雷の発生のメカニズムは、簡潔に難しくお話します。
まず、暖かく湿った空気が上昇気流で積乱雲が発生します。
積乱雲の中では、氷や水の分子同士がぶつかり合い静電気が発生します。
やがて、大きな氷の粒がマイナスに帯電して下降し、プラスに帯電した氷の粒が雲の上へと移動します。そして、積乱雲の上下でプラスとマイナスに分かれます(電気分極)。
こうして積乱雲が雷雲となり、地表面がプラスに誘導され、一気に電気の通りにくい空気中に数千～数万ボルトの電圧が流れる、これが雷です。
では、上の画像のように、なぜ雷はギザギザなのかという本題ですが、空気は非常に電気の通しにくい物質です。
その空気の中でも通り易いところを電気が走り、数十メートル程度進むと方向を変え、この繰り返しがギザギザになる正体です。
ライターやカセットコンロの圧電素子で、カチッカチッと点火する時、火花が見えますが、これは直線です。
電気は最短距離で進む性質があるためです。
しかし、雷のように、もともと電気の通りにくい空気では距離が長くなるとギザギザになってしまうんですね。
ちなみに、目安にすぎませんが、火花(放電)の距離が1cmで約1万ボルトの電圧です(もちろん、閃光の太さや明るさの相違で電圧は全く変わってきますから、この目安を信じ切らないでください)。
日常にちょっとした工夫をすると劇的に効果が上がったり、便利になったりします。
こうした発想が発明を生み、そして、それが特許と言った知的財産へと繋がり、商品化されることもあるのです。
科学も学ぶだけではなく、日常を便利にする知識として活用して、初めて先人たちが築き上げてきた科学の恩恵を受けられ、科学という学問の意義が発揮されるのです。
常日ごろ、｢ふ｣(不、負)を無くすという｢気付きの発想｣を持っていると、凄い発明家や科学者になれるの近道と言えましょう！
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