[전자기학] 번개[낙뢰]에 대해서

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번개는 적란운 안쪽이나 적란운과 땅, 공기, 또는 다른 구름 사이를 대전된 입자들이 빠르게 이동할 때 일어나는 불꽃이다. 적란운은 강한 태양광선으로 지표의 공기가 가열되어 생기는 심한 상승기류에 의해 발생한다. 여름에 흔히 보는 뭉게구름은 크게 만들어지는 적란운이다.
적란운을 구성하고 있는 물방울이 상승기류로 인해 파열되면, 물방울의 물은 분자가 전기 쌍극자로 되어있어, 물방울의 바깥쪽에는 전자와 같이 가벼운 것으로 형성되어있어서 물방울이 분열되면 가장 바깥쪽이 떨어져나가 파열된 물방울은 양(+)으로, 둘레의 공기는 음(-)으로 대전하게 된다.
그런데 양의 전하를 가진 물방울은 뇌운의 위쪽으로 올라가고 음의 전하는 아래쪽으로 머무르게 되다가 뇌운의 아래쪽에 음의 전하가 많아지면 나누어진 양의 전하와 음의 전하가 서로를 향해 흐르거나, 땅에 있는 반대 전하를 향해 흘러 불꽃이 생길 때, 상층의 구름과의 사이 또는 지면으로 방전해서 낙뢰현상이 발생하게 된다.
이때 습한 공기를 통하여 많은 전류가 일시에 흐르는데 이를 번개라고 한다. 그리고 천둥소리는 번쩍이는 번갯불이 비치면서 공기가 급격하게 팽창하기 때문에 동반하게 되는 현상이다. (그런데 이 때 어떻게 적란운이 대전되는지는 정확하게 알려져 있지 않다. 구름 속에 있는 눈의 결정들이 마찰을 일으켜 전기를 띤다는 주장, 구름 속 얼음 입자가 깨지거나 부딪칠 때 전기를 띨 것이라는 주장, 과냉각 물방울이 얼 때 음의 전기를 띠고 주위 공기는 양의 전기를 띤다는 주장이 있을 뿐이다. 또 이러한 사실을 기초로 1948년 미국의 워크맨과 레이놀즈는 물이 어는 과정이 하전 형성에 중요한 역할을 하고 있음을 시사했다. 그리고 실험에 의해서 빙정과 과냉각 물방울이 공존하는 상태에서는 많은 전하가 발생한다는 것이 확인됐다.)

3. 번개의 종류
번개는 기상학적인 발생원인데 따라 다음과 같이 분류할 수 있으나 실제로는 여러 가지 원인이 복합적으로 되어 있는 경우가 많다.

① 열뢰(熱雷)

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