Блискавка та грім - як визначити відстань?

Грім - звукове явище в атмосфері, що супроводжує розряд блискавки . Грім являє собою коливання повітря під впливом дуже швидкого підвищення тиску на шляху блискавки, внаслідок нагрівання приблизно до 30 000 ° С. Гуркіт грому виникають через те, що блискавка має значну довжину і звук від різних її ділянок доходить до вуха спостерігача не одночасно, крім того виникнення розкатів сприяє відображення звуку від хмар, а також тому, що через рефракції звукова хвиля поширюється по різних шляхах і приходить з різними запізнюваннями, крім того сам розряд відбувається не миттєво, а триває кінцевий час.

Гучність гуркоту грому може досягати 120 децибел.

Вимірюючи інтервал часу між спалахом блискавки і ударом грому можна приблизно визначити відстань, на якій знаходиться гроза. Так як швидкість світла дуже велика в порівнянні зі швидкістю звуку, то нею можна знехтувати, враховуючи лише швидкість звуку, яка складає приблизно 330 метрів в секунду. (Але швидкість звуку дуже мінлива, залежить від температури повітря, ніж вона нижча, тим менше швидкість.) Таким чином, помноживши час між спалахом блискавки і ударом грому в секундах на цю величину, можна судити про близькість грози, а зіставляючи подібні вимірювання, можна судити про те, чи наближається гроза до спостерігача (інтервал між блискавкою і громом скорочується) або віддаляється (інтервал збільшується). Як правило, грім чути на відстані до 15-20 кілометрів, таким чином, якщо спостерігач бачить блискавку, але не чує грому, то гроза знаходиться на відстані не менше 20 кілометрів.


Зіставимо дві швидкості:
швидкість світла = 300 000 000 м/с
швидкість звуку (на рівні моря при нулі градусів Цельсія) 331 м/с
різниця швидкостей - приблизно в мільйон разів (на шість порядків).

Блискавка - це електричний розряд. Якщо від тебе до цього розряду, скажімо, 1 км, то світло (блискавка) від неї долетить за 3 мікросекунди, тобто практично миттєво, а звук (грім) буде летіти 3 секунди, що цілком вимірювані навіть побутовими засобами. Тому береш секундомір, стартуешь його під час спалаху блискавки і зупиняєш, коли чуєш звук грому. Множимо виміряне час на швидкість звуку - отримуєш зразкову відстань від тебе до електричного розряду.

3 секунди = 1км


Про небезпеку блискавки говорити додатково не потрібно, а ось про небезпеку грому часто питаються, ось і відповідь.
Остерігатися грому немає ні найменших підстав. До того часу, коли його звук досягає людини, електричний розряд блискавки, яка власне і викликала грім, вже давно згасне. Те, що розрив у часі між ними може досягати кількох десятків секунд, пояснюється значно більшою швидкістю поширення світла у порівнянні зі швидкістю звуку. Під час розряду блискавки в повітрі миттєво виникають області стиснення (підвищеного тиску) і розширення (зниженого). Вони з силою «стикаються», виробляючи гуркіт, який називається громом.