Trueno
El trueno es el sonido que produce el rayo . [1] [2] [3] Dependiendo de la distancia y la naturaleza del rayo, puede variar desde un estruendo largo y bajo hasta un crujido repentino y fuerte. El aumento repentino de la temperatura y, por lo tanto, de la presión causado por el rayo produce una rápida expansión del aire en el camino del rayo . [4] A su vez, esta expansión del aire crea una onda de choque sónica , a menudo denominada "trueno" o "estruendo del trueno". El estudio científico del trueno se conoce como brontología y el miedo irracional ( fobia ) al trueno se llama brontofobia .
Etimología
La d en inglés moderno thunder (del inglés antiguo þunor ) es epentética y ahora también se encuentra en holandés moderno donder (cf. holandés medio donre ; también nórdico antiguo þorr , frisón antiguo þuner , alto alemán antiguo donar , todos ellos descendientes en última instancia del protogermánico * þunraz ). En latín el término era tonare "tronar". El nombre del dios nórdico Thor proviene de la palabra nórdica antigua para trueno. [5]
La raíz protoindoeuropea compartida es *tón-r̥ o * tar- , que también se encuentra en el galo Taranis . [6]
Causa
La causa del trueno ha sido objeto de siglos de especulación e investigación científica . [7] El pensamiento inicial fue que lo producían las deidades, pero los antiguos filósofos griegos lo atribuyeron a causas naturales, como el viento que golpeaba las nubes ( Anaximandro , Aristóteles ) y el movimiento del aire dentro de las nubes ( Demócrito ). [8] El filósofo romano Lucrecio sostuvo que se debía al sonido del granizo al chocar con las nubes. [8] A mediados del siglo XIX, la teoría aceptada era que los rayos producían un vacío y que el colapso de ese vacío producía lo que se conoce como trueno. [7]
Los científicos han acordado desde el siglo XX que el trueno debe comenzar con una onda de choque en el aire debido a la repentina expansión térmica del plasma en el canal del rayo. [9] [8] La temperatura dentro del canal del rayo, medida por análisis espectral , varía durante sus 50 μs de existencia, aumentando bruscamente desde una temperatura inicial de aproximadamente 20.000 K a aproximadamente 30.000 K, para luego caer gradualmente a aproximadamente 10.000 K. El promedio es de aproximadamente 20.400 K (20.100 °C; 36.300 °F). [10] Este calentamiento provoca una rápida expansión hacia afuera, impactando el aire más frío circundante a una velocidad más rápida de la que viajaría el sonido de otra manera. El pulso resultante que se mueve hacia afuera es una onda de choque, [11] similar en principio a la onda de choque formada por una explosión o en la parte delantera de un avión supersónico . Cerca de la fuente, el nivel de presión sonora del trueno suele ser de 165 a 180 dB , pero puede superar los 200 dB en algunos casos. [12]
Los estudios experimentales de relámpagos simulados han producido resultados en gran medida consistentes con este modelo, aunque existe un debate continuo sobre los mecanismos físicos precisos del proceso. [13] [9] También se han propuesto otras causas, basándose en los efectos electrodinámicos de la enorme corriente que actúa sobre el plasma en el rayo. [14]
Consecuencias
La onda expansiva de un trueno es suficiente para causar daños materiales [7] y lesiones, como contusiones internas , a personas cercanas. [15] Los truenos pueden romper los tímpanos de las personas cercanas, lo que provoca una pérdida permanente de la audición . [7] Incluso si no, puede provocar sordera temporal. [7]
Tipos
Vavrek et al. (nd) informaron que los sonidos de los truenos se dividen en categorías según su volumen , duración y tono . [7] Los aplausos son sonidos fuertes que duran entre 0,2 y 2 segundos y contienen tonos más altos. Los repiques son sonidos que cambian de volumen y tono. Los redobles son mezclas irregulares de volumen y tono. Los estruendos son menos fuertes, duran más (hasta más de 30 segundos) y son de tono bajo. [16]
Los truenos de inversión se producen cuando los rayos caen entre la nube y el suelo durante una inversión de temperatura . Los sonidos de los truenos resultantes tienen una energía acústica significativamente mayor que los producidos desde la misma distancia en condiciones de no inversión. En una inversión de temperatura, el aire cerca del suelo es más frío que el aire que se encuentra más arriba. Las inversiones suelen ocurrir cuando el aire cálido y húmedo pasa por encima de un frente frío. Dentro de una inversión de temperatura, se evita que la energía del sonido se disperse verticalmente como lo haría en condiciones de no inversión y, por lo tanto, se concentra en la capa cercana al suelo. [17]
Los rayos nube-tierra (CG) suelen constar de dos o más descargas de retorno, desde el suelo hasta la nube. Las descargas de retorno posteriores tienen mayor energía acústica que las primeras. [18]
Percepción
El aspecto más notable de los relámpagos y los truenos es que los relámpagos se ven antes de que se escuchen los truenos. Esto es consecuencia de que la velocidad de la luz es mucho mayor que la velocidad del sonido . La velocidad del sonido en el aire seco es de aproximadamente 343 m/s (1130 pies/s) o 1236 km/h (768 mph) a 20 °C (68 °F; 293 K). [19]
Esto se traduce en aproximadamente 3 s/km (4,8 s/mi); decir "mil uno... mil dos..." es un método útil para contar los segundos desde la percepción de un rayo determinado hasta la percepción de su trueno (que puede usarse para medir la proximidad del rayo por razones de seguridad). Para estimar la distancia desde el impacto del rayo, divida los segundos contados por cinco para millas [20] o por tres para kilómetros.
Un destello muy brillante de un relámpago y un "estallido" agudo y casi simultáneo de un trueno, un "trueno" , indican por tanto que el impacto del rayo estaba muy cerca.
Los relámpagos cercanos se han descrito primero como un sonido de chasquido o de rasgadura de tela, luego como un sonido de disparo de cañón o un fuerte chasquido, seguido de un estruendo continuo. [7] Los primeros sonidos son los de las partes principales del relámpago, luego las partes cercanas del rayo de retorno, luego las partes distantes del rayo de retorno. [7]
Véase también
- Brontofobia (miedo a los truenos)
- Efecto de sonido del trueno del castillo
- Iluminación
- Lista de dioses del trueno
- Bombas de niebla
- Estampido sónico
- Rayo
- Tormenta
Referencias
- ^ "Clima severo 101: conceptos básicos sobre rayos". nssl.noaa.gov . Consultado el 23 de octubre de 2019 .
- ^ "Datos sobre los truenos". factsjustforkids.com . Consultado el 23 de octubre de 2019 .
- ^ "El sonido del trueno". weather.gov . Consultado el 23 de octubre de 2019 .
- ^ "¿Qué causa los relámpagos y los truenos?". NOAA. 2022.
- ^ "trueno". Oxford English Dictionary (2.ª ed.). Oxford, Inglaterra: Oxford University Press. 1989.
- ^ Matasovic, Ranko. Diccionario etimológico del protocéltico . Leiden, Países Bajos: Brill. 2009. pág. 384. ISBN 978-90-04-17336-1
- ^ abcdefgh Vavrek, RJ; Kithil, R.; Holle, RL; Allsopp, J.; Cooper, MA (17 de julio de 2006) [4 de abril de 2006]. "Sección 6.1.8: La ciencia del trueno". Instituto Nacional de Seguridad contra Rayos. Archivado desde el original el 17 de julio de 2006. Consultado el 11 de junio de 2022 .
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- ^ "Trueno". Encyclopædia Britannica . Archivado desde el original el 7 de junio de 2008. Consultado el 12 de septiembre de 2008 .
- ^ "Tabla de decibeles del nivel máximo de presión sonora" . Consultado el 13 de diciembre de 2020 .
- ^ MacGorman, Donald R.; Rust, W. David (1998). La naturaleza eléctrica de las tormentas. Oxford University Press . pp. 102–104. ISBN 978-0195073379Archivado desde el original el 28 de junio de 2014. Consultado el 6 de septiembre de 2012 .
- ^ P Graneau (1989). "La causa del trueno". J. Phys. D: Appl. Phys . 22 (8): 1083–1094. Bibcode :1989JPhD...22.1083G. doi :10.1088/0022-3727/22/8/012. S2CID 250836715.
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- ^ Manual de química y física, 72.ª edición, edición especial para estudiantes . Boca Raton: The Chemical Rubber Co. 1991. pág. 14.36. ISBN 978-0-8493-0486-6.
- ^ "Entender los relámpagos: los truenos". Servicio Meteorológico Nacional. 2022.
Enlaces externos
- La ciencia del trueno Archivado el 15 de octubre de 2007 en Wayback Machine —Instituto Nacional de Seguridad contra los Rayos
- Trueno: un hijo del relámpago, por Keith C. Heidorn, PhD, ACM
- Tormenta: Sonidos de truenos en audio binaural
