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얼마 전 발생한 북한산과 수락산에서의 낙뢰 사건을 신문이나 방송에서 보았나요?
등산객 5명이 사망하고 20여 명이 부상한 이 사건을 조사한 국립공원관리공단은
등산객이 들고 있던 철제 스틱과 우산이 낙뢰를 유도했으며 낙뢰 지점 주위에
고여 있던 물이 부상자 수를 키웠다고 30일 발표했습니다.
갑자기 벼락이 우리를 위협하는 가까운 존재로 다가오는 느낌이 들지 않나요?
벼락은 어떻게 생성되는 것일까요?
어떻게 스스로 전기를 만들어 벼락을 치게 되는 걸까요?
벼락 하면 생각나는 것이 피뢰침이지요. 요즘처럼 천둥과 번개를 동반한 소나기가
자주 내리는 시기에는 피뢰침의 역할이 더욱 돋보이게 되는 것 같습니다.
과연 피뢰침은 어떤 역할을 하는 것일까요?

번개는 일종의 대기 중의 방전현상입니다. 방전이란 전기를 띠는
물체가 가지고 있는 전기를 방출하는 현상입니다.

그럼 어떻게 하늘에서 땅으로 벼락이 치는 걸까요?

전기가 잘 흐르는 성질을 가진 도체(導體)의 한쪽 끝에, - 전하
(물체가 띠고 있는 전기)로 대전(어떤 물체가 전기를 띰)된 막대를
가져가면, 도체 내의 '+ 전하'와 '- 전하'가 부지런히 움직여 막대와
가까운 쪽에 '+ 전하'가 모이게 되어요. 도체에서 먼 쪽에는'- 전하'들이
모이게 되지요. 이를 정전기 유도 현상이라고 하는데, 번개의 생성에도 이 현상이 작용하게 됩니다.
정전기 유도에 대해서는 중2때 배우는 내용이지요.

보통 번개는 소나기 구름에서 자주 생깁니다.

지상이나 바다, 강 등에서 증발한 수증기가 위로 상승해서 상승기류를 형성하게
됩니다. 공기가 위로 올라가면 단열 팽창하므로 온도가 하강하여 적란운을 만들어
내지요. 위로 올라갈수록 온도가 급격히 하강하여 수증기가 모여 빙정
(얼음 알갱이)을 만들어 냅니다. 그 빙정들은 상승기류에 의해 이리저리 떠다니면서
크게는 사람의 주먹크기 만한 빙정들도 형성된다고 합니다. 그 빙정들은 작은 것과
큰 것으로 나뉘어져 작은 것은 '-'극, 큰 것은 '+' 극으로 나누어집니다.
그래서 -극이 +극을 끌어당기면서 서로 충돌하는데 이 과정을 번개라고 합니다.
소나기 구름의 위쪽에는 '+ 전하'들이, 아래쪽에는 '- 전하'들이 분리되어 모여
있습니다.

소나기 구름의 위쪽에는 '+ 전하'들이, 아래쪽에는 '- 전하'들이 분리되어 모여
있습니다.  소나기 구름의 아래쪽에는 '- 전하'로 되어 있기 때문에, 정전기
유도 현상에 따라 지표면은 '+ 전하'들이 모이게 되는 거지요. 번개는 구름과
땅 사이의 정전기 유도로 생긴 전압 차에 의해 아주 짧은 시간 동안 전류가
흐르는 과정이 우리 눈에 섬광으로 보이는 것입니다. 그 결과 구름과 땅 사이에
형성된 전기는 방전이 되는 겁니다.

공기는 절연체이므로 기본적으로 전기가 통하지 않습니다. 그러나 양전하와 음전하를
띤 구름과 구름, 구름과 지면사이에 전압이 높아지면 극히 짧은 시간 동안에 전류가
흐르게 됩니다. 또 구름이 담고 있는 전하량의 한도가 넘게되면 하늘에서
전하덩어리가 떨어지는데 이것이 구름과 땅 사이의 방전으로 벼락이라고 하는 겁니다.
번개가 칠 때의 전기량은 1회에 전압 10억V, 전류 수만A에 달하기도 한데요. 예를 들어 5천A의 벼락은 1백W의
전구 7천개를 8시간 동안 켤 수 있는 에너지를 가지고 있는 셈이지요.

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