ŞİMŞEK

ŞİMŞEK, A İm. Blitz (m). Fr. Eclair (m). İng. Flash of
lightning. Atmosfer elektriğinin bir elektrik kutbundan
diğerine gözleri kamaştıran ve uzunluğu 3-4 kilometreyi
bulan yüksek voltaj şeraresi halinde havayı delerek
boşalması. Şimşek meydana gelmesi için havada artı ve
eksi elektrik yüklerinin biraraya toplanarak iki zıt
kutup hasıl olması lâzımdır. İki elektrik kutbu arasında
potansiyel fark (voltaj) belli bir değerin üzerine çıkınca
atadaki havayı iyonize edip, kutuplar arasında elektrik
akımı başlar. Bu hadise yüklerin birbirini yok etmesi
(nötrlemesi) ile son bulur. Havada elektrik yüklerini
meydana getiren sebeplerin başında atmosferin üst ve
alt kanatları arasındaki ısı farkları ve fırtınalar sebebi ile
su zerrecikleri, toz bulutlan, donmuş su zerrelerinin
birbirine sürtünmeleri gelir. Volkanik patlamalarda
çıkan gaz ve nükleer patlamalarda yükselen top şeklindeki
ateş küresinde de elektrik yüklerinden dolayı şim­
şekler çıkabilir.
Zıt kutuplu elektrik yük kutuplan arasında havada
meydana gelen akımlar 100 amper ile 100.000 amper
arasında değişir. Havada parlak bir ışıldama olarak
gözüken bir büyük akım bir mikrosaniye (1/1000.000
saniye) sürer. Elektrik kutuplan bulutlann üstünde artı,
altında eksi değerlidir. Toprak ise artı yüklüdür. Elektrik
akımı bazan iki buluttaki zıt kutuplar arasında;
bazan da bulutla toprak arasında meydana gelir. Bulutlar
arasında meydana gelen elektrik akımı şimşek,
bulutla toprak arasında meydana gelen elektrik akımı
yıldırım olarak bilinir. Şimşek veya yıldırım meydana
gelebilmesi için elektrik kutuplan arasında 100
milyon volta yakın gerilim olması lâzımdır. Havada
meydana gelen elektrik yük sahasının şiddeti hava
basıncı, nem ve diğer bazı tesirlere bağlı olarak değişir.
Elektrik yükünün bir kutuptan diğerine boşalırken
havanın moleküllerini iyonize eder. Akımın kısa bir
sürede aldığı 3-4 kilometrelik yol süresince birkaç kademeden
geçer. Elektrik yükünün akım olarak boşalması
önce merdiven basamaklan şeklinde olur. Bu süre 50
milisaniye kadardır. Akım diğer kutba ulaşlınca ters
yönde ani ve büyük bir akım meydana gelir. Gözle
görülen şimşek veya yıldınm ışığı bu büyük akımın
doğurduğu parlaklıktır. Bir mikro saniye süren bu kademede
şerare civannda plazma ısısı 25.000°K’e kadar
çıkabilir. Bunu 40 milisaniye sonra ikinci büyük akım
takip eder. Şerarede meydana gelen çok kısa süreli ışıldama
10 mikro saniye aralıkla akan 100.000 amper
civanndaki büyük akımdır. Bu akımın meydana getirdiği
güç 100.000 Megavvatt’tır. Bir şimşek çakması iki önlü iki büyük akımından meydana geldiğine ve bu
hadise yaklaşık 300 milisaniye sürdüğüne göre
4.000.000 kilowatt güç veya 350 kw saatlik eneıji elde
edilmiş olur. Bu enerji normal bir ailenin üç aylık elektrik
enerji ihtiyacını karşılar.
Şimşek çakmasının etkileri muhteliftir. Şimşek meydana
gelmesi ile birlikte büyük bir elektrik yük akımı
yer değiştirdiği için elektrik sahasında değişiklik meydana
gelir. Bu elektrik sahası ise vektöriyel olarak kendisine
dik açıda elektromanyetik alan doğurur. Bir
başka ifade ile şimşek hattı büyük bir radyo verici anteni
gibi çalışarak çevreye yayın yapar. Bu yayının frekansı
şimşek hattının uzunluğu ile ters orantılıdır. En kısa
süren şimşeğin doğurduğu elektromanyetik dalganın
frekansı 1000 kilosaykıl civarındadır. Şimşek çakması
ile meydana gelen diğer bir olay gök gürültüsü olarak
bilinen havanın yüksek hararetle genleşmesi neticesinde
çıkan titreşimlerdir. Bu titreşimler 100 saykıl civarında
olup, havada yaklaşık 330 m/sn hızla yayılır. Şimşek ve
bilhassa yıldınmm etkilerinden en büyüğü temas ettiği
mevkide meydana getirdiği hasardır. Şimşek ve yıldırım
uçak, gemi ve kara üzerindeki yüksek yerlere isabet
ederek üzerindeki büyük akım dolayısı ile yangınlara ve
canlılarda hücre bozulması ile ölümlere sebep olabilir.
Hersene bu tür yangınlarla birçok orman kül olmakta,
yüzlerce canlı ölmektedir.
Havadan yere doğru olan elektrik akımından
korunmak için patlayıcı, yama madde bulunan yerlerin
civarında bulunan en yüksek bina üzerine metal bir
çubuk ile bu çubuğu toprağa birleştiren iletken kablodan
meydana gelen paratoner sistemi kullanmak icab
eder. Paratoner sisteminin etkili olması için toplam
direnci 1Q ohm’u geçmemelidir. (Bkz. Paratoner) Şim­
şek uçaklara umumiyetle zarar vermez. Yalnız şimşek
hattı içinde kalan bir uçağın pilotu gözlerini ışıktan
korumalıdır. Kömpüter ve diğer hassas elektronik sistemlerin
bulunduğu mevkiler şimşek ve yıldırımın hem
elektrostatik hem de manyetik etkisinden korunmalıdır.
Havadaki elektrik yüklerini ilk farkederek deney
yapan Benjamin Franklin’dir. Şimşek ve yıldırımın bu
elektrik yüklerinden ileri geldiğini 1750 senesinde açıklayarak
ve ispat ederek Avrupa’daki bâtıl inançlara son
verdi. Bu tarihe kadar bilhassa Almanya’da şimşek çakma
, gök gürültüsü ve yıldırımın yerdeki yakıcı tesirleri çeşitli uğursuzlukların sebebi olarak bilinirdi. Yıldırımın
devirdiği bir ağaç mukaddes kabul edilirdi. Yıldırımı
en çok kedi, köpek ve hamile kadınların çektiğini
düşünerek bunlardan nefret ederlerdi. Bu bâtıl inançlar
Avrupa’ya eski Yunan ve Hind mitolojisinden yansıyarak
yayılmıştı. Hindlilerin şimşek tanrısı İndra, Amerikan
yerlilerinin şimşek tannsı Wakan, Slavlann şimşek
tannsı Perun idi. Şimşeğin Yunan tanrılarından Zeus ve
Roma tanrılarından Jüpiter tarafından silâh olarak kullanıldığına
inanılırdı. İslâmiyetin Avrupa’yı etkisi altına
alması ile şimşek ve yıldırımın insanlar üzerindeki bâtıl
inanışlara dayanan tesiri tamamen ortadan kalktı.