雷の伝わる速さ:光と比べてどれくらい?

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知識

雷がどのくらいの速さで伝わるか、
またそれが光の速さと同じかどうかが
気になるところですね。

雷の伝わる速さ:光と比べてどれくらい?

雷は、空気中で電気が通りにくい部分を
イオン化しながら進んでいくのですが、
その速さは光速には及びません。

一般に、秒速約10万キロメートルと
言われています。

雷が地面に到達するまでには、実は
3つの段階を経ます。

まず、雷雲から地面に向かって微弱な
電流がステップトリーダとして発生し、
その速さは約150~200キロメートル/秒
(540,000~720,000キロメートル/時)
です。

ステップトリーダが地面に近づくと、
地面からはストリーマが迎えに上がり、
そこにできた通路を通って第2の放電が
進みます。

そして、雷雲から放電路が数十メートル
ごとに再度伸びてきますが、一度通った
場所は電気が流れやすくなるので、
最初よりもはるかに速い速度で落雷します。

そして、第3段階である稲妻は、第2段階の
後に数十メートルの間隔を開けて落下し、
その速度はリターンストロークとして
光速の約1/3、約100,000キロメートル/秒
(約360,000,000キロメートル/時)に
なります。

稲妻がしばらく光り続けるのは、これらの
段階を経て負電荷が蓄積され、電位差が
無くなるまで放電が続くからです。

光の速さは約300,000キロメートル/秒
(約1,080,000,000キロメートル/時)
ですが、雷は進んだり止まったりを
繰り返しながら進むため、複雑なパスを
描きます。

したがって、雷の速さは、空気の密度
(気温や高度によって異なる)に影響
されますが、リターンストロークの速さは
おおよそ光速の1/3、約100,000キロ
メートル/秒とされています。

目に見える稲妻の光が届く速さは、
もちろん光速です。

雷の速さは光と同じでしょうか?

光は宇宙で最も速いものとされ、
真空中では秒速約30万キロメートルで
進みます。

しかし、雷は電流として大気中を進み、
その速度は約秒速150キロメートルで、
光に比べればずっと遅いです。

雷が発生する過程では、次々と電子が
発生し大気を電気的に破壊しながら
進むので、この過程の速度は光速より
遅いです。

ただし、雷によって生じる光は光速で
伝わります。

光は電磁波の一形態で、電磁相互作用を
引き起こしますが、電荷は持ちません。

まとめ

光は実に速く、時速約10億8000万キロ
(秒速約30万キロ)で進みます。

これは真空中での光の速さであり、
正確には秒速299,792,458メートル
(約30万キロメートル)です。

この速さで1年間進むと約9兆4600億
キロメートルも進むことになります。

一方、雷の速さは光ほどではありませんが、
それでもかなりの速度です。

雷は空気中で電気を強く発生させ、
エネルギーを蓄えます。

そして、エネルギーが一定量たまると、
雷が発生し、非常に速い速度で落下します。

具体的には、その速度はおよそ秒速
数百メートルとされています。

1. 稲妻が地に落ちる直前に見られる閃光は、光速で移動します。これは時速約10億8000万キロに相当します。
2. 次に、その閃光から発生する稲妻が地面に達します。この稲妻の速度は秒速150キロで、これを時速に換算すると約54万キロになります。
3. 最後に、雷鳴(稲妻の音)は、秒速約340メートルで伝わり、時速にすると約1.224キロになります。

 

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