L`Orage +++

L’Orage
-le conteur- Est ce qu’un gros nuage noir libérateur peut planter son chapiteau dans le ciel, faire éclater sa foudre et libérer les électrons
les plus audacieux ?
- Le physicien- Il n’y a pas d’électrons audacieux, les électrons …
-C- Si la foudre tombe sur un atome que se passe t-il ?
-P- Et bien sa température peut s’élever à 40 000 degrés
-C- 40 000 degrés ?
-P- 40 000 degrés. Enfin, il faudra que je vérifie ce chiffre. Donc, effectivement, à une température de l’ordre de 40 000 degrés, les
atomes sont secoués, ils s’entrechoquent, les collisions sont si violentes que des électrons sont éjectés.
L’éclair, le tonnerre et la foudre
Les orages se forment au sein des nuages. lorsque de violents courants d'air chaud montent au sommet du
nuage alors que les courants d'air froid descendent – l'air chaud est en effet plus léger que l'air froid – à des
vitesses de l'ordre de 100 km/h. Ces mouvements font se heurter la matière qui se retrouve chargée. Des
zones dans le ciel nuageux chargées positivement et négativement vont ainsi se former. Lorsque
l'accumulation d'énergie est trop grande et qu'il y a opposition entre 2 zones chargées, une décharge
électrique se produit entre les 2 points les plus proches de ces zones, c'est l'éclair. Il peut atteindre 100 millions
de Volt et se déplace à 40 000 km/s. Sur son passage, la température est portée presque instantanément à 30
000 °C (5 fois la température de la surface du soleil). Sous l'effet de cette hausse brutale de la température,
l'air se dilate brusquement, provoquant d'énormes vibrations, c'est le tonnerre. Et la foudre ? c’est un éclair
mais entre un nuage chargé et la Terre.
A quelle distance se trouve l'orage ?
Il suffit d'observer un éclair durant un orage
pour s'apercevoir que le bruit dû au tonnerre
arrive après la lumière de l'éclair. C'est que la
vitesse du son et la vitesse de la lumière ne
sont pas égales. Cette différence permet
d'évaluer la distance d'un orage. La vitesse de
la lumière étant de 300 000 km/s, on peut
considérer que la lumière de l'éclair nous
arrive quasiment instantanément. Le son, lui,
voyage à une vitesse de 340 m/s. En comptant
le nombre de secondes qui séparent l'éclair du
tonnerre, on peut donc calculer l'éloignement
de l'orage. Par exemple, s'il s'écoule 7 sec
entre l'éclair et le tonnerre, on peut dire que
l'orage se situe à 7 x 340 = 2380 m, soit
environ 2.4 km. Pour avoir une valeur plus
facilement qui s’approche de la réalité il suffit
de diviser le temps entre l’éclair et le tonnerre
par 3 pour obtenir la distance en km ; dans
notre exemple donc environ 2,3 km.
+++
- -
L'électrostatique
C'est au milieu du 18ème siècle que Benjamin Franklin
identifie la notion de charge électrique en travaillant sur la
foudre et les paratonnerres. Un corps chargé exerce une
force dite électrostatique sur un autre corps chargé situé
dans son environnement proche. Ainsi, 2 corps chargés
identiquement se repoussent alors que 2 charges opposées
s'attirent. On peut observer ce phénomène en frottant
séparément 2 sacs plastiques. Si on les rapproche l'un de
l'autre, ils vont se mettre en mouvement, cela est dû à
l'électricité statique. En frottant les sacs, on a arraché des
électrons de la surface du sac et ce faisant, les sacs se
sont chargés, exerçant ainsi une force l'un sur l'autre. C’est
ce qui se passe également lorsqu’on se brosse les cheveux
par temps sec.
Isolant et conducteur
Lorsque des porteurs de charge se mettent en mouvement, il y
a création d'un courant électrique. Certains matériaux, tels que
le cuivre, l'aluminium, l'argent ou l'or permettent le mouvement
des porteurs de charge, on les utilise pour les fils électriques :
on dit qu'ils sont conducteurs. Par contre, l'air, le bois, le
plastique, le caoutchouc, empêchent les porteurs de charge de
se déplacer et ne permettent donc pas le passage d'un courant
électrique : ce sont des isolants. La conduction électrique a été
mise en évidence grâce aux machines électrostatiques,
notamment celle de Wimshurst, conçue à la fin du 19ème
siècle.
Pour faire un éclair en classe, ressortez la machine de
Winshurst qui doit avoir été oubliée quelque part…
Quelques conseil lors d'un orage …
Se tenir à l'écart d'objets hauts tels que les arbres ou des
poteaux téléphoniques, d'objets conducteurs tels que des
objets métalliques, le téléphone. Débrancher les appareils
électriques, ne pas tenir de grands objets tels qu'une fourche
un parapluie…Se tenir à l'écart de l'eau. Vous êtes en
sécurité dans une voiture , à condition de ne pas toucher aux
parties métalliques. Donc restez accrochés à vos sièges ou
au volant !