Şimşek Nasıl Oluşur?
Güneş ışıkları ile yeryüzünde ısınan hava, içinde buharlaşan suyu da taşıyarak yükselir. Bu yükselen hava yaklaşık 2-3 kilometreye ulaşınca havanın soğuk katmanlarıyla karşılaşır. Bulutların bu yükselişleri sırasında içlerinde oluşan buz kristalleri birbirlerine sürtünerek bir statik elektrik enerjisi açığa çıkarırlar. Bu elektrik enerjisi bulutların üst katmanlarında pozitif (+), alt katmanlarında ise negatif (-) yüklü olarak birikir. Bulutun içindeki yük havayı iyonize edecek güce ulaştığında şimşek oluşur.
Şimşek Nasıl Oluşur
Buluttan buluta veya buluttan yere elektrik boşanırken meydana gelen, kırık çizgi biçimindeki çakıma şimşek adı verilir. Yıldırım düşmesinin bir ağaca ya da bir binaya yaptığı hasar, şimşekli fırtına sırasında etkiyen kuvvetlerin ne denli güçlü olduğunu gösterir. Şimşek çakması bir buluttan diğerine, ya da buluttan yeryüzüne elektrik geçmesi ile olur. Ancak şimşek çakması sırasında oluşan voltaj, evlerdeki voltaja oranla çok daha yüksektir. Hava genellikle iyi bir yalıtkandır ve elektriğin geçişini önleyen yüksek bir dirence sahiptir.
Bir kıvılcımın, kuru havada bir santimetre yüksekliğe ulaşabilmesi için 10 000 voltluk bir kaynağa gereksinilir. Ancak nemli havanın elektriğe karşı direnci çok daha düşüktür. Şimşek çakması bazen kilometrelerce uzaklıktan izlenebilir. Bir kıvılcımın bu kadar uzağa sıçrayabilmesi için gereksinilen elektrik basıncı bir milyon volttan daha fazladır. Evlerdeki elektrik sistemlerinde olduğu gibi şimşek çakması sırasında meydana gelen elektrik akımı, elektronların bir yerden bir başka yere hareketi ile oluşur.
Elektronlar, bütün iletkenlerde bulunan kitlesi düşük ve negatif yüklü küçük atomlardır. Genellikle, iletkende bulunan başka pozitif yüklü taneciklerle dengelenirler; böylece iletkenin bütünüyle elektriksel yönden nötür olmasını sağlarlar. Ancak bazı ortamlarda bu iki farklı yük birbirinden ayrılabilir. İki ayrı maddenin birbiriyle sürtünmesi sonucunda, maddelerden biri üzerindeki elektronlar ayrışabilir ve diğer madde üzerinde toplanabilir. Bilim adamlarına göre, benzer bir olayda fırtına bulutları üzerinde meydana gelir. Bulutlar milyonlarca küçük su damlacıklarından ve buz kristallerinden oluşur. Fırtınalı havada beraberinde su ve buz tanecikleri taşıyan sıcak hava adımları bulutların içinden yükselir. Bu tanecikler atmosferde bulunan gaz molekülleri ve başka su ye buz tanecikleri ile sürtünmeye uğrar. Sürtünme sonucu elektronlarını kaybederek pozitif yüklü hale gelirler ya da elektron kazanarak negatif yüklü olurlar.
Hava akımları ne kadar şiddetli olursa, oluşan elektrik yükleri de o kadar büyük olur. Sonuçta, fırtına bulutu bütünüyle yüklü olur. Genellikle bulutun alt yüzü negatif yüklü, üst yüzü de pozitif yüklüdür. Yanlardan esen rüzgâr, bulutun bir yüzünde çok daha yüksek bir elektrik yükünün meydana gelmesine neden olur. Böylece bulutun bir kenarından diğer kenarına büyük bir kıvılcım iletebilecek voltaj meydana gelmiş olur. Elektrik daima en yakındaki pozitif yüklü ya da yüksüz cisme sıçrar. Şimşek çakması su damlacıklarını ve buz kristallerini yansıtarak, bulutun tamamını içten aydınlatır. Buna tabaka halinde şimşek adı verilir.
Şimşek genellikle bu etkiyi meydana getirmek için bir bulut içinde akar, ancak bazen de bir buluttan diğerine doğru akım olur. Bulut çok büyük olursa, alt yüzünde oluşan çok yüksek elektrik yükü bulutla yeryüzü arasındaki havanın direncini aşabilecek voltajı meydana getirir. Böylece ışık çakması bulutla yeryüzünün en yakın noktası arasında olur. Bulutun üzerinde bulunan çok büyük bir yük yeryüzünün aksi yönde bir yük oluşturmasına neden olur. Bunun nedeni benzer yüklerin birbirini itmesidir. Elektronlar bulutun alt yüzünde toplanırlarsa yerdeki elektronları itmeye yönelirler. Bu nedenle yeryüzü buluta göre pozitif yüklü olur. Sonunda bulutla yeryüzü arasındaki elektriklenme şimşek oluşturacak kadar artar. Şimşek çakması sırasındaki ışık, genellikle dallanmış ya da çatallı şekilde görülür. Bunun nedeni elektrik akımının yeryüzüne inerken en uygun yeri seçmesidir.
Bazı yerlerde su damlacıkları daha fazla olabilir ve bu yerlerde hava elektriği daha kolay iletebilir. Şimşek aşağıya inerken bir yerden bir yere çabuk atlar ve bir sıçrama dizisi meydana getirir. Aynı şekilde kısa ve pozitif yüklü bir akım da yeryüzünden yukarıya doğru ilerler ve aşağıya inmekte olan akımı karşılar. Aşağıya inmekte olan öncü akımlar şimşek çakmasının sadece birinci kısmını oluşturur, öncü akım elektriğe karşı en düşük direncin olduğu yolu arar. Akım sırasında ısınma meydana geldiğinden hava molekülleri parçalanır. Bunun sonucunda hava molekülleri elektronlarını kaybeder ve kendi elektrik yüklerini oluştururlar. Bu olaya havanın iyonlaşması denir, iyonlaşan hava normal havaya oranla elektriği daha iyi iletir.
Bu nedenle öncü akım arkasında yerden yükselen yüklü akımın geçebileceği bir çeşit yol oluşturmuş olur. Böylece, yüklü akımın yükselmesi çok daha kolay olur; yerden buluta doğru olan akım da çok daha büyük olur. Bu akıma dönüş akımı adı verilir. Ancak yere ulaşan akımla yerden yükselen akım arasında geçen zaman sadece saniyenin yirmide biri kadar olduğundan dönüş akımını ayrı olarak izlemek mümkün olmaz. Bazı fırtına bulutları kırk defa çakma meydana getirebildiği halde bazı bulutlar sadece iki çakma meydana getirirler. Ortalama çakma sayısı dörttür. Ortalama olarak her şimşek çakmasının uzunluğu 1 500 ve 3 000 metre arasındadır.
Şimşek çakması ile iyonlaşan havada kimyasal etkimeler de oluşur. Azot ve oksijen birleşir ve oluşan madde yağmurla birlikte toprağa ulaşır ve bitkilerin daha iyi yetişmesini sağlar. Gök gürültüsü, şimşek çakması sonucu meydana gelen ısı nedeniyle havanın şiddetle genleşmesinden doğan gürültüdür. Sesin hızı ışığın hızından çok daha az olduğu için gök gürültüsü şimşek çakmasından sonra duyulur.
Yıldırımsavar (paratoner) yüksek binalara konulan ucu sivri metal bir çubuktur. Şimşek çakması meydana geldiğinde şimşeğin çevreye zarar vermeden toprağa geçmesini sağlar. Şimşekli fırtınalarda kapalı yerlerde olmak güvenlik sağlar. Ancak şöminelerden ya da telefon, elektrikli alet ve su donatımı gibi cihazlardan uzak durmalıdır. Açık havada ise tek başına ağaçların altına sığınmamak gerekir; ayrıca tel çitlerden, elektrik kablolarından ve demiryolu raylarından uzaklaşmak doğru olur.
Şimşek Nasıl Oluşur Kısaca
Şimşekler daha çok kümülonimbüs bulutlarında görülür ancak stratiform (ufkî şekilde yayılan katmanlı) bulutlarda da şimşeğe rastlanır. Kar fırtınalarında, kum fırtınalarında ve hatta volkanlardan çıkan gaz ve toz bulutlarında da şimşeklere rastlanır. Dünyada saniyede 50 ila 100 şimşek çakar.
Şimşek, sık sık sağanak yağışların dışında da çakıyor ve herhangi bir yağıştan 10 mil (yaklaşık 16 kilometre) uzaklıkta da meydana gelebilmektedir. Şimşek arka arkaya 40′ın üzerinde zigzag çakışlardan oluşabilmektedir. Yıldırım, bulut ile yer arasında oluşan, en tehlikeli şimşek türüdür. Çoğu çakma yeryüzüne negatif yük dağıtır ancak bir kısmı yeryüzüne pozitif yük taşır. Bu pozitif çakmalar sıklıkla bir orajın dağılma aşamasında oluşur. Pozitif çakmalar aynı zamanda kış ayları boyunca düşen toplam yıldırımların yüksek bir yüzdesini oluşturur.
Bulut ve yer arasındaki elektrik potansiyeli farkı 10 ila 100 milyon volttur ve yıldırımın dönüş darbesinin akımı yaklaşık 30.000 ampere, ısısı 30.000 °C’ye ulaşır. Yıldırımın oluşması çok hızlı bir şekilde gerçekleşir. Öncül darbe buluttan yere yaklaşık 30 milisaniyede ulaşır ve yerden bulutun merkezine yaklaşık 100 milisaniyede döner.
Şimşek Nasıl Gerçekleşir
Şimşek Nasıl Oluşur? Şimşek, sağanak yağmurda, atmosferdeki elektriğin boşalması esnasında oluşan parlak ışıktır. Peki bu parlak ışık ne zaman oluşur?rnrnŞimşek, atmosferin iki ayrı noktasında, yani bulut ve yer ya da iki bulut arasında oluşabileceği gibi, tek bulut içindeki elektrik geriliminin yüksek bir değere ulaştığı zaman da meydana gelebilmektedir. Güneş ışıkları ile yeryüzünde ısınan hava, içinde buharlaşan suyu da taşıyarak yükselir. Bu yükselen hava yaklaşık 2-3 kilometreye ulaşınca havanın soğuk katmanlarıyla karşılaşır. Bulutların bu yükselişleri sırasında içlerinde oluşan buz kristalleri birbirlerine sürtünerek bir statik elektrik enerjisi açığa çıkarırlar. Bu elektrik enerjisi bulutların üst katmanlarında pozitif (+), alt katmanlarında ise negatif (-) yüklü olarak birikir. Bulutun içindeki yük havayı iyonize edecek güce ulaştığında şimşek oluşur.
Şimşek Neden Oluşur
Parıltı, elektrik, yıldırıma benzetilir. Gökyüzündeki elektronların birbirlerine temas etmesi durumunda ortaya çıkan inanılmaz elektrik akımıdır. Elektron ve nötron yüklü bulutlar gökyüzünde hızlı bir şekilde çarpışması sonucu kendisini oluşur. Bulutların gökyüzündeki hızından dolayı hızlı çarpışmaları ortaya çıkarmaktadır.
Şimşek Nasıl Çakar
Bu konu üzerine üçüncü bir teori de J. I. Frenkel tarafından ortaya atılmıştır. Frenkel’e göre havada her iki işaretli iyonlar var olduğundan, dünyanın negatif elektrik yükleri kaçmaya ve iyonosferin pozitif elektrik yükleri ile birleşmeye yatkındır. Dolayısıyla dünyanın azalan elektrik yükünü sürekli olarak besleyecek bir olayın olması gerekmektedir.
Dünyanın elektrik yükünün sabit kalmasında en önemli rolü negatif yıldırım boşalmaları sağlayacaktır. Bu teoriye göre her iki işaretli iyonlardan oluşan hava ile küçük su damlacıkları veya buz kristallerinden meydana gelen bir ortam göz önüne alınır ve havanın negatif iyonlarının daha küçük su damlacıklarına veya buz kristallerine konduğu var sayılır. Buna göre bulut, negatif elektrikli su damlacıkları ve pozitif iyonlu havadan oluşur. negatif iyonlar su damlacıkları tarafından tutulmuştur