كيف يحدث تفريغ الشحنات على شكل برق

يعدّ البرق من الظواهر الطبيعيّة التي يَتكرّر حدوثها في فصل الشِّتاء خاصّةً، وقد ذُكرت آية البرق في القرآن الكريم مرّتين، قال الله تعالى:"يريكم البرق خوفًا وطمعًا".

البرق عبارةٌ عن ومضاتٍ ضوئيّةٍ تُشاهد في السَّماء في الوقت الذي تسوء فيه حالة الجو في فصل الشِّتاء، ويحدث نهارًا وليلًا ولكنّه يُشاهد بوضوحٍ في اللّيل خاصّة في المناطق غير المُضاءة بشكلٍ جيدٍّ كالقُرى والأرياف. البرق هو الضّوء النّاجم عن تفريغ شحناتٍ كهربائيّةٍ نجمت عن تصادم سحابتين تحملان شُحناتٍ مختلفةٍ إحداهما شحنةٌ كهربائيّةٌ سالبةٌ والأخرى تحمل شُحنةً كهربائيّةً موجبةً؛ فينجم عن تصادم العدد الهائل من الشُّحنات شرارةٌ كبيرةٌ تُعرف علميًّا باسم البرق، وهو أحد مكونيّ الصَّاعقة - تتكون الصَّاعقة من البرق والرَّعد-.

في فصل الشِّتاء عندما تبدأ قطرات الماء أو بلورات البَرَد والثّلج بالتَّكون أو تتحوّل قطرات الماء من حالةٍ إلى أخرى؛ فإنّها تحمل الشُّحنة الكهربائيّة الموجبة بينما الهواء المجاور للماء بأيِّ شكلٍ من أشكاله يحمل الشُّحنة الكهربائيّة السَّالبة، وفي نفس الوقت تنخفض درجة حرارة أعلى السَّحابة وأسفلها لتصل في بعض الأحيان إلى أربعين درجةً مئويّةً تحت الصِّفر ممّا يؤدّي إلى تراكم الشّحنات الكهربائيّة الموجبة في أعلاها وأسفلها، أمّا وسط السّحابة فتتجمّع فيه الشُّحنات الكهربائيّة السالبة؛ إذ تبلغ درجة حرارته الصِّفر المئويّ؛ ممّا يؤدي إلى حدوث فرق جهدٍّ كهربائيّ وعندما يصل هذا الفرق إلى حدٍّ معيّنٍ يحدث التّفريغ الكهربائيّ للشُّحنات على شكل برقٍ ينتشر في كافّة أرجاء السّماء ويُشاهد بالعين المجرّدة، وتتراوح مدّة حدوث البرق ما بين قيمة دُنيا هي 0.0002 ثانية وقيمةٍ عُليا هي ثانيةٌ واحدةٌ.

التَّفريغ الكهربائيّ للشُّحنات على شكل برق يحدث بين:

• السَّحابة الواحدة مع نفسها.
• السَّحابة وأخرى.
• السَّحابة والهواء المحيط بها.
• السَّحابة والأرض.

ويُقاس هذا على جميع السُّحب المتراكمة في السَّماء التّي يصل فيها فرق الجُهد الكهربائيّ إلى الحدّ المُسبب للتّفريغ على هيئة برقٍ.

• البرق يُخلّص الجوّ من الأتربة والميكروبات والجراثيم العالقة فيه؛ فشرارة البرق تقضي على كُلِّ هذه الأشياء.
• تكوين الأسمدة الطَّبيعيّة المُغذِّية للنبات من خلال تحويل غاز النيتروجين الموجود في الهواء بكثرةٍ إلى أكسيد النيتروجين وحمض النيتريك بفعل الحرارة والضَّغط النّاجمين عن شرارة البرق.
• الحصول على الزُّجاج النّاجم من تحويل حبات الرَّمل إلى زجاجٍ بفعل الحرارة والضَّغط الكبيرين اللذين ينجمان عن شرارة البرق التي تضرب المناطق الرَّمليّة ويُعرف علميًّا باسم زجاج الرَّمل.