⑪雷って実際どんなメカニズム？

雷のメカニズム

をご存じですか？

・そもそも雷とは？

改めてよく考えてみると

雷っていったい何者なんだ？

という疑問が思い浮かびます

音の440倍の速度であり

一億ボルトの電圧を持ち

一ギガジュールにも及ぶ

エネルギーの塊です

とても強力な電気であること

はわかるのですが

では静電気とは何が違いますか？

・雷は静電気なの？

結論から言えば雷も静電気です

本来静電気とは

電荷をもっているもの全般を指しますが

今回は

一般的に使われている意味での静電気

という意味で使っています

つまり、

雷も摩擦帯電による電荷なのです

雲を構成する素となる水滴や

小さな小さな氷の粒が

雲の中のそこかしこでこすれあって

電荷が生まれ

やがて雲全体が帯電していくのです

・では雷とは？

雷とは巨大な放電です

雷ができるほど電荷がたまって

なおかつ雲のキャパシティーを超えたときに

「もう耐えられない！」

と放電するわけです

雷ができるには

それだけたくさんの

静電気をつくらなければならず

そのためには

たくさんの氷の粒が必要です

よって

大きい雲でのみ雷は発生する

ということがわかります

つまり雲が発達すると

どんどん静電気が起こります

そして発達した雲の中では

雲の上下で電荷が偏ります

これは

雲の中で氷の粒どうしで

摩擦帯電を起こしたときに

重いものが負に帯電し

軽いものが正に帯電するという性質

によるものです

そして、重いものは雲の下にたまり

軽いものは上昇気流に乗って

上まで行きます

そのため

雲は上下で電荷が偏るのです

その偏った電荷を中和するために

雲から地面に向かって放電したのが

落雷というわけです

落雷を避けるために

避雷針というものがあります

細長い針状の避雷針は

フランクリンロッドと

呼ばれるものです

ベンジャミン・フランクリン発明した

世界で最初の避雷針であり

そのまま引き継がれています

誰もが一度は聞いたことがあると思います

マンションを見上げれば大抵ついてます

避雷針は金属に雷が落ちやすい

という性質を使っているのか？

と思っていました

雷が落ちそうになったら

シルバーアクセサリーは外しなさい

とかたまに聞きますよね

ですが、実際は違いました

フランクリンロッドの避雷針は

落雷の前に先駆放電が発生する

雷のメカニズムを利用

しています

針状の金属棒の先端から

お迎え放電を放出することで

先駆放電との間に落雷の経路を作る

ようにしています

このようにして

地表の一定範囲に落ちる雷を

避雷針に集めている

のです

そして地面までつないだ導線で

大地にいなします

これを知ったとき

かなりの衝撃が走りました

多分皆さんもそうだと思います

 

改めて調べてみると

実際は下から上に電流が流れていたり

避雷針はただの針ではなかったり

新しい発見ばかりでした

落雷のメカニズムは

電磁気分野につながる部分が

少しはあったのではないかと思います

ぜひ雷を見かけたらこの話を思い出してみてください！