안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
번개가 칠 때 빛이 먼저 보이고 천둥소리가 나중에 들리는 시차가 발생하는 이유는 빛과 소리의 파동의 본질이 완전히 달라 공기 중에서 전달되는 속도 차이가 발생하기 때문입니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.
빛과 소리는 에너지가 공간을 통해 퍼져나가는 파동이라는 공통점이 있지만, 전달되는 방식이 전혀 다릅니다. 빛은 전기장과 자기장이 서로를 유도하며 공간을 나아가는 전자기파로 매질의 도움 없이 자기 자신의 장 진동만으로 이동하므로 진공이나 공기 중에서 극도로 빠르게 진행합니다. 반면, 소리는 공기나 물 같은 물질 입자들이 서로 부딪히며 진동을 전달하는 탄성파로 공기 입자가 물리적으로 충돌해야만 에너지가 나아갈 수 있습니다.
따라서 두 파동이 공기 중을 통과할 때 속도 차이가 발생하므로 번개인 빛은 즉시 도달하지만, 천둥소리는 번개가 친 후 3분 후에 도착합니다. 번쩍하는 빛을 본 순간부터 초를 센 뒤 3으로 나누면 현재 위치에서 번개가 친 곳까지의 대략적인 거리를 알 수 있습니다.