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Rayo

Rayo

El rayo es una descarga electrostática acompañada por una emisión de luz (relámpago) y sonido (trueno).

Geografía

Palabras clave

rayo, relámpago, electricidad, descarga, trueno, fenómeno luminoso, carga positiva, carga negativa, cristal de hielo, plasma, pararrayos, tormenta, tiempo, nube, formación de nubes, precipitación, lluvia, granizo, hielo, meteorología, electrostática, geografía

Extras relacionados

Preguntas

  • ¿A qué distancia estamos del rayo si pasan 5 segundos entre el relámpago y el trueno?
  • ¿Quién comprobó que las nubes están cargadas eléctricamente?
  • ¿Quién es el dios del trueno, el rayo y el relámpago en la mitología griega?
  • ¿Qué se produce en el aire cuando se genera un relámpago?
  • ¿Cuántos rayos se producen cada año, en promedio, en la atmósfera de la Tierra?
  • ¿En qué estación del año se producen más rayos en la zona templada?
  • ¿Cuál de estas afirmaciones es verdadera en cuanto a un rayo de nube a tierra?
  • ¿Qué causa el trueno según la ciencia moderna?
  • ¿Cuál de estas afirmaciones es verdadera en cuanto a las nubes de tormenta?
  • ¿Qué fuerza controla el movimiento de los cristales de hielo en una nube de tormenta?
  • ¿Qué es el fenómeno de la ionización?
  • ¿A qué temperatura puede calentar la energía del rayo al aire que se encuentra a su alrededor?
  • ¿Cuál de estas afirmaciones es verdadera?
  • ¿Cuál de estas afirmaciones es falsa?
  • ¿Dónde es seguro permanecer durante una tormenta eléctrica?
  • ¿De qué tipo de material se fabrica el pararrayos?
  • ¿Cuál de estos es un fenómeno luminoso producido por encima de las nubes?

Escenas

Tipos de rayos

El rayo es uno de los fenómenos más espectaculares de nuestra atmósfera.

Los rayos pueden ser agrupados según su lugar de formación. Los rayos de nube a nube son generalmente horizontales y pueden alcanzar una longitud de 40 a 50 km, mientras los rayos intra-nube cuentan con una longitud máxima de sólo unos kilómetros. Estos dos se perciben como destellos breves y no se ven sus ramificaciones; pertenecen a los tipos más comunes, comprendiendo casi el 65-75% de los rayos. Otro tipo de rayo, relativamente raro es el rayo de nube a aire. El tipo más espectacular es el rayo de nube a tierra que cuenta con una longitud de unos kilómetros.

Formación

  • cristal de hielo
  • cristal de hielo
  • partículas cargadas positivamente
  • partículas cargadas negativamente
  • velocidad de propagación de la luz - La velocidad de propagación de la luz en el aire es de 299 700 km/s.
  • velocidad de propagación del sonido - La velocidad de propagación del sonido en el aire es de 340 m/s.

La explicación científica moderna del fenómeno se basó en los experimentos del científico Benjamin Franklin. En 1752, hizo volar una cometa durante una tormenta eléctrica para atraer la electricidad y con este experimento demostró que las nubes acumulan carga eléctrica.

Según nuestros conocimientos actuales, se sabe que el vapor de agua que constituye las nubes se hiela a grandes altitudes, y que la gravedad y la flotabilidad generada por el aire ascendente determinan el movimiento de los cristales de hielo. Debido a las fuerzas opuestas, los cristales de hielo están en movimiento constante, rozan unos con otros y acumulan carga electrostática. En la mayoría de los casos, la carga de los cristales de hielo descendentes se vuelve negativa, y los cristales de hielo ascendentes adquieren carga positiva. Así, la parte superior de la nube se carga positivamente, mientras su parte inferior se carga negativamente.

La carga negativa acumulada en la parte inferior de la nube y en las partículas negativas situadas justo debajo de la superficie terrestre se repelen; como resultado, la superficie adquiere carga positiva. Por lo tanto, debido a la diferencia de potencia eléctrica generada entre la nube y la tierra, se produce una descarga eléctrica para igualar esta diferencia en forma de un rayo.

Fenómenos relacionados

  • relámpago - Las partículas cargadas negativamente atravesando el canal de plasma ionizan las moléculas del aire. Durante este fenómeno se genera plasma, y el rayo alcanza una temperatura de 30 000 °C.

Cuando se genera un relámpago se produce plasma que consiste en partículas cargadas positivamente y partículas de gran energía cargadas negativamente que se mueven libremente.

Después de un tiempo, las partículas de gran energía recuperan su estado base, durante este proceso trasmiten su energía a su entorno en forma de emisión de luz y calor. Los fotones producidos se perciben como un destello de luz, o un relámpago.

El plasma es capaz de calentar el aire en su entorno con mucha rapidez hasta una temperatura de 30 000 °C. Después de alcanzar este punto, el volumen del aire se expande súbitamente. Como el plasma desaparece en la fracción de un segundo, el aire se enfría rápidamente y su volumen decrece. El crecimiento y decrecimiento del volumen del aire está acompañado con un sonido parecido a una explosión, que se llama trueno.

Fenómenos de descarga en la alta atmósfera

  • espectro rojo - Fue descubierto en 1989 cuando fotografiaron la aurora boreal. Este fenómeno luminoso formado por encima de cumulonimbos (nubes de tormenta) a menudo coincide con la actividad de rayos de nube a tierra y rayos intra-nube. En su mayor parte muestra un color rojo con una parte inferior filamentosa de color azulado. Los destellos aparecen formando grupos y duran unos milisegundos. Su altura es de 40 a 60 km.
  • chorro azul - Es un fenómeno mucho más raro que el espectro rojo. Se proyecta desde la parte superior eléctricamente cargada de un cumulonimbo (nube de tormenta) y desaparece después de unas décimas de segundos.
  • elfo - Se encuentra a grandes altitudes, formando un anillo aplanado de casi 400 km de diámetro que se expande con rapidez. Muchas veces coincide con la aparición de espectros rojos. Se caracteriza por tonalidades rojizas, anaranjadas y amarillentas.

Durante una fuerte tormenta eléctrica, también pueden formarse destellos de luz por encima de las nubes. Según las especulaciones, su formación es debido a que los rayos generan un campo eléctrico entre un cumulonimbo y la ionosfera, lo que resulta en una descarga eléctrica. Estos destellos breves generados bajo una presión atmosférica baja recibieron su nombre de su color y forma.

La descarga de un espectro rojo reviste una forma parecida a una medusa o columna. Un chorro azul se proyecta desde la parte superior de un cumulonimbo; es más brillante que un espectro rojo, y es azul. Un elfo es un fenómeno de la alta atmósfera que con frecuencia coincide con la aparición de un espectro rojo y forma un enorme anillo aplanado.

Frecuencia

Cada año se forman de media alrededor de 1500 millones de rayos en la atmósfera de la Tierra. Su distribución no es uniforme: por una parte, estos fenómenos se forman con mucho mayor frecuencia sobre los continentes; además, se dan típicamente en las áreas tropicales. En las regiones polares su ocurrencia es relativamente rara, mientras en la zona templada es más frecuente durante el verano.

En la mitología nórdica, el dios responsable de las tormentas y los rayos se llama Thor, mientras en la griega es Zeus. Aún hoy en día se ha conservado en el folclore de muchas culturas la creencia, según la cual, el rayo es el castigo de los dioses.

La caída de un rayo realmente constituye una amenaza grave, ya que cada año causa la muerte de miles de personas mundialmente y está relacionado con un significativo número de incendios.

Durante una tormenta eléctrica, se aconseja refugiarse en vehículos o edificios. Si esto no es posible, entonces se debe uno mantener alejado de cimas de montaña y evitar refugiarse bajo árboles solitarios.

Los edificios altos se pueden proteger con pararrayos que conducen la carga eléctrica del rayo a la tierra, así evitando que el edificio sufra daños.

Animación

  • rayo de nube a nube
  • rayo intra-nube
  • rayo de nube a aire
  • rayo de nube a tierra
  • cristal de hielo
  • cristal de hielo
  • partículas cargadas positivamente
  • partículas cargadas negativamente
  • velocidad de propagación de la luz - La velocidad de propagación de la luz en el aire es de 299 700 km/s.
  • velocidad de propagación del sonido - La velocidad de propagación del sonido en el aire es de 340 m/s.
  • trueno - El aire alrededor del rayo se calienta súbitamente a varios miles de grados Celsius (hasta una temperatura de 30 000 °C) y se expande; luego se contrae al enfriarse con mucha rapidez. La expansión y contracción rápida del aire genera un sonido parecido a una explosión.
  • relámpago - Las partículas cargadas negativamente atravesando el canal de plasma ionizan las moléculas del aire. Durante este fenómeno se genera plasma, y el rayo alcanza una temperatura de 30 000 °C.
  • espectro rojo - Fue descubierto en 1989 cuando fotografiaron la aurora boreal. Este fenómeno luminoso formado por encima de cumulonimbos (nubes de tormenta) a menudo coincide con la actividad de rayos de nube a tierra y rayos intra-nube. En su mayor parte muestra un color rojo con una parte inferior filamentosa de color azulado. Los destellos aparecen formando grupos y duran unos milisegundos. Su altura es de 40 a 60 km.
  • chorro azul - Es un fenómeno mucho más raro que el espectro rojo. Se proyecta desde la parte superior eléctricamente cargada de un cumulonimbo (nube de tormenta) y desaparece después de unas décimas de segundos.
  • elfo - Se encuentra a grandes altitudes, formando un anillo aplanado de casi 400 km de diámetro que se expande con rapidez. Muchas veces coincide con la aparición de espectros rojos. Se caracteriza por tonalidades rojizas, anaranjadas y amarillentas.

Narración

El rayo es uno de los fenómenos más espectaculares de nuestra atmósfera.

Los rayos pueden ser agrupados según su lugar de formación. Los rayos de nube a nube son generalmente horizontales y pueden alcanzar una longitud de 40 a 50 km, mientras los rayos intra-nube cuentan con una longitud máxima de sólo unos kilómetros. Estos dos se perciben como destellos breves y no se ven sus ramificaciones; pertenecen a los tipos más comunes, comprendiendo casi el 65-75% de los rayos. Otro tipo de rayo, relativamente raro es el rayo de nube a aire. El tipo más espectacular es el rayo de nube a tierra que cuenta con una longitud de varios kilómetros.

La explicación científica moderna del fenómeno se basó en los experimentos del científico Benjamin Franklin. En 1752, hizo volar una cometa durante una tormenta eléctrica para atraer la electricidad y con este experimento demostró que las nubes acumulaban carga eléctrica.

Según nuestros conocimientos actuales, se sabe que el vapor de agua que forma las nubes se hiela a grandes altitudes, y que la gravedad y la flotabilidad generada por el aire ascendente determinan el movimiento de los cristales de hielo. Debido a las fuerzas opuestas, los cristales de hielo están en movimiento constante, rozan unos con otros y acumulan carga electrostática. En la mayoría de los casos, la carga de los cristales de hielo descendentes se vuelve negativa, y los cristales de hielo ascendentes adquieren carga positiva. Así, la parte superior de la nube se carga positivamente, mientras su parte inferior se carga negativamente.

La carga negativa acumulada en la parte inferior de la nube y en las partículas negativas situadas justo debajo de la superficie terrestre se repelen; como resultado, la superficie adquiere carga positiva. Por lo tanto, debido a la diferencia de potencia eléctrica generada entre la nube y la tierra, se produce una descarga eléctrica para igualar esta diferencia en forma de un rayo.

Cuando se genera un relámpago se produce plasma que consiste en partículas cargadas positivamente y partículas de gran energía cargadas negativamente que se mueven libremente.

Después de un tiempo, las partículas de gran energía recuperan su estado base, durante este proceso trasmiten su energía a su entorno en forma de emisión de luz y calor. Los fotones producidos se perciben como un destello de luz, o un relámpago.

El plasma es capaz de calentar el aire en su entorno con mucha rapidez hasta una temperatura de 30 000 °C. Después de alcanzar este punto, el volumen del aire se expande súbitamente. Como el plasma desaparece en la fracción de un segundo, el aire se enfría rápidamente y su volumen decrece. El crecimiento y decrecimiento del volumen del aire está acompañado de un sonido parecido a una explosión, que se llama trueno.

Durante una fuerte tormenta eléctrica, también pueden formarse destellos de luz por encima de las nubes. Según las especulaciones, su formación es debido a que los rayos generan un campo eléctrico entre un cumulonimbo, o una nube de tormenta, y la ionosfera, lo que resulta en una descarga eléctrica. Estos destellos breves generados bajo una presión atmosférica baja recibieron su nombre de su color y forma.

La descarga de un espectro rojo reviste una forma parecida a una medusa o columna. Un chorro azul se proyecta desde la parte superior de un cumulonimbo; es más brillante que un espectro rojo, y es azul. Un elfo es un fenómeno de la alta atmósfera que con frecuencia coincide con la aparición de un espectro rojo y forma un enorme anillo aplanado.

Cada año se forman de media alrededor de 1500 millones de rayos en la atmósfera de la Tierra. Su distribución no es uniforme: por una parte, estos fenómenos se forman con mucho mayor frecuencia sobre los continentes; además, se dan típicamente en las áreas tropicales. En las regiones polares su ocurrencia es relativamente rara.

En la mitología nórdica, el dios responsable de las tormentas y los rayos se llama Thor, mientras en la griega es Zeus. Aún hoy en día se ha conservado en el folclore de muchas culturas la creencia, según la cual, el rayo es el castigo de los dioses.

La caída de un rayo realmente constituye una amenaza grave, ya que cada año causa la muerte de miles de personas mundialmente y está relacionado con un significativo número de incendios.

Durante una tormenta eléctrica, se aconseja refugiarse en vehículos o edificios. Si esto no es posible, entonces uno se debe mantener alejado de cimas de montaña y evitar refugiarse bajo árboles solitarios.

Los edificios se pueden proteger con pararrayos que conducen la carga eléctrica del rayo a la tierra, así evitando que el edificio sufra daños.

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