ما الذي يسبب البرق، ولماذا ينتج عنه صوت وضوء؟ وحيث إن البرق يمكن رؤيته من مسافة عظيمة، فهل البرق كبير ؟

الجواب : البرق تفريغ لشحنة كهربية (شرارة ) كبيرة جدًّا بين السحب والأرض. وعلى الرغم من أن تفاصيل التفريغ درست وقيست، فإن كلا من السبب الأساسي للشحنات في السحب، والحدث المسبب للبرق ليسا مفهومين تمامًا. أما التفسير المبدئي لوجود الشحنات، فهو أن التصادمات بين البرد والبلورات الثلجية الأصغر حجمًا تنقل إلكترونات إلى البرد، ثم تسقط الإلكترونات بعد ذلك إلى قاعدة. السحابة. وبما أن الإلكترونات سالبة الشحنة تصبح القاعدة مشحونة بشحنة سالبة؛ ولأن قمة السحابة فقدت تلك الإلكترونات، فإنها تصبح مشحونة بشحنة موجبة. غير أن كمية ضئيلة من الشحنة الموجبة تبقى أيضًا في مكان ما بالقرب من القاعدة.

بطبيعة الحال، تحتوي الأرض على كم هائل من الإلكترونات التي تستطيع التنقل، ولكن عندما تعلوها سحابة مشحونة، فإن الشحنة السالبة في قاعدة السحابة تطرد هذه الإلكترونات. وبما أن الأرض تحت السحابة تفقد إلكترونات، فإنها تصبح مشحونة بشحنة موجبة، ينتج عن هذه الشحنة وترتيب الشحنات في السحابة مجال كهربي كبير بين الأرض والسحاب. وإذا تجاوز المجال قيمة حرجة معينة، يحدث تفريغ كهربي. يبدأ من قاعدة السحابة؛ حيث تقفز بعض الإلكترونات فجأةً نحو المقدار الضئيل من الشحنة الموجبة هناك.

شكل 1

تبدأ «وثبة متدرجة» حينئذ في شقّ طريقها نحو الأرض، مؤينة الذرات (بإزالة الإلكترونات الخارجية) وجالبة بعض الشحنات السالبة من السحابة إلى الأرض. هذا التسلل أضألُ كثيرًا من أن تراه، ويحدث على مسافة 50 مترًا في المرة الواحدة (لذا سُمِّي «متدرجا»)، مع العديد من التشعبات المتجهة إلى أسفل. وعلى الرغم من أن البرق عادةً ما يبدو عموديا بالنسبة إلى الناظر إليه من الأرض، فإن مساره أفقي بالدرجة الأولى. فقط عندما يقترب المسار من الأرض، يبدو البرق وكأنه يلاحظ» الأجسام، مثل شجرة عالية على الأرض.

تنشأ قنوات من الذرات المتأينة من تلك الأجسام، باتجاه الأعلى، وحينما يتصادف أن تلتقي واحدة من هذه الصواعق الصاعدة» بوثبة متدرجة هابطة، تكمل «مسارًا موصلا بين الأرض والسحاب؛ فإن المجال الكهربي على امتداد المسار يعمل على تسريع الإلكترونات القريبة من الأرض باتجاه الأسفل. هذا التفريغ للإلكترونات إلى الأرض، المسمى «الصاعقة العكسية»، يستمر بتسارع على امتداد المسار الموصل، حتى الوصول إلى قاعدة السحابة ولأن الإلكترونات يتم تسريعها، فإنها تتصادم بقوة مع جزيئات الهواء على امتداد المسار؛ مما يؤدي إلى ضرب الإلكترونات، ورفع درجة حرارة الجزيئات بقدر كبير. وبفعل الحرارة، يتمدد الهواء بسرعة كبيرة، مُنتجًا موجة صدمية، هي «ضربة» الرعد. وحالما تعود الإلكترونات الحرة للاتحاد مع جزيئات الهواء، ينتج ضوء البرق الساطع. وعلى الرغم من أن البرق يمكن أن يكون ساطعا وقويا، فإن المسار الموصل الذي تحدث هذه العملية كلها على امتداده يقلُّ قُطره عن سنتيمتر واحد على الأرجح. وبمجرد نشوء المسار الموصل، يمكن للسحابة أن تُرسل إلى الأسفل نبضات عدة من الإلكترونات، بينما يتحرك المزيد من الإلكترونات من سائر السحابة إلى أعلى نقطة في المسار. لربما ترى تلك النبضات المتعددة على هيئة ضربة برق وامضة. وإذا عصفت ريح قوية بجانبي المسار في أثناء النبضات المتعددة، فلربما ترى شريطا» ساطعا من البرق، لا ضربة واحدة.

تتضمن معظم البروق وثبات متدرجة متجهة إلى أسفل، ونقلا للإلكترونات من السحابة إلى الأرض. ومع ذلك، فإن الوثبة المتدرجة المتَّجهة إلى أسفل يمكن أيضًا أن تبدأ في السحابة من المنطقة الأعلى المشحونة بشحنة موجبة ثم يتم نقل الإلكترونات بعد ذلك من الأرض إلى السحابة. ويمكن كذلك أن تبدأ الوثبة المتدرجة من الأرض، أو على الأغلب من المنشآت العالية، مثل ناطحات السحاب، وتمضي متَّجهة إلى أعلى. وستقوم هذه الوثبة المتدرجة المتجهة إلى الجزء السفلي من السحابة بنقل الإلكترونات إليها. ويمكنك التعرف على بروق الوثبة المتدرجة المتجهة إلى أعلى من واقع أنها تتفرع باتجاه الأعلى. أما البرق العنكبوتي، ذلك العرض الضوئي الجميل المنتشر والمتحرك ببطء، الذي يزين أسفل السحب العاصفة، فعادةً ما يكون تفريغا للشحنات بين سحابة وأخرى في المراحل الأخيرة من العاصفة.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

اللجنة المنظّمة: مهرجان رحمةً للعالمين يسعى لإحياء مبدأ التعايش السلمي والحوار الحضاري

ضمن فعاليات مهرجان رحمة للعالمين.. افتتاح معرض للكتاب في منطقة بين الحرمين الشريفين

مهرجان رحمة للعالمين يشهد إطلاق طابع بريدي تذكاري بمرور 1500 عام على المولد النبوي

عرض فيلم وثائقي يتناول جزءًا من سيرة النبيّ (صلّى الله عليه وآله) ضمن فعّاليات مهرجان رحمةً للعالمين

المزيد

الآخبار الصحية

تحذير من الإفراط في شربها.. متى تصبح الماتشا خطيرة؟

من بناء العضلات إلى "تسميم الجسم".. الوجه الآخر للبروتين ؟

دراسة جديدة: مخ الانسان يغتسل أثناء النوم

هل من الآمن شرب القهوة على معدة فارغة؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

مزايا مرآة الرؤية الخلفية ذاتية التعتيم في السيارات

دراسة.. كوكب غريب أمد الأرض بمقومات الحياة !

يهدد عرش هوليود.. أول فيلم رسوم متحركة بالذكاء الاصطناعي

أكبر تغيير منذ سنوات.. هل تكشف أبل النقاب عن "iPhone Air"؟

المزيد

مواضيع ذات صلة

البرق: المركبات

عفاريت البرق

البرق الناس والأبقار والخراف

البرق الخرزي والكروي

البرق: الأشجار والأبراج والأرض

Thermal conductivity

Molecular diffusion

Ionic conductivity

The drift speed

Electrical transients

الشرر المقدس

الحقول الكهربية والشرر