Trueno
Trueno es el sonido producido por un rayo. Dependiendo de la distancia y la naturaleza del rayo, puede variar desde un retumbar largo y bajo hasta un chasquido fuerte y repentino. El aumento repentino de la temperatura y, por lo tanto, de la presión causado por el rayo produce una rápida expansión del aire en la trayectoria del rayo. A su vez, esta expansión de aire crea una onda de choque sónica, a menudo denominada "trueno" o "repique de trueno". El estudio científico de los truenos se conoce como brontología y el miedo irracional (fobia) a los truenos se denomina brontofobia.
Etimología
La d en inglés moderno thunder (del inglés antiguo anterior þunor) es epentético, y ahora también se encuentra en holandés moderno < i>donder (cf. holandés medio donre; también nórdico antiguo þorr, frisón antiguo þuner, alto alemán antiguo donar, todos finalmente descendientes del protogermánico *þunraz). En latín, el término era tonare "tronar". El nombre del dios nórdico Thor proviene de la palabra nórdica antigua para trueno.
La raíz protoindoeuropea compartida es *tón-r̥ o *< span lang="ine">tar-, también encontrado en Gaulish Taranis.
Causa
La causa de los truenos ha sido objeto de siglos de especulación e investigación científica. El pensamiento inicial fue que fue hecho por deidades, pero los antiguos filósofos griegos lo atribuyeron a causas naturales, como el viento golpeando las nubes (Anaximandro, Aristóteles) y el movimiento del aire dentro de las nubes (Demócrito). El filósofo romano Lucrecio sostuvo que se debía al sonido del granizo al chocar con las nubes.
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 truenos.
En el siglo XX se llegó al consenso de 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. La temperatura dentro del canal del rayo, medida por análisis espectral, varía durante su existencia de 50 μs, aumentando bruscamente desde una temperatura inicial de aproximadamente 20 000 K a aproximadamente 30 000 K, y luego disminuyendo gradualmente a aproximadamente 10 000 K. El promedio es de aproximadamente 20 400 K (20.100 °C; 36.300 °F). Este calentamiento provoca una rápida expansión hacia el exterior, impactando el aire más frío circundante a una velocidad más rápida que la que viajaría el sonido. El pulso resultante que se mueve hacia afuera es una onda de choque, similar en principio a la onda de choque formada por una explosión, o en la parte delantera de un avión supersónico. Muy cerca de la fuente, el nivel de presión sonora de los truenos suele ser de 165 a 180 dB, pero puede superar los 200 dB en algunos casos.
Los estudios experimentales de rayos simulados han producido resultados en gran medida consistentes con este modelo, aunque existe un debate continuo sobre los mecanismos físicos precisos del proceso. También se han propuesto otras causas, basándose en los efectos electrodinámicos de la enorme corriente que actúa sobre el plasma en el rayo.
Consecuencias
La onda de choque en un trueno es suficiente para causar daños a la propiedad y lesiones, como una contusión interna, a las personas cercanas. Los truenos pueden romper los tímpanos de las personas cercanas, lo que provoca una discapacidad auditiva permanente. Incluso si no, puede conducir a la sordera temporal.
Tipos
Vavrek et al. (n.d.) informó que los sonidos de los truenos se dividen en categorías según el volumen, la duración y el tono. Los aplausos son sonidos fuertes que duran de 0,2 a 2 segundos y contienen tonos más altos. Los peals son sonidos que cambian de volumen y tono. Rolls son mezclas irregulares de volumen y tonos. Los ruidos son menos fuertes, duran más (hasta más de 30 segundos) y tienen un tono bajo.
Los truenos de inversión se producen cuando los relámpagos caen entre las nubes y el suelo durante una inversión de temperatura; los sonidos de trueno resultantes tienen una energía acústica significativamente mayor que desde la misma distancia en una condición de no inversión. En una inversión, el aire cerca del suelo es más frío que el aire superior; Las inversiones a menudo ocurren 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 una no inversión y, por lo tanto, se concentra en la capa cercana al suelo.
Los rayos de nube a tierra (CG) generalmente consisten en dos o más descargas de retorno, de tierra a nube. Los golpes de retorno posteriores tienen mayor energía acústica que los primeros.
Percepción
El aspecto más notable de los relámpagos y los truenos es que los relámpagos se ven antes de escuchar 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 ft/s) o 1236 km/h (768 mph) a 20 °C (68 °F; 293 K). Esto se traduce en 3 s/km (4,8 s/mi); diciendo "mil uno... mil dos..." es un método útil para contar los segundos desde la percepción de un relámpago determinado hasta la percepción de su trueno (que se puede usar para medir la proximidad de un relámpago por motivos de seguridad).
Un relámpago muy brillante y un "crack" de trueno, un trueno, por lo tanto indica que el rayo estaba muy cerca.
Los rayos cercanos se han descrito primero como un chasquido o un sonido de tela rasgada, luego un sonido de disparo de cañón o un fuerte chasquido/chasquido, seguido de un estruendo continuo. Los primeros sonidos provienen de las partes principales del relámpago, luego las partes cercanas del golpe de retorno, luego las partes distantes del golpe de retorno.
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