Kamis, 25 Juli 2024 WIB

Mengapa Kita Perlu Memahami Petir?

- Kamis, 08 Desember 2022 14:15 WIB
1.005 view
Mengapa Kita Perlu Memahami Petir?
Sambaran petir yang kuat dapat menyebabkan air di dalam bangunan mendidih, dan menghancurkan pohon serta bangunan. (Kredit: Tanya Gorelova/Pexels)

(Pesisirnews.com) - Setiap orang tentu pernah melihat petir dalam hidupnya, dan sebagian ada pula yang mengagumi kekuatannya. Sekitar 8,6 juta sambaran petir terjadi di seluruh dunia setiap hari. Penelitian baru tentang petir mencoba menjelaskan aspek-aspek yang membingungkan dan mencengangkan dari fenomena alam yang misterius ini.

Ada beberapa buku teks tentang petir, tetapi tidak ada yang menjelaskan bagaimana pola petir yang berbentuk "zigzag" (disebut langkah) ini terbentuk, dan bagaimana petir dapat menempuh jarak berkilo-kilometer hanya dalam waktu yang sangat singkat.

John Lowke, seorang peneliti dan asisten Profesor Riset Fisika, University of South Australia mencoba menjelaskan fenomena alam yang satu ini.

Baca Juga:

Menurut penelitian yang dilakukan John Lowke, medan listrik yang kuat di awan petir membentuk elektron dan menghasilakn energi yang cukup untuk menciptakan apa yang dikenal sebagai "molekul oksigen delta singlet".

Molekul dan elektron ini terbentuk untuk menciptakan langkah pendek berkonduksi tinggi, yang menyala dengan intens selama sepersejuta detik.

Baca Juga:

Di akhir langkah, ada jeda saat penumpukan terjadi lagi, diikuti oleh lompatan terang dan berkedip lainnya.

Peningkatan kejadian pada cuaca ekstrim berarti proteksi petir semakin penting. Mengetahui bagaimana sambaran petir dimulai berarti kita dapat mengetahui cara melindungi bangunan, pesawat terbang, dan manusia dengan lebih baik.

Selain itu, meskipun penggunaan material komposit ramah lingkungan di pesawat terbang meningkatkan efisiensi bahan bakar, material ini meningkatkan risiko kerusakan akibat petir, jadi kita perlu melihat perlindungan tambahan.

[br]

Sebuah sambaran petir

Sambaran petir terjadi ketika awan petir dengan potensi listrik jutaan volt terhubung ke Bumi. Arus ribuan amp mengalir antara tanah dan langit, dengan suhu puluhan ribu derajat.

Biasanya ada empat atau lima “pemimpin petir” samar yang datang dari awan. Ini bercabang dan zigzag pada jalur yang tidak teratur menuju Bumi.

Yang pertama dari para pemimpin ini yang mencapai Bumi memulai sambaran petir. Para pemimpin lainnya kemudian dipadamkan.

Lima puluh tahun yang lalu, fotografi berkecepatan tinggi mengungkapkan lebih banyak kerumitan. Para pemimpin maju ke bawah dari awan dalam "langkah-langkah" sepanjang sekitar 50 m.

Setiap langkah menjadi terang selama sepersejuta detik, tapi kemudian ada kegelapan yang hampir sempurna.

Setelah 50 sepersejuta detik, langkah lain terbentuk, di akhir langkah sebelumnya, tetapi langkah sebelumnya tetap gelap.

Mengapa ada langkah seperti itu? Apa yang terjadi dalam periode gelap di antara langkah-langkah? Bagaimana langkah-langkahnya dapat terhubung secara elektrik ke cloud tanpa koneksi yang terlihat?

Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini terletak pada pemahaman tentang apa yang terjadi ketika sebuah elektron energik menumbuk molekul oksigen.

Jika elektron memiliki energi yang cukup, ia menggairahkan molekul ke keadaan delta singlet. Ini adalah keadaan "metastabil", yang berarti tidak stabil sempurna - tetapi biasanya tidak jatuh ke keadaan energi yang lebih rendah selama sekitar 45 menit.

Oksigen dalam keadaan delta singlet ini melepaskan elektron (diperlukan untuk mengalirkan listrik) dari ion oksigen negatif. Ion-ion ini kemudian segera digantikan oleh elektron (yang membawa muatan negatif) yang kembali menempel pada molekul oksigen. Ketika lebih dari 1 persen oksigen di udara dalam keadaan metastabil, udara dapat menghantarkan listrik.

Jadi langkah kilat terjadi karena cukup banyak keadaan metastabil dibuat untuk melepaskan sejumlah besar elektron.

Selama bagian gelap dari suatu langkah, kerapatan keadaan metastabil dan elektron meningkat. Setelah 50 sepersejuta detik, langkah tersebut dapat menghantarkan listrik - dan potensi listrik di ujung langkah meningkat kira-kira sebesar potensi awan, dan menghasilkan langkah selanjutnya.

Molekul tereksitasi yang dibuat pada langkah sebelumnya membentuk kolom sampai ke awan. Seluruh kolom kemudian bersifat elektrik, tanpa memerlukan medan listrik dan sedikit emisi cahaya.

[br]

Memahami petir penting untuk meminimalisir bahaya yang ditimbulkannya

Memahami tentang pembentukan petir penting untuk desain proteksi bangunan, pesawat terbang dan juga manusia. Meskipun petir jarang menyambar manusia, gedung-gedung tersambar berkali-kali, terutama yang tinggi dan terpencil.

Saat petir menyambar pohon, getah di dalam pohon mendidih dan uap yang dihasilkan menimbulkan tekanan, membelah batang pohon.

Begitu pula saat petir menyambar sudut bangunan, air hujan yang merembes ke dalam beton mendidih. Tekanan meledakkan seluruh sudut bangunan, menciptakan risiko keruntuhan yang mematikan.

Penangkal petir yang ditemukan oleh Benjamin Franklin pada tahun 1752 pada dasarnya adalah kawat pagar tebal yang dipasang di bagian atas bangunan dan dihubungkan ke tanah. Ini dirancang untuk menarik petir dan membumikan muatan listrik. Dengan mengarahkan aliran melalui kabel, ini menyelamatkan bangunan dari kerusakan.

Batang Franklin ini diperlukan untuk gedung tinggi, tetapi faktor yang tidak pasti adalah berapa banyak yang dibutuhkan pada setiap struktur.

Struktur ini sering dibuat dari besi galvanis yang sangat konduktif, yang dengan sendirinya menarik petir, dan didukung oleh tiang kayu.

Versi baru Standar Australia untuk proteksi petir merekomendasikan tempat perlindungan dengan menggunakan material yang mampu secara maksimal menekan dampak sambaran petir. (PNC/The Conversation)

Editor
:
SHARE:
Tags
beritaTerkait
Seorang Pemuda di Rohil Tewas Disambar Petir saat Main Handphone Sembari Dicas
Disambar Petir Saat Melaut, Seorang Nelayan di Rohil Meninggal Dunia
Kapolsek Tembilahan Hulu Melayat ke Rumah Warga yang Meninggal Terkena Sambaran Petir
Kapolres Banjar Beri Penyuluhan Hukum Agar Masyarakat Mengerti dan Memahami Prosedur Hukum
Kiper Asal Australia Disambar Petir Usai Ikuti Latihan
komentar
beritaTerbaru