شنو الفرق بين البرق والرعد

البرق والرعد: ظاهرتان متلازمتان، لكن مختلفتان جذريًا

عندما تضرب العواصف الرعدية، تتزين السماء بعروض بصرية وصوتية تخطف الألباب. قد تبدو ظاهرتان البرق والرعد وكأنهما وجهان لعملة واحدة، لكن في حقيقتهما، هما حدثان مختلفان تمامًا، أحدهما بصري والآخر صوتي، وينتج كلاهما عن نفس العملية الفيزيائية المعقدة. إن فهم الفرق بين البرق والرعد يتطلب الغوص في أعماق علم الفيزياء الجوية، واستكشاف الآليات التي تتسبب في هذه الظواهر الطبيعية المهيبة.

كيف يتكون البرق؟ رحلة الشحنات الكهربائية في السماء

البرق، في أبسط صوره، هو تفريغ كهربائي هائل يحدث في الغلاف الجوي. تبدأ القصة داخل السحب الرعدية، حيث تتصادم قطرات الماء الصغيرة وحبيبات البرد وبلورات الجليد باستمرار. هذه التصادمات لا تؤدي فقط إلى نمو حبيبات البرد، بل تؤدي أيضًا إلى فصل الشحنات الكهربائية. تصبح الأجزاء العلوية من السحابة مشحونة بشحنات موجبة، بينما تتجمع الشحنات السالبة في الأجزاء السفلية.

عندما يتزايد تراكم الشحنات السالبة في قاع السحابة، يصبح فرق الجهد الكهربائي بين السحابة والأرض، أو بين مناطق مختلفة داخل السحابة نفسها، هائلاً. تصبح هذه البيئة مشحونة بشكل كافٍ للتغلب على مقاومة الهواء، مما يؤدي إلى حدوث تفريغ كهربائي عنيف. هذا التفريغ هو ما نراه على شكل البرق.

يمكن أن يحدث البرق بين السحابة والأرض (برق السحب الأرضي)، وهو الأكثر شيوعًا وخطورة. كما يمكن أن يحدث داخل السحابة نفسها (برق السحب الداخلي)، أو بين سحابتين مختلفتين (برق السحب بين السحب). بغض النظر عن نوعه، فإن البرق هو في الأساس تيار كهربائي قوي جدًا يتدفق عبر الهواء، مما يؤدي إلى تسخين الهواء المحيط به إلى درجات حرارة عالية جدًا، تصل إلى 30,000 درجة مئوية، أي خمسة أضعاف حرارة سطح الشمس.

الرعد: صوت الانفجار الهائل الناتج عن البرق

إذا كان البرق هو العين التي ترى، فإن الرعد هو الأذن التي تسمع. الرعد هو الصوت الناتج عن التمدد المفاجئ والسريع للهواء الذي يسخنه البرق. عندما يمر التيار الكهربائي الهائل للبرق عبر الهواء، فإنه يسخنه بشكل فوري إلى درجات حرارة شديدة. هذا التسخين السريع يؤدي إلى تمدد الهواء المحيط بشكل انفجاري.

يشبه هذا المبدأ انفجار الألعاب النارية، حيث يؤدي التفاعل الكيميائي السريع إلى إنتاج غازات ساخنة تتمدد بسرعة، مما يولد موجة صوتية. في حالة الرعد، يكون مصدر الحرارة هو التفريغ الكهربائي للبرق. هذا التمدد السريع للهواء يخلق موجة صدمية تنتشر في جميع الاتجاهات، وهي ما نسمعها على شكل الرعد.

تختلف شدة الرعد وخصائصه بناءً على عدة عوامل، منها شدة البرق، والمسافة بين مصدر البرق والمستمع، والتضاريس المحيطة. الرعد الذي نسمعه غالبًا ما يكون عبارة عن سلسلة من الأصوات المتفاوتة، من الضربة الحادة والمفاجئة إلى الهدير المستمر. هذا التنوع في الصوت ناتج عن انعكاس الموجات الصوتية عن المباني والجبال والأسطح الأخرى، بالإضافة إلى تداخل الموجات الصوتية الناتجة عن الأجزاء المختلفة لمسار البرق.

لماذا نرى البرق قبل سماع الرعد؟ سرعة الضوء مقابل سرعة الصوت

أحد أكثر الجوانب إثارة للاهتمام في ظاهرة البرق والرعد هو التفاوت الواضح بين رؤية البرق وسماع الرعد. غالبًا ما نرى وميض البرق قبل أن نسمع صوت الرعد، حتى لو حدثا في نفس اللحظة. السر في ذلك يكمن في اختلاف سرعة الضوء وسرعة الصوت.

الضوء، الذي يشكل البرق المرئي، يسافر بسرعة هائلة تبلغ حوالي 299,792 كيلومترًا في الثانية. أما الصوت، الذي يشكل الرعد، فيسافر بسرعة أبطأ بكثير، تبلغ حوالي 343 مترًا في الثانية في الظروف القياسية للهواء. هذا يعني أن الضوء يصل إلى أعيننا فور حدوث التفريغ الكهربائي، بينما يستغرق الصوت وقتًا أطول بكثير للوصول إلى آذاننا.

هذا الاختلاف في السرعة يسمح لنا بتقدير المسافة التي يبعدها البرق عنا. كل ثلاث ثوانٍ تمر بين رؤية البرق وسماع الرعد، يعني أن البرق يبعد عنا حوالي كيلومتر واحد. إذا سمعنا الرعد فور رؤية البرق، فهذا يعني أن العاصفة قريبة جدًا وخطيرة.

أنواع البرق والرعد: تنوع الظواهر

ليست كل عروض البرق والرعد متشابهة. هناك عدة أنواع رئيسية من البرق، ولكل منها خصائصه الصوتية المميزة:

برق السحب الأرضي (Cloud-to-Ground Lightning)

يحدث هذا النوع عندما يتدفق التيار الكهربائي من السحابة إلى الأرض، أو العكس. غالبًا ما يكون هذا البرق هو الأكثر شدة وخطورة، ويصدر صوت رعد قوي وحاد. قد يظهر على شكل خطوط متعرجة، أو متشعبة، أو حتى على شكل “شعاع” واسع.

برق السحب الداخلي (Intra-Cloud Lightning)

وهو النوع الأكثر شيوعًا، حيث يحدث التفريغ الكهربائي داخل السحابة الرعدية نفسها. قد يظهر على شكل وميض واسع النطاق يضيء السحابة بأكملها، أو على شكل “وميض” أكثر تركيزًا. صوت الرعد الناتج عنه يكون غالبًا مكتومًا أو متقطعًا، بسبب حجب السحابة له.

برق السحب بين السحب (Cloud-to-Cloud Lightning)

يحدث هذا النوع عندما ينتقل التفريغ الكهربائي بين سحابتين مختلفتين. يمكن أن يكون هذا النوع مذهلاً بصريًا، حيث يمتد عبر السماء بين السحب. صوت الرعد المصاحب له قد يكون مميزًا، حيث يعتمد على المسافة والبيئة.

أنواع أخرى من الظواهر المرتبطة

بالإضافة إلى الأنواع الرئيسية، هناك ظواهر بصرية أخرى مرتبطة بالبرق، مثل:
* **البرق المتشعب (Forked Lightning):** وهو الشكل الأكثر شيوعًا، حيث يظهر البرق على شكل خط متعرج مع تفرعات.
* **البرق الكروي (Ball Lightning):** ظاهرة نادرة وغير مفهومة تمامًا، تظهر على شكل كرة متوهجة تتحرك في الهواء.
* **البرق السطحي (Sheet Lightning):** هو في الواقع برق السحب الداخلي أو بين السحب، لكن الضوء ينتشر بشكل واسع عبر السحابة، مما يجعله يبدو وكأنه ضوء منتشر.

الخلاصة: توازن الطبيعة بين القوة والجمال

في الختام، البرق والرعد ظاهرتان متلازمتان، لكنهما مختلفتان جوهريًا. البرق هو التجلي المرئي للتفريغ الكهربائي الهائل، بينما الرعد هو الموجة الصوتية الناتجة عن التمدد المفاجئ للهواء الساخن. إن فهم هذه الفروق لا يقتصر على الإشباع الفكري، بل يساهم أيضًا في تعزيز الوعي بالسلامة خلال العواصف الرعدية. إنها تذكير مذهل بقوة الطبيعة وجمالها، وبأن وراء كل وميض ساطع، هناك صوت مدوٍ يحكي قصة تفاعل كوني مدهش.