SCIENCE 3D | 폰으로 번개까지 거리 재기 (집 안에서 번쩍과 천둥 사이 시간 재기)

무슨 일이 일어났나

번개의 빛은 거의 곧바로 눈에 닿지만 천둥소리는 훨씬 느려서, 둘 사이 시간을 재면 번개까지 거리를 어림할 수 있습니다.

미국 국립기상청(NWS)은 천둥소리가 1 mile(약 1.6 km)을 가는 데 약 5 초가 걸린다고 적습니다 — 1 km 에 약 3 초인 셈입니다.

시뮬레이터는 빠른 지진파와 느린 지진파로 같은 원리를 보여 줍니다: 함께 출발한 두 신호의 도착 차이는 거리에 비례해 커집니다.

NOAA 에 따르면 천둥은 보통 약 16 km(10 mile) 안에서 들리고, 소리는 찬 공기보다 따뜻한 공기에서 더 빨리 갑니다.

📸 진짜 모습

2014년 7월 케네디 우주 센터 39B 발사대에 내리친 번개를, 떨어져 있는 차량 조립 건물에서 고속 카메라로 찍었습니다.
출처: NASA · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

운동장 끝에서 친구가 공을 차는 모습이 먼저 보이고 «뻥» 소리가 조금 늦게 들리는 것도 빛과 소리의 빠르기가 달라서입니다.
운동회 출발 신호 깃발이 내려가는 것을 본 뒤 멀리 있는 사람에게는 호루라기 소리가 한 박자 늦게 닿습니다.
폰 지진 경보가 흔들림보다 먼저 오는 것도 빠른 신호를 먼저 잡아 느린 흔들림에 앞서 알리는 같은 원리입니다.

🧪 해 보기

천둥 번개가 칠 때 집 안, 창문에서 떨어진 자리에 앉아 폰의 초시계(스톱워치)를 켭니다.
번개가 번쩍하는 순간 초시계를 누르고, 우르릉 천둥이 처음 들리는 순간 다시 누릅니다.
잰 초를 3 으로 나누면 번개까지 거리(km)를 어림할 수 있습니다 — 예: 9 초면 약 3 km.
번개 서너 번을 재어, 초가 점점 길어지는지(멀어짐) 짧아지는지(가까워짐) 공책에 적습니다.
시뮬레이터에서 거리를 바꿔 가며 «P–S 차이» 가 거리에 비례해 늘어나는 것과 견주어 봅니다.

⚠️ 번개 치는 동안에는 마당 · 베란다 · 열린 창가에 나가지 않고 닫힌 집 안에서만 잽니다.
⚠️ 천둥이 들리는 동안은 운동장 · 물가 · 산 같은 바깥에 나가는 계획을 미룹니다.
⚠️ 어린이는 어른과 함께 하고, 젖은 손으로 충전 중인 폰을 만지지 않습니다.
⚠️ 이 실험은 폰의 초시계만 쓰며, 마이크 · 위치 같은 센서는 켜지 않고 어떤 값도 폰 밖으로 보내지 않습니다.

누가 왜 찾았나

번개가 하늘의 전기라는 것을 보이려 한 사람으로 벤저민 프랭클린이 있습니다. 미국 국립기상청은 그가 뇌우 가까이에 연을 띄워 번개의 전기적 성질을 보이려 한 일을 «아주 위험한 실험» 이라고 적습니다. 그래서 이 쪽의 실험은 번개 가까이 가지 않고, 집 안에서 빛과 소리 사이 시간만 잽니다.

확인된 값

천둥소리가 1 mile(약 1.6 km)을 가는 데 걸리는 시간 (약 5 초 → 1 km 에 약 3 초): 5 s 출처
천둥이 보통 들리는 거리 (약 10 mile ≈ 16 km): 16000 m 출처
같은 값 — NWS 안전 쪽 (약 10 mile): 16000 m 출처
번개 길 속 공기 온도 (50,000 °F ≈ 27,760 °C ≈ 28,000 K): 28033 K 출처
소리는 찬 공기보다 따뜻한 공기에서 더 빨리 간다: 따뜻할수록 빠름 출처
프랭클린이 뇌우 가까이에 연을 띄운 «아주 위험한 실험» (NWS): 아주 위험 출처
P파 빠르기 (USGS 3.7 mi/s): 5.95 km/s 출처
S파 빠르기 (USGS 2.5 mi/s): 4.02 km/s 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 과학(중학교) · 빛과 파동 [9과10-04]
한국 2022 · 지구과학 · 대기와 해양의 상호작용 [12지구01-04]

출처

https://www.weather.gov/safety/lightning-science-thunder(확인 2026-11-12)
https://www.noaa.gov/jetstream/lightning/sound-of-thunder(확인 2026-11-12)
https://www.weather.gov/upperair/reqdahdr(확인 2026-11-12)
https://www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/science/earthquake-early-warning-overview(확인 2026-11-12)

이어서 보기

천둥 번개 구름 (뇌우와 번개)