町人思案橋・クイズ集

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zoom RSS 稲妻は瞬時に消えるのに、雷鳴のほうは長く轟く(とどろく)ことがあるのはなぜなの?

<<   作成日時 : 2015/07/21 09:41   >>

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★科学★
問題:以前に弊クイズでもご紹介しました。雷は光と音を発します。稲光は雲と雲、あるいは雲と地上とのあいだに電気が走っているのだとフランクリン氏以来、人類は理解してきたようです。
■稲光が発生したとき、瞬間ではありますが、放電路の空気は最高で2万度〜3万度Cという高温に熱せられるらしい。稲光はすぐに消えますので高い温度の空気はたちまちそのときの気温ぐらいまで冷えます。このとき、空気の濃淡が生まれ、これが雷鳴となって周囲に波紋を広げることになるらしい*1。ゴウーとかバリバリドシンとか、派手な音が聞こえます。
■稲光そのものは1秒も続かないような気がします。ところが音のほうは数秒聞こえているような気がします。動画で確認しても稲妻は一瞬。雷鳴はしばらく続きます。

稲妻が消えてしまえば音源がないので音は続かないはずでは。ちょっと不思議ですね。理由を考えてください。
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:稲妻の各点は、聞く人の耳からの距離が異なるから
説明:ありえない話ですが、仮に稲妻が点状だった場合、ひょっとしたら音のほうもすぐに消えるかもしれません。点状の音源で発生した音波は1つだけかもしれませんね。
■でも実際には稲妻は上空だいぶ高いところと地上を一瞬の電気が走ります。そのとき光を発し、音を出します。計算を楽にするために、3400mの上空と地上が直線で結ばれるような稲妻だったとしましょう。このとき、地上近くの空気の濃淡…つまり音波はあなたとの距離で決まります。仮に3.4km離れていたとすると、音波が伝わる速さは気温や気圧にもよりますが秒速340mほどです。10秒で届きます。
■これは稲妻の地上近くで発生した音波です。でも雷雲の近くでは発生した音波は、4.8kmぐらい離れていますから、14秒以上かかります。ピカッと光ったのが見えた10秒後から音が聞こえて、4秒ぐらいは続くのでしょうか。
■実際には稲光の放電路は不定形です。ギザギザに見えるときもあります。枝も伸びていることが多い。もちろん垂直ではなく、前後左右に傾いているでしょう。すべての位置から音波が生まれますので、さまざまな時間差で耳に飛び込んでくるのでしょうね。       
▼雷鳴は放電路のあちこちから音を発している
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■なお、口絵は巨匠俵屋宗達(たわらや そうたつ)の「風神雷神図」に描かれた雷神です。躍動する鬼のような雷神様です。周囲を丸く囲んでいるのは発電装置。雲の内部で生成された静電気の巨大なエネルギーをいまや地上の罪深き者どもを狙って発射しようとしている…のかな。
◆参考*1:HP「落雷時のバリバリバリという大きな音はどうやってできるの? 町人思案橋・クイズ集/ウェブリブログ」
http://blog.q-q.jp/200511/article_83.html

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コメント(2件)

内 容 ニックネーム/日時
先日、国会議事堂にも落ちていましたね。
そうとう、罪深いのが多そうだからもっと落ちてもよさそうですけどね。
ねこのひげ
2015/07/26 05:39
コメントをありがとうございます。

 延長8(930)年6月26日に京都御所の清涼殿に落雷があり、政府高官2人が亡くなっています。太宰府に流されて死んだ菅原道真の祟りだと思われたそうですね。
 国会議事堂に落雷があったのは、誰の祟りでしょうか。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2015/07/26 23:26

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