Gakken × Asahi Shimbun Kids Net

Tại sao sét lại phát sáng theo hình zigzag?

Tại sao sét lại phát sáng theo hình zigzag?

Câu trả lời: Bởi vì đường dẫn điện được phóng ra từ mây sẽ trở nên nóng.

"Kaminari" có thể được chia thành ba loại: "raikou" và "inazuma" chỉ có ánh sáng, "raimei" chỉ có âm thanh ầm ầm, và "raiden" có cả ánh sáng và âm thanh. 1) Trong số này, sấm sét là hiện tượng không khí rung động do nhiệt điện gây ra (bài viết liên quan "Tại sao sấm sét lại kêu ầm ầm?). Vậy, ánh sáng của sét và sấm sét được tạo ra theo cơ chế nào?

Như chúng ta đã biết, sét là hiện tượng điện (bài viết liên quan "Sét đánh như thế nào?"). Trong đám mây dông, các tinh thể băng va chạm với nhau tạo ra tĩnh điện, khi điện tích tích tụ đến giới hạn có thể giữ lại trong đám mây, nó sẽ phóng điện xuống mặt đất. Hiện tượng này được gọi là "phóng điện".

Discharge time is short, approximately 0.001 to 1 second, but with the addition of a large amount of energy, 3000 to 200,000 A (amperes) and approximately 100 million V (volts), the air temperature around the electrical pathway reaches approximately 30,000°C. 2) Đây là nhiệt độ cực cao, gấp khoảng 5 lần nhiệt độ bề mặt mặt trời. Hầu hết các chất khi vượt quá 500°C sẽ bắt đầu phát sáng màu đỏ xám, và càng nóng thì màu càng sáng, khi vượt quá 1300°C sẽ chuyển từ màu đỏ sang màu trắng, sau đó chuyển sang màu xanh. Không khí cũng có đặc tính thay đổi màu sắc và độ sáng khi nhiệt độ tăng cao. Không khí xung quanh đường dẫn điện khi đạt khoảng 30.000°C sẽ phát ra ánh sáng xanh trắng chói lọi.

Sét chỉ lóe sáng trong chốc lát nên có thể bạn không có nhiều cơ hội để quan sát kỹ, nhưng khi xem các đoạn phim hoặc ảnh chụp sét, bạn có thể thấy ánh sáng di chuyển theo đường zigzag từ mây xuống mặt đất. Tại sao điện không thể di chuyển theo đường thẳng?

Điện thường không thể truyền qua không khí. Do đó, sét phải phá vỡ không khí để truyền đi. Lúc này, điện sẽ chọn những nơi dễ truyền nhất, tiến lên rồi dừng lại, tiến lên rồi dừng lại, lặp đi lặp lại như vậy, do đó đường truyền sẽ trở nên zigzag.

Sét dễ đi qua những nơi không khí loãng và độ ẩm cao. 3)"Không khí loãng" là trạng thái có ít phân tử nitơ và oxy cản trở dòng điện đi qua. Nếu độ ẩm cao, các chất canxi và kim loại có trong nước sẽ giúp dòng điện đi qua dễ dàng hơn. Thoạt nhìn, đường đi zigzag có vẻ là đường vòng, nhưng thực ra đó là con đường nhanh nhất để đến được bề mặt đất.

※ Sét có thể có màu cam, đỏ hoặc tím. Điều này là do ánh sáng bị tán xạ khi va chạm với bụi và hơi nước trong không khí trước khi đến mắt người. Nếu lượng tán xạ nhiều, ánh sáng sẽ có màu đỏ, còn nếu lượng tán xạ ít, ánh sáng sẽ có màu trắng hoặc xanh.

Bài viết được công bố: Tháng 4 năm 2022

Tài liệu tham khảo

1) Franklin Japan "Kiến thức về sét" "Sét là gì":

https://www.franklinjapan.jp/raiburari/knowledge/lightning/37/

2) Otowa Electric Industry "Thông tin kỹ thuật: Các điểm chính trong phòng chống sét, hiện tượng phóng điện sét": https://www.otowadenki.co.jp/basic4/

3) Takako Sugai, "Mọi người đều muốn biết! Cơ chế khí tượng, từ thời tiết quen thuộc đến thời tiết bất thường trên thế giới". Tháng 5 năm 2021. Nhà xuất bản Meits.

Giám sát: Mitsuharu Oyama

Sinh năm 1957 tại Tokyo. Tốt nghiệp thạc sĩ tại Đại học Công nghệ Tokyo. Từng là giáo viên vật lý tại trường trung học, giám đốc giáo dục tại Ủy ban Giáo dục tỉnh Chiba, hiệu trưởng trường trung học Chosei tỉnh Chiba, hiện là giáo sư tại Khoa Sư phạm Đại học Shumei, phụ trách giảng dạy và thực hành về phương pháp giảng dạy "nghiên cứu toán học và khoa học" và "giờ học tổng hợp". Ông cũng thường xuyên xuất hiện trong các chương trình thí nghiệm khoa học trên truyền hình và các lớp học thí nghiệm khoa học. Ông là cố vấn dự án của Bảo tàng Khoa học Chiba, giám đốc điều hành của Hiệp hội Giáo dục Vật lý Nhật Bản, thành viên của Hiệp hội Giáo dục Khoa học Nhật Bản và Hiệp hội Giáo dục Khoa học Tự nhiên Nhật Bản, thành viên ban biên tập tạp chí "Giáo dục Khoa học Tự nhiên" hàng tháng.

PAGETOP