Wstęp
Grzmot to zjawisko akustyczne, które towarzyszy wyładowaniom elektrycznym w atmosferze, szczególnie podczas burz. Jest to dźwięk powstający na skutek niezwykle szybkiego rozszerzenia się powietrza wokół pioruna, co powoduje falę uderzeniową, która dociera do naszych uszu. W artykule przyjrzymy się dokładniej temu zjawisku, jego przyczynom, sposobowi obliczania odległości od miejsca wyładowania oraz różnym formom, jakie może przybierać grzmot.
Przyczyny powstawania grzmotu
Od wieków ludzie zastanawiali się nad tym, co dokładnie powoduje powstawanie grzmotu. W starożytności najczęściej spekulowano, że jest to efekt kolizji chmur. Teoria ta została prawdopodobnie zaproponowana przez Arystotelesa już w III wieku przed naszą erą. Przez długi czas uważano również, że pioruny generują próżnię w atmosferze, co miało prowadzić do powstania grzmotów. Jednakże dopiero w XIX wieku zaczęto badać zjawisko w sposób bardziej naukowy.
Z biegiem lat teorie ewoluowały. W XX wieku naukowcy zaczęli twierdzić, że grzmoty są wynikiem fali uderzeniowej generowanej przez nagłe rozszerzenie się plazmy związanej z wyładowaniem piorunowym. Temperatura wewnątrz pioruna może wzrosnąć od około 20 000 K do nawet 30 000 K w ciągu zaledwie 50 mikrosekund. Tak wysoka temperatura powoduje gwałtowne rozszerzenie się powietrza, które otacza piorun, co skutkuje powstaniem fali uderzeniowej.
Jednakże współczesne badania podważają wcześniejsze teorie oparte na fali uderzeniowej, wskazując na to, że ciśnienie wewnątrz symulowanego pioruna może być znacznie wyższe niż wcześniej sądzono. Niektórzy naukowcy sugerują, że za powstawanie grzmotu mogą odpowiadać efekty elektrodynamiczne związane z ogromnym prądem wyładowania piorunowego.
Różnorodność dźwięku grzmotu
Grzmoty mogą przybierać różne formy dźwiękowe, które zależą od wielu czynników, takich jak odległość od obserwatora oraz warunki atmosferyczne. Niektórzy ludzie mogą usłyszeć głośny trzask, który przypomina eksplozję, podczas gdy inni mogą doświadczać długiego i niskiego pomruku. Ten różnorodny charakter dźwięku jest wynikiem zarówno charakterystyki samego wyładowania, jak i jego interakcji z otoczeniem.
Pioruny mogą emitować dźwięki o różnych częstotliwościach i intensywności. Krótkie i ostre grzmoty często są związane z bezpośrednim uderzeniem pioruna w pobliskie miejsce. Z kolei dłuższe pomruki mogą wynikać z odbicia dźwięku od chmur lub innych przeszkód w terenie. Warto zauważyć, że im dalej obserwator znajduje się od miejsca wyładowania, tym bardziej dźwięk staje się stłumiony i opóźniony.
Obliczanie odległości od pioruna
Jednym z interesujących aspektów związanych z grzmotem jest możliwość oszacowania odległości do miejsca uderzenia pioruna na podstawie czasu pomiędzy zauważeniem błyskawicy a usłyszeniem grzmotu. Zjawisko to wykorzystuje różnicę prędkości rozchodzenia się światła i dźwięku w powietrzu. Światło porusza się znacznie szybciej niż dźwięk, dlatego osoba znajdująca się w odpowiedniej odległości widzi błyskawicę przed usłyszeniem grzmotu.
Prędkość dź
Artykuł sporządzony na podstawie: Wikipedia (PL).