雷はどうして光ってから音がする?光速と音速の不思議な関係
夏の夕立や台風の時に聞こえる雷。
「ピカッ!」と強烈な光が走った後、少し間をおいて「ゴロゴロ…ドーン!」と音が聞こえますよね。
なぜ、いつも光が先で、音が後から聞こえてくるのでしょうか?
この記事では、そんな雷の不思議な仕組みを、科学の視点からわかりやすく解説します。この記事を読めば、次に雷が鳴った時に、きっと冷静に空を見上げられるようになりますよ。
雷の光と音の正体とは?
雷の光(稲妻)と音(雷鳴)は、実は同時に発生しています。
雷は、積乱雲の中で電気のバランスが崩れたときに起きる、巨大な放電現象です。この放電によって、周囲の空気が一瞬にして超高温になり、膨張・圧縮されます。この空気の急激な動きが、私たちの耳に聞こえる雷の音(雷鳴)の正体です。
つまり、光と音は同じ瞬間に生まれているのです。
では、なぜ時間差が生まれるのでしょうか?
光と音の速度の圧倒的な違い
その答えは、「光」と「音」の速さにあります。
光の速さ(光速)
光は、1秒間に約30万キロメートルという驚異的な速さで進みます。地球を7周半もできるほどの速さです。
音の速さ(音速)
一方、音は1秒間に約340メートル進みます(気温によってわずかに変わります)。これは、私たちが走る自動車や電車よりも少し速い程度の速さです。
この2つの速さを比較すると、その差は一目瞭然です。
光は音の約90万倍も速く、光が届くのはほぼ一瞬です。そのため、雷が光った瞬間を私たちはほぼ同時に見ることができます。一方、音はゆっくりと進むため、私たちに届くまでに時間がかかるのです。
この「光速と音速の圧倒的な差」こそが、光を先に、音を遅れて感じさせる理由なのです。
雷までの距離を測る方法
この光と音の時間差を利用すれば、雷がどれくらい離れた場所で鳴っているのかを、簡単に計算することができます。
雷が光った瞬間に、時間を数え始めます。
雷の音が聞こえた瞬間に、時間を数えるのをやめます。
数えた秒数に「340メートル」をかけるだけです。
たとえば、光ってから5秒後に音が聞こえたら、「5秒 × 340m = 1,700m」、つまり雷はあなたのいる場所から約1.7キロメートル離れた場所で鳴っている、とわかります。
ただし、雷が近づいている場合は非常に危険です。音が聞こえ始めたら、迷わず安全な場所に避難しましょう。