O documento discute os raios e trovões, explicando que raios são descargas elétricas que ocorrem entre nuvens ou entre nuvens e o solo, geralmente durante tempestades. Os trovões são ondas sonoras produzidas pelo aquecimento rápido do ar quando um raio ocorre. O Brasil é o país com maior incidência anual de raios, especialmente entre dezembro e março.

1. Raios e Trovões
Grupo: Adriana, Luanna, Thamires, Cibely, Madson, Estevão,
Ediany, Ígor.

2. Raios
Os raios, que na maioria das vezes estão associados a
tempestades, são uma gigantesca faísca de eletricidade
estática, através da qual um canal condutivo forma-se e cargas
elétricas são transferidas. O tipo mais comum de raio ocorre no
interior das próprias nuvens, embora ocorram descargas entre
duas nuvens, entre a nuvem e o ar e entre a nuvem e o solo.
Tudo depende de como as cargas elétricas distribuem-se no
interior das nuvens.
O raio vem sempre acompanhado do relâmpago (intensa
emissão de radiação eletromagnética também visível), e do
trovão (som estrondoso), além de outros fenômenos
associados.

3. Para que um raio possa ocorrer é necessário que existam cargas de
sinais opostos entre nuvens ou entre nuvens e o solo, quando isso
ocorre, a atração entre as cargas é tão grande que provoca a descarga
elétrica.
Tais cargas foram nomeadas de cargas
positivas e cargas negativas por
Benjamin Franklin, por volta de 1750, século XVIII,
quando esse realizou grandes descobertas sobre a eletricidade.
Benjamin Franklin

4. O fenômeno é causado por uma descarga elétrica entre duas nuvens (o que é mais
comum) ou entre uma nuvem e o solo. Essas nuvens são normalmente do tipo
cúmulo-nimbo – verticalmente mais extensas, com a face inferior lisa. Elas se
formam a cerca de 2 quilômetros de altura do solo e se estendem por até 18
quilômetros acima.
Forma típica de um cúmulo-nimbo

5. O choque entre as
partículas de gelo
dentro da nuvem causa
uma separação de
cargas elétricas
positivas e negativas.
Quando a diferença de
cargas é muito grande,
uma carga elétrica,
geralmente negativa,
chamada condutor,
fraca e invisível, deixa a
nuvem e ziguezagueia
para baixo, entre 30 e
50 metros de altitude.

6. Devido à intensidade do campo elétrico formado, as cargas positivas
do solo mais próximas do raio condutor, chamadas de conectantes,
saltam até encontrá-lo, fechando assim o circuito elétrico entre a
nuvem e o solo. Só quando as duas correntes se encontram é que
tudo se ilumina e o raio pode ser observado.

7. Um raio dura em média meio segundo. Nesse intervalo de
tempo vários fenômenos ocorrem, entre eles os fenômenos
físicos e climáticos. De acordo com a variação do clima os raios
podem ser mais ou menos intensos. Algumas regiões do planeta
têm tendência para a formação de descargas elétricas,
originando os raios.

8. Atualmente, o Brasil é o país que apresenta o maior índice de
raios por ano – cerca de 60 milhões –, especialmente na estação
mais quente do ano, entre os meses de dezembro e março. Em
segundo lugar, está a República do Congo com 45 milhões de
raios por ano e os Estados Unidos, em terceiro lugar, com a
queda anual de 30 milhões de raios. No caso do Brasil, a
justificativa pode estar associada à grande extensão territorial
e ao fato de estar próximo à linha do Equador.

10. Outras origens
Além das tempestades,
as erupções vulcânicas
são uma origem
comum de raios.
Durante a erupção, as
partículas das cinzas
vulcânicas colidem
entre si, o que gera
atrito e
consequentemente o
acúmulo de cargas
elétricas.
Raios durante as Erupções de um
vulcão em 2010, na Islândia.

11. Curiosidades
Um dos fenômenos menos conhecidos são
os raios globulares. Possui um diâmetro médio entre
vinte e cinquenta centímetros, surge associada às
tempestades, tem um brilho não tão intenso e movimenta-se tipicamente
na horizontal em sentido aleatório e possui duração de alguns segundos.
Ainda há muitas
duvidas de sua
existência, que ainda
não foi comprovada,
embora existam
muitos relatos
históricos de
testemunhas do
fenômeno que teria
acontecido inclusive
dentro de prédios

12. O que acontece quando um raio atinge
um avião?
• Aeronaves são revestidas de metal e atuam, nesses casos,
como condutoras da energia liberada por um desses
fenômenos, fazendo com que a luz passe pelo avião sem
maiores problemas.

13. Outro fator que torna relativamente improvável que um avião seja
atingido por um raio é a altitude do voo, pois os raios costumam ser
formados em alturas mais baixas – é por isso, por exemplo, que
aeroportos são fechados durante fortes tempestades, porque é mais
fácil um avião ser atingido enquanto aterrissa ou decola do que
enquanto está voando.

14. Trovões
O que são trovões?
Os trovões são ondas sonoras produzidas pelo movimento das
cargas elétricas na atmosfera.
Uma vez que a temperatura do ar por onde o raio passa
aumenta bastante, os trovões podem ser perigosos, nas
proximidades de onde o fenômeno acontece. No entanto, na
maioria dos casos, causam apenas medo aos mais sensíveis e
pequenos estragos.

15. Os meios de propagação dos trovões são o solo e o ar. A frequência
dessa onda sonora, medida em Hertz, varia de acordo com esses
meios, sendo maiores no solo. A velocidade do trovão também varia
com o local onde se propaga. O trovão ocorre sempre após o raio, já
que a velocidade da luz (cerca de 300.000.000 m/s) é bem maior que a
do som (cerca de 348 m/s) no ar.

16. O trovão é uma onda sonora provocada pelo aquecimento do
canal principal durante a subida da Descarga de Retorno.
Ele atinge temperaturas entre 20 e 30 mil graus Celsius em
apenas 10 microssegundos (0,00001 segundos).
O ar aquecido expande-se e gera duas ondas: a primeira é uma
violenta onda de choque supersônica, com uma velocidade
várias vezes superior à velocidade do som no ar e que nas
proximidades do local da queda é um som inaudível para o
ouvido humano; a segunda é uma onda sonora de grande
intensidade que se propaga a grandes distâncias. Essa constitui
o trovão audível.
Formação de trovões

17. Características de um trovão
• Os meios materiais onde se propagam os trovões são o solo e
o ar. A frequência dessa onda sonora, medida em Hertz
(equivalente à frequência de um fenômeno periódico cujo
período tem a duração de um segundo), varia de acordo com
esses mesmos meios materiais, sendo maior no solo do que
no ar.
• A velocidade do trovão também varia com o local onde se
propaga. O trovão ocorre sempre após o relâmpago, já que a
velocidade da luz é muito superior à velocidade do som
através do ar.

18. • O que escutamos é a combinação de três momentos da
propagação da descarga no ar:
• Primeiro, um estalo curto (um som agudo que pode
ensurdecer uma pessoa) gerado pelo movimento da Descarga
de Retorno no ar.
• Depois, um som intenso e de maior duração que o primeiro
estalo, resultado da entrada ou saída da descarga no solo
• Por último, a expansão de sons graves pela atmosfera em volta
do canal do relâmpago.

19. Duração de um trovão
A duração dos trovões é calculada com base na diferença entre
as distâncias do ponto mais próximo e do ponto mais afastado
do canal do relâmpago ao observador. Por causa dessa variação
de caminhos, o som chega aos nossos ouvidos em instantes
diferentes. Em média, eles podem durar entre 5 e 20 segundos.

20. Fontes
• https://www.infoenem.com.br
• https://pt.wikipedia.org
• http://mundoestranho.abril.com.br
• http://www.explicatorium.com