Kenapa Kita Nampak Kilat Dahulu, Kemudian Baru Dengar Guruh?

Apabila kilat berlaku, arus elektrik yang sangat besar melalui saluran udara yang telah menjadi konduktif. Tenaga yang dipindahkan ke udara memanaskannya dengan amat cepat. Suhu udara dalam saluran kilat boleh mencapai sekitar 30,000 °C. Pemanasan mendadak ini menaikkan tekanan dan menyebabkan udara mengembang dengan pantas, lalu menghasilkan gelombang kejutan. Apabila gelombang itu bergerak menjauhi saluran kilat, kita mendengarnya sebagai guruh.

Nota Istilahguruh: Bunyi yang terhasil apabila pemanasan amat pantas di sepanjang saluran kilat menghasilkan gelombang kejutan yang merambat melalui udara.

Kenapa kilat sampai dahulu?

Cahaya bergerak begitu pantas sehingga bagi jarak ribut petir biasa, masa perjalanannya ke mata boleh dianggap hampir serta-merta untuk tujuan harian. Bunyi jauh lebih perlahan, kira-kira sepertiga kilometer sesaat dalam udara berhampiran keadaan biasa. Maka jika bahagian kilat yang paling hampir berada kira-kira tiga kilometer dari kita, bunyinya mengambil lebih kurang sembilan saat untuk tiba.

Anggaran JarakSebagai anggaran mudah, bahagi bilangan saat antara kilat dan guruh dengan 3 untuk mendapatkan jarak dalam kilometer. Contohnya, sela 12 saat bersamaan kira-kira 4 km. Ini anggaran, bukan ukuran tepat.

Cahaya daripada kilat sampai kepada pemerhati hampir serta-merta pada skala jarak ribut petir biasa, sedangkan bunyi guruh mengambil kira-kira tiga saat untuk bergerak setiap kilometer.

Guruh juga tidak semestinya berbunyi sebagai satu dentuman pendek. Saluran kilat boleh memanjang dan bercabang sejauh beberapa kilometer. Setiap bahagiannya berada pada jarak yang berbeza daripada pendengar. Bunyi daripada bahagian terdekat tiba dahulu, diikuti bunyi daripada bahagian yang lebih jauh. Penyerapan bunyi dalam atmosfera dan perbezaan masa ketibaan ini membantu menghasilkan bunyi gemuruh yang berpanjangan.

Anggaran ini berguna untuk mengetahui jarak sesuatu ribut, tetapi bukan ukuran keselamatan. Jika guruh boleh didengar, kilat masih boleh menyambar kawasan anda. Segera berlindung di dalam bangunan yang kukuh atau kenderaan bertutup berbumbung logam, dan tunggu sekurang-kurangnya 30 minit selepas guruh terakhir sebelum keluar semula.

Bolehkah ada guruh tanpa kilat?

Guruh dihasilkan oleh kilat, jadi guruh tidak terbentuk tanpa nyahcas kilat yang menghasilkannya. Namun kita boleh melihat kilat tanpa mendengar guruh apabila kilat itu terlalu jauh dan bunyinya telah menjadi terlalu lemah sebelum sampai kepada kita. Suhu udara, angin, bentuk muka bumi dan bunyi persekitaran juga boleh mempengaruhi sejauh mana guruh dapat didengar.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?

Bagaimana kita tahu?

Pemerhatian
Pemerhati melihat cahaya kilat sebelum mendengar guruh apabila nyahcas berlaku pada jarak yang ketara. Secara umum, semakin jauh kilat, semakin panjang sela antara cahaya yang dilihat dengan bunyi yang didengar.
Bukti
Kelajuan bunyi dalam udara boleh diukur secara eksperimen, manakala lokasi dan masa kilat boleh direkod dengan instrumen pengesanan kilat. NOAA menggunakan anggaran kira-kira tiga saat bagi setiap kilometer, selaras dengan sela kilat-guruh yang diperhatikan.
Inferens
Hubungan antara jarak kilat dan kelewatan guruh menunjukkan bahawa kelewatan itu terutama berpunca daripada masa perjalanan bunyi, bukan kerana guruh mula terbentuk beberapa saat selepas kilat dilihat.
Model
Model akustik menerangkan pemanasan amat pantas di sepanjang saluran kilat sebagai punca tekanan tinggi dan gelombang kejutan. Geometri saluran yang panjang dan bercabang, bersama penyerapan serta pembiasan bunyi dalam atmosfera, membantu menerangkan dentuman dan gemuruh yang kita dengar.
Batasan
Kaedah mengira saat hanya memberikan anggaran jarak. Kelajuan bunyi berubah terutama dengan suhu udara, dan kilat ialah saluran yang panjang, bukan satu titik. Angin, profil suhu dan bentuk muka bumi juga boleh mengubah perambatan bunyi.

Uji KefahamanSoalan 1 daripada 3

Kenapa kita biasanya nampak kilat sebelum mendengar guruh?