Tipik bir yıldırım, atmosferdeki elektrik yüklü fırtına bölgeleri ile yeryüzü arasında seri yük boşalması biçiminde
gerçekleşir. Bir fırtına bulutu milyonlarca voltluk elektrik
potansiyeline erişebilir. Dünya üzerinde her dakika ortalama 6.000 kez tekrarlanan bu doğa olayı sırasında binlerce amperlik elektrik akımı oluşur. Yıldırımın izlediği
yol boyunca sıcaklık Güneş’in yüzey sıcaklığının yaklaşık
5 katına, yani 27.760 derece santigrada ulaşabilir.
Ancak bu devasa yük akışının gerçekleştiği hava ortamı pek de iyi bir elektrik iletkeni olmadığı için yıldırım
yeryüzüne en kısa yoldan, doğrusal biçimde ilerlemek
yerine zikzaklar çizerek iner. Bol yön değiştirmeli bu yol
alma biçimine kademeli ya da basamaklı ilerleme adı
verilir.
Kademeli ilerlemeyi oluşturan her bir adım yaklaşık 50
metre uzunluğundadır. Aktif adımlar saniyenin milyonda biri (mikrosaniye) kadar bir süreliğine ışık saçar. Yıldı-
rım bir adımın sonuna ulaştığında, yeni adımın açılması
için gereken süre yaklaşık 50 mikrosaniyedir. Adımlardaki elektrik akışı şu şekilde gerçekleşir: Ortamda yer alan
enerjisi artmış elektronlar, bazı oksijen moleküllerinin
yapısını geçici olarak değiştirir ve böylece yıldırıma iletken bir hat açılır.
Fırtına bulutlarında bulunan yoğun elektriksel alanın etkisindeki yüksek enerjili elektronlar, oksijen molekülleri
ile çarpıştığında, oksijen molekülleri uyarılarak farklı bir
forma geçiş yapabilir. Delta singlet adı verilen bu oksijen molekülü formu “ara kararlı” denilen bir durumdadır,
yani molekül 45 dakika boyunca bu geçici durumda kalıp
sonrasında daha düşük enerjili formuna geri dönecektir.
Oluşan delta singlet oksijen molekülleri, çevrelerindeki
negatif yüklü oksijen iyonlarından elektronlar koparır.
Ortamın elektrik iletimine uygun hâle gelebilmesi için
belirli bir