariza). Esto se denomina “sombra de carga” y significa que el rayo está a punto de impactar muy cerca de usted. Lo mejor que se puede hacer en este caso es bajar lo más posible, por lo que la ruta conductiva más cercana es otra cosa que no sea usted.

En cuanto a las preguntas sobre el tipo de clima que estás haciendo, no lo sé. La humedad es obviamente importante para causar la tormenta, pero en términos físicos, en realidad dificulta los rayos. El aire húmedo tiene una constante dieléctrica más grande que el aire seco, lo que significa que el campo eléctrico que atraviesa el aire húmedo se reduce en magnitud, lo que requiere más carga para generar un campo lo suficientemente fuerte como para producir chispas. Los relámpagos proporcionan una ruta conductora y neutralizan la carga, permitiendo que los electrones fluyan al suelo si la nube está cargada negativamente, o desde el suelo a la nube si es positiva. Esto significa que las mismas partículas podrían, en teoría, cargarse varias veces y causar más rayos.