Η αστραπή και η βροντή αποτελούν δύο εκδηλώσεις του ίδιου φυσικού φαινομένου. Γιατί, όμως, βλέπουμε πρώτα τη λάμψη στον ουρανό και έπειτα από μερικά δευτερόλεπτα ακούμε τον χαρακτηριστικό ήχο; Η απάντηση βρίσκεται στη μεγάλη διαφορά ανάμεσα στην ταχύτητα του φωτός και του ήχου.
Όταν σημειώνεται ένας κεραυνός, η ηλεκτρική εκκένωση θερμαίνει απότομα τον αέρα γύρω της, προκαλώντας την ταχεία διαστολή του. Αυτή δημιουργεί ένα ισχυρό κύμα πίεσης, το οποίο εξελίσσεται στον ήχο που γνωρίζουμε ως βροντή.
Η λάμψη και η βροντή παράγονται σχεδόν ταυτόχρονα, αλλά δεν φτάνουν την ίδια στιγμή σε εμάς.
Το φως είναι ασύγκριτα ταχύτερο
Το φως ταξιδεύει με ταχύτητα περίπου 300.000 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο, ενώ ο ήχος στον αέρα κινείται με ταχύτητα περίπου 343 μέτρων το δευτερόλεπτο, σε θερμοκρασία 20°C.
Αυτό σημαίνει ότι το φως κινείται περίπου 875.000 φορές ταχύτερα από τον ήχο.
Έτσι, ακόμη κι όταν ένας κεραυνός πέφτει αρκετά χιλιόμετρα μακριά, η λάμψη του φτάνει στα μάτια μας σχεδόν ακαριαία. Αντίθετα, ο ήχος χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να διανύσει την ίδια απόσταση.
Πώς μπορούμε να υπολογίσουμε την απόσταση ενός κεραυνού;
Υπάρχει ένα απλό τέχνασμα που μας επιτρέπει να εκτιμήσουμε πόσο μακριά βρίσκεται μια καταιγίδα.
Μετράμε τα δευτερόλεπτα από τη στιγμή που βλέπουμε την αστραπή μέχρι τη στιγμή που ακούμε τη βροντή και διαιρούμε περίπου με το τρία.
Για παράδειγμα:
- 3 δευτερόλεπτα: περίπου 1 χιλιόμετρο.
- 6 δευτερόλεπτα: περίπου 2 χιλιόμετρα.
- 9 δευτερόλεπτα: περίπου 3 χιλιόμετρα.
- 15 δευτερόλεπτα: περίπου 5 χιλιόμετρα.
Πρόκειται για προσεγγιστικό υπολογισμό, καθώς η ταχύτητα του ήχου επηρεάζεται και από τις συνθήκες της ατμόσφαιρας.
Προσοχή όμως: Η μέτρηση αυτή δεν αποτελεί τρόπο για να αποφασίσουμε αν είμαστε ασφαλείς. Αν ακούμε βροντή, υπάρχει κίνδυνος από κεραυνούς και πρέπει να αναζητήσουμε καταφύγιο σε κλειστό κτίριο ή σε αυτοκίνητο με σκληρή οροφή.
Γιατί κάποιες βροντές ακούγονται σαν έκρηξη και άλλες σαν παρατεταμένο βουητό;
Η διαφορά οφείλεται, μεταξύ άλλων, στο μήκος και στο σχήμα της διαδρομής του κεραυνού.
Ο ήχος δημιουργείται σε πολλά σημεία κατά μήκος του ηλεκτρικού καναλιού και φτάνει στον παρατηρητή σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. Γι’ αυτό μια βροντή μπορεί να ακούγεται σαν ένα απότομο χτύπημα ή σαν ένας μακρόσυρτος ήχος που διαρκεί αρκετά δευτερόλεπτα.
Η απόσταση και οι ατμοσφαιρικές συνθήκες επηρεάζουν επίσης το πώς αντιλαμβανόμαστε τη βροντή.
Science in 60 Seconds – Το συμπέρασμα
Βλέπουμε πρώτα την αστραπή επειδή το φως ταξιδεύει εκατοντάδες χιλιάδες φορές γρηγορότερα από τον ήχο. Η βροντή δεν δημιουργείται αρκετά δευτερόλεπτα αργότερα· απλώς χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να φτάσει στα αυτιά μας.
Ένα καθημερινό φαινόμενο που μας επιτρέπει να αντιληφθούμε, με τον πιο εντυπωσιακό τρόπο, δύο από τις βασικότερες ταχύτητες της φύσης.
Πηγές και επιστημονική τεκμηρίωση: Το άρθρο βασίζεται σε στοιχεία της αμερικανικής Εθνικής Υπηρεσίας Ωκεανών και Ατμόσφαιρας (NOAA), της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ (NWS) και της NASA.
