Vì sao luôn nhìn thấy chớp trước rồi mới nghe thấy tiếng sấm?

Vào mùa hè thường xuất hiện chớp và sấm, trong cơn dông, điện trường giữa hai khu vực mang điện tích dương và điện tích âm trong những đám mây lớn đến một mức độ nhất định, hai loại điện tích trong quá trình phát triển sẽ phát ra tia lửa, hiện tượng này gọi là hiện tượng tia lửa phóng điện. Khi tia lửa phóng điện phát ra tia sáng cực mạnh, mà trên đường tia sáng này sinh ra nhiệt độ cao, làm cho không khí xung quanh chịu nhiệt lớn và phình ra, hạt mây cũng nở phình ra do nhiệt độ quá nóng, tạo ra âm thanh vang mạnh, ánh sáng mạnh như vậy chính là chớp, và âm thanh vang dội chính là tiếng sấm.

Chớp và sấm phát sinh ra vào cùng một lúc, nhưng tại sao chúng ta thường nhìn thấy chớp trước sau đó mới nghe thấy tiếng sấm? Đó là bởi vì tốc độ truyền của ánh sáng nhanh hơn nhiều so với tốc độ truyền của âm thanh. Trong không khí, mỗi giây ánh sáng đi được 30 vạn km, tương đương chạy 7,5 vòng quanh xích đạo trên Trái đất. Tốc độ của âm thanh trong không khí chỉ đi được 340 m / s, bằng 1 / 900.000 lần so với tốc độ của ánh sáng. Thời gian tia sáng phát sinh từ chớp truyền đến mặt đất không đến một phần vài chục vạn giây; thế nhưng âm thanh cùng chạy với cự ly như vậy cần phải có thời gian dài hơn. Theo những hiểu biết thông thường, chúng ta có thể lợi dụng khoảng cách thời gian từ khi nhìn thấy chớp đến khi nghe thấy tiếng sấm để có thể tính ra nơi phóng điện cách chúng ta bao xa.

Đôi khi chúng ta chỉ nhìn thấy chớp mà không nghe thấy tiếng sấm, chính là vì tầng mây phóng điện cách chúng ta quá xa, hoặc do âm thanh phát ra không đủ độ vang. Chính vì khi âm thanh truyền trong không khí thì năng lượng của nó đã giảm đi nhiều, đến cuối cùng không còn nghe thấy tiếng sấm nữa.

Mặc dù trong không trung cứ một lần có chớp là một lần có sấm kèm theo nhưng tại sao thỉnh thoảng chúng ta vẫn chỉ nhìn thấy một tia chớp nhưng lại nghe thấy tiếng sấm ầm ầm không dứt, vang hồi lâu mới ngừng?

Nguyên là do tia chớp trong không trung thường rất dài, có những tia chớp dài đến 2 ~ 3 km, thậm chí có tia còn dài đến 10 km. Do khoảng cách từ các phần trên tia chớp so với chúng ta hoàn toàn không giống nhau, cho nên thời gian tiếng sấm truyền âm thanh đến tai chúng ta cũng vang tiếng trước tiếng sau. Mặt khác, tia chớp không chỉ phát sinh một lần rồi dừng lại mà hầu như trong một thời gian ngắn liên tiếp hàng chuỗi tia chớp xuất hiện, vậy thì tiếng sấm của đợt chớp phóng điện đầu tiên chưa dứt thì lại đến lượt tiếng sấm của đợt chớp phóng điện thứ hai, thứ ba, những âm thanh đó liên tiếp lẫn vào nhau tạo nên chuỗi âm thanh sấm vang mà chúng ta vẫn thi thoảng nghe thấy.

Ngoài ra, khi tiếng sấm gặp phải mặt đất, nhà cao tầng, núi cao hoặc tầng mây trên bầu trời, đều phát sinh hiện tượng phản xạ, tạo ra âm thanh phản hồi. Thời gian những âm thanh phản hồi này truyền đến tai chúng ta cũng không đồng nhất, chính vì thế hình thành nên chuỗi tiếng sấm. Thỉnh thoảng do vài nguyên nhân kết hợp lại tạo nên những chuỗi âm thanh ầm ầm không dứt, thậm chí đôi khi có thể kéo dài đến một phút mới ngừng.