Tenga en cuenta que me refiero al aspecto visual de un rayo: los rayos normales, según una simple búsqueda en Google, sólo miden unos 3 cm de diámetro, pero parecen mucho más grandes desde lejos gracias a la luz que emiten. Básicamente, estoy preguntando cómo de grande parece un rayo a simple vista, no cómo de grande es en realidad.
Respuestas
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Agnius Vasiliauskas
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Bueno, si lo único que te importa es la percepción visual (subjetiva) de lo ancho que parece un rayo, allá vamos. Tomemos como ejemplo un rayo que muy a menudo golpea Torre CN de Toronto :
Según la datos públicos base de la torre es de aproximadamente $66.6~m$ amplia.
Ahora agarramos los esquemas de la torre -
y midiendo su base en alguna herramienta de edición de imágenes como GIMP nos da que la resolución de la torre "DPI inversa" en la base es $\approx 85 \text{cm/pixel} \tag 1$ .
Ahora mide en el mismo programa de edición de imágenes la anchura del lugar de la torre en píxeles donde cae el rayo,- es decir, la anchura de la parte superior de la antena, multiplícalo por $DPI^{-1}$ en (1) y obtenemos que la parte superior donde impacta el rayo es de aproximadamente $2.5~m$ amplia. De ahí que concluyamos que visualmente el rayo que cayó sobre la Torre CN y que se ve en la foto, debe ser al menos de $2.5m$ de ancho o superior (límite inferior).
mmesser314
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3875
La respuesta puede ir en dos direcciones.
El diámetro de 1 pulgada probablemente se refiere al plasma generado por el perno. El aire a cierta distancia a su alrededor podría estar lo suficientemente caliente como para brillar.
Luego están los efectos visuales. No puedes ver nada más pequeño que un receptor en tu ojo. Esto significa que cualquier cosa más pequeña que un minuto de arco parece ser un minuto de arco. Esto se puede ver a la luz de las estrellas. El ángulo real del disco es demasiado pequeño para resolverlo con un buen telescopio. Sólo se ve el tamaño mínimo que el ojo puede resolver.
Puede que su vista no sea perfecta. Una imagen borrosa parece más grande. Puede que muevas los ojos durante el golpe. Esto haría que el rayo cubriera más receptores.
Las fotografías de rayos estarían sujetas a las mismas consideraciones.
Aaron
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21
Cuando era adolescente trabajaba como repartidor de periódicos; una mañana estalló una tormenta y un rayo cayó al suelo justo delante de mí. Me pareció que tenía entre un metro y un metro y medio de diámetro. El estallido (no hay otra palabra para describirlo) fue suficiente para tirarme hacia atrás de la bicicleta. Unos 30 segundos después, otro rayo cayó al suelo al otro lado de la carretera; también parecía ser igual de ancho que el primero.
yasth
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309
Hay varios efectos que contribuyen a ello:
- La anchura inicial real del propio plasma. Esto es sorprendentemente pequeño - este indica que la salida óptica máxima se produce a sólo ~3 mm de radio para la carrera de 20 kA modelada.
- La expansión del plasma con el tiempo. Al comenzar la carrera de retorno, se obtiene una columna de plasma muy caliente en el aire. Esto es obviamente inestable, y rápidamente se expande radialmente. El plasma también se enfría rápidamente... pero no lo hace instantáneamente. Dicho documento indica que incluso 50us en la carrera de retorno todavía hay una buena cantidad de salida óptica, y el plasma se ha expandido significativamente (a ~ 7 mm de radio). Desafortunadamente, la figura 6d) se detiene a los 50us.
- Límite de difracción. El ojo humano es ~3x peor que el máximo teórico aquí, en algún lugar alrededor de 60 segundos de arco. Esto, a su vez, equivale a unos 30 cm a 1 km.
- Deslumbramiento y otros efectos. Los relámpagos brillan [Cita requerida] . Nuestros ojos no son perfectos y se producen reflejos ópticos internos. Esto es comparar manzanas con naranjas, pero algunas ecuaciones empíricas del deslumbramiento láser son los siguientes. (Estas ecuaciones suponen luz monocromática; el espectro óptico del rayo no es . Idem, el rayo no es una fuente coherente, y es una línea en lugar de un punto. Idem, estas ecuaciones están más diseñadas para el estado estacionario, mientras que los rayos no lo están). Dicho rayo de 20kA tiene una potencia óptica pico del orden de 4,3MW/m. Si se toma un trozo de 3 m de longitud (limitado por difracción a 10 km), se obtiene una potencia óptica máxima de ~10mW/m^2. El pico de salida óptica parece estar en la región azul del espectro, así que $V = 0.0647$ de su documento. Multiplicando por, eso es un MDE de ~660uW/cm^2. A partir de la tabla del documento, esto indica que habría entre 1-5 grados de radio de deslumbramiento a plena luz del día, o >20 grados de deslumbramiento al atardecer/amanecer (el documento indica 20 grados de deslumbramiento a ~450uW/cm^2). Tenga en cuenta que incluso 1 grado de radio de deslumbramiento a 10 km es una anchura visible efectiva de ~350 metros.
De nuevo, ten en cuenta un montón de advertencias.
