雷はどうして光ったり音がなったりするの？

夏になると雷が増えますよね。光ったり音がなったりびっくりしてしまいます。
なぜ雷は光ったり音がなったりするのでしょうか。そもそも、雷ってどうやって発生するのでしょうか。

雷の仕組み

空に浮かんでいる雲は、太陽の光で温められた地面の湿った空気が空で水滴になって集まったモノです。
空は上に行くほど気温が低くなるので雲の中の水滴は上に行くほど氷の粒に変わっていきます。
氷の粒はどんどん大きくなっていき重くなります。重くなった氷の粒は地面に向かって降りていきます。

降りてきた氷の粒と上に登っていく氷の粒がぶつかり合うことで静電気が発生して雲の中に電気がどんどんたまっていきます。そして、雲は溜められなくなった電気を地面に向けて逃がそうとします。逃がすときに発生するのが雷です。

雷が光るのはなぜ？

雷が光るのは、雲から放出された電気の通り道が高温になるからです。

雲が地面に向かって電気を逃がすことを放電と呼びます。放電は、約0.001～1秒と短い時間ですが3000～20万A・約1億Vものエネルギーが起こり電気の通り道の周りでは、空気の温度が約３万℃に達します。
この温度は、太陽の表面温度の約５倍もあります。ほとんどの物質は、500℃以上を超えるとくすんだ赤色に光りはじめます。温度が高くなるにつれて明るい光を放ち1300℃以上を超えると赤色から白色へ変化しその後は青色に変化する性質を持ちます。

空気も同じで約3万℃になった放電路の周りの空気が青白く光ります。

音がなるのはなぜ？

雷が光る原因は通り道が高温になっているからと説明しましたが、音がなる原因も温度が関係しています。

雷の通り道となった空気が急激に熱くなって爆発するように激しく膨張します。その衝撃が周りの空気に伝わり激しく振動させ、「ゴロゴロ」などの音が鳴ります。

雷が光ってから音がすぐ鳴るときとすぐ鳴らないときがありますがあれは光の方が音より早く空気中を進むからです。
なので、雷が光ってから音が聞こえるまでの数を数えるとどこで雷が落ちたのかが分かります。

光の速度は1秒間で約30万km、音は1秒約340kmです。光ってから音が鳴るまでの秒数に340をかければ落ち場所が何mぐらいか計算できます。
雷が鳴ったら試してみてはいかがでしょうか。

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