كيف تحدث ظاهرة البرق

 

كيف تحدث ظاهرة البرق

البرق هو

ظاهرة ضوئية تظهر في السماء في الأيام التي تتلبد فيها السماء بالغيوم،وينتج هذا الضوء من اصطدام سحابتين إحداهما تحمل الشحنة الكهربائية الموجبة والأخرى تحمل الشحنة الكهربائية السالبة أو من تفريغ كهربائييحدث من سحابة إلى أخرى أو بين أجزاء السحابة الواحدة أو من سحابةمن السحب إلى الأرض. وفي هذا التفريغ الكهربائي تتولد شرارة قويةتظهر على هيئة ضوء نراه فجأة ثم سرعان ما يتلاشى وبعدها بمدةٍوجيزة يصدر صوت مرتفع يسمى الرعد. فالبرق هنا يحدث في السماءلأن تفريغ الشحنة تحدث في السماء. يرفع البرق درجة حرارة الهواءالمحيط به إلى ما يقارب 20 ألف درجة مئوية وينتج عن ذلك موجةصدمة أسرع من الصوت والتي تصل إلينا كموجة صوتية نسميها الرعد.

سرعة البرق

تتراوح بين 60 و 1600 كيلومتراً في الثانية، أي نصف سرعة الضوء،يتراوح تياره من بضعة آلاف إلى نحو مائة ألف أمبير، ويبلغ متوسطالجهد الكهربائي حوالي مائة ألف فولت. والبرق لا يكون مضراً إلا إذاانتقل من السحب إلى الأرض فقد يصيب الناس ومنازلهم ومزارعهم.لذا يتم استخدام مانعة الصواعق فوق الأماكن العالية وهي عبارة عنشاخص من النحاس ذو طرف مدبب ويثبت في أعلى المباني ويتصلبسلك معدني سميك ينتهي بلوح معدني مدفون تحت الأرض لكي ينقلالتيار الكهربائي ويفرغ الشحنة في الأرض.

البرق عبر التاريخ

كان البرق يشغل تفكير الإنسان منذ فجر التاريخ، وطرحت الكثير منالأساطير حوله لأن الإنسان كان يراه مخيفاً، فعلى سبيل المثال كانالإغريق ينسبون حدوث البرق إلى الآلهة زيوس ويعتقدون أنه كانيستخدمه لتخويف الأعداء والانتقام. وكذلك تنافست الحضارات القديمةعلى ربط البرق بالقصص الخيالية والأساطير والمعتقدات الدينية وبقيتالخرافات تسيطر على عقول الناس قبل وصول الرسالات السماوية، ومنالجدير بالذكر أنّ البرق والرعد والصواعق والعواصف والأمطار قد وردذكرها في القرآن الكريم في الكثير من الآيات. وقد تكرر ارتباط البرقبالخوف والطمع مرتين في القرآن، حيث إنّ البرق قد يكون فيه الخير الكثير وقد يكون فيه الضرر لذلك فإن الإنسان يخافه ويحذره.

وقد بدأت المحاولات الجادة لفهم البرق علمياً في

القرن الثامن عشر، أثبت البرق علمياً في عام 1752 م على يد العالمبنيامين فرانكلين من خلال تجربة الطائرة الورقية الخطيرة أن البرقطبيعته كهربائية وأنه شرارة تنتج من التقاء شحنتين متعاكستينواستمرت التجارب والأبحاث منذ ذلك الوقت تباعاً وكان بعضها خطيراً

جداً وقد تعرض بعض العلماء للإصابة من المباشرة من البرق ومنهمالعالم جورج ريتشمان والذي توفي على الفور من ضربة البرق، ومعالوقت تطورت الأدوات والوسائل وأصبحت أكثر أماناً حتى أنه تم توليدبرق صناعي كالذي قام به العالم نيكولا تيسلا عام 1900 م، وهكذا

استمرت الأبحاث والتجارب حتى تم الوصول إلى تفاصيل كثيرةحول نشأة البرق وأسباب تشكله وأنواعه.

الفرق بين البرق والرعد

الفرق بينهما بسيط جداً، فالبرق هو الظاهرة الضوئية التي نراها حينمايحدث التفريغ الكهربائي بين السحب كما تحدثنا سابقاً، أما الرعد فهوالظاهرة الصوتية الناتجة عن هذاالتفريغ، ومن المعروف أن الضوء أسرع من الصوت لذا فنحن نرى البرق قبل أن نسمع الرعد.

الفرق بين البرق والصاعقة

الفرق بين البرق وبين الصاعقة يكمن في أن البرق يحدث بين أجزاءالسحب المختلفة في السماء، ولكن في حالة الصاعقة فإن التفريغالكهربائي يحدث بين السحاب الذي يحمل الشحنات الموجبة والأرض التيتحمل الشحنات السالبة. والصاعقة قد تسبب في هلاك الإنسان أو إصابتهبأضرارٍ جسيمة هو وممتلكاته، وقد تتسبب في حرائق الغابات، مدة الصاعقة لا تتجاوز عشر الثانية وحرارتها قد تصل إلى 15000 درجةمئوية علما بأن حرارة سطح الشمس فقط 8000 درجة مئوية. ومنالخطورة المشي في الأماكن المكشوفة التي ليس فيها أماكن عالية أثناءوقوع الصواعق. أما فيما يخص المنازل والمباني فيمكن إبعاد خطرالصواعق من خلال استخدام مانعة الصواعق التي ذكرناها سابقاًفوق هذه المنشآت.

أنواع البرق

برق سحابة – أرض، وينتج من أن شحنة السحابة عند الجهة القريبةمن الأرض تكون سالبة وسطح الأرض تكون شحنته موجبة وهذههي الصاعقة التي تضرب الأرض.

برق سحابة – سحابة،

يحدث بين السحب المختلفة الشحنات،وهو الأكثر شيوعاً وانتشاراً في مختلف أرجاء العالم.

برق سحابة – هواء،

ويحدث حينما يكون هناك اختلاف بين شحنة السحابة وشحنة الهواءالمحيط بها من أحد الجوانب. ومن الصعب ملاحظة هذا النوع من البرق.وهناك برق يحدث داخل السحابة ذاتها وذلك لاختلاف الشحنة بينطرفيها وحدوث تلامس بينهما في ظروف معينة في العواصف الرعدية.كما وأن هناك أنواع كثيرة من البرق مثل البرق الشريطي والبرقالخرزين والبرق المتقطع والبرق المتفرع وبرق الأشباح والبرق الورقيوالبرق الحراري والبرق الجاف والبرق الصاروخي وكرة البرق وبرقالنفاثات الزرقاء وبرق الأقزام وغيرها.

البرق والمسطحات المائية

أظهرت الإحصائيات والدراسات التي قامت بها وكالة ناسا أنّ غالبيةحالات البرق تحدث في اليابسة فقط، مع أن المساحة الغالبة على سطحالأرض هي مساحة المسطحات المائية. وذلك لأنّ الصاعقة تبحث عنأقصر مسار واليابسة غالباً هي أكثر ارتفاعاً من مستوى سطح البحر.وحتى وإنّ ضربت المسطحات المائية بالصواعق فإن الكائنات البحريةتبقى على قيد الحياة لأن البرق لا يخترق السطح المائي لمسافات عميقةتحت تأثير ظاهرة تدعى تأثير القشرة. حيث إنّ هذه الظاهرة هي مسؤولةعن تحويل سطح الموصل الخارجي إلى عنصر حتى تزيد مقاومة الموصلالنوعية. والماء المالح في هذه الحالة يقاوم تيار الكهرباء أكثر من الموصل المعدني.

فوائد البرق

البرق والمطر كلاهما يساهمان في تنقية الجو من الغبار وحبوباللقاح والملوثات والجراثيم. وبالتالي يمكنك أن تستمع بنقاء الهواءبعد أن تنتهي العاصفة الرعدية.الحرارة والضغط المصاحبان للبرق يساعدان على تحويل النيتروجينوالغازات الأخرى في الجو إلى مركبات مفيدة مثل أكاسيد النيتروجينوحمض النيتريك وهذه المركبات تسقط من الأمطار وتختلط بالتربةلتعمل كسماد طبيعي مفيد للنباتات.

البرق يساعد على

سقوط الأمطار وري المزروعات، وهو يساعد على تكاثف ذرات الغبارالتي تسهل عملية التكاثف وتساقط الأمطار. وكذلك فإنّ البرق يولِّدُ حرارةعاليةً جداً في وقت قصير كما أسلفنا، وهذه الحرارة تسخن الهواء المحيطوهذا يؤدي إلى هبوط الضغط الجوي بسرعة، وهذه هي البيئة المثلىلهطول المطر، لذلك نلاحظ أن قطرات الأمطار الكبيرة تهطل بعد البرق فيغالب الأحيان.

تصوير البرق هواية عند الكثير من الهواة والمحترفين في فنالتصوير، وقد ساعد هذا التصوير العلماء على دراسة هذه الظاهرة بشكلموسع، والكثير من هؤلاء المصورين والمهتمين يتعاملون معهكلوحة فنية طبيعية رائعة.

البرق يولد الماء الثقيل "الماء المؤكسد" الذي يتألف من كمياتإضافية من الأكسجين، وهذا الماء مفيد جداً للقضاء على الجراثيم،ويستعمل طبياً في تطهير الجروح وهذا الماء يقضي على الآفات الزراعيةعندما يسقط على الأرض، لذلك يقال أن قلة الرعد والبرق تزيد من الآفات النباتية.