A villámlás
A villám és az azt kísérő mennydörgés jól ismert időjárási jelenség. A villám kialakulása a felhőkben felhalmozódott töltések egymás felé vagy a föld felé áramlásával kezdődik, ha az elektromos térerősség elég nagyra nő. A feszültség ilyenkor a későbbi villám két végpontja között körülbelül 10 millió volt. Az áramló töltések ütközések révén egy ioncsatornát alakítanak ki a későbbi villám két végpontja között. A villám (vagyis maga az elektromos kisülés) a környezet vezetőképességétől függően $50\unicode{x2013} 150\ \displaystyle \mathrm{\frac{kilométer}{másodperc}}$ sebességgel halad végig az ioncsatornán. Az ionizált levegő hőmérséklete elérheti a 30 000 Celsius fokot. Egy átlagos villámban 30‑40 ezer amperes áramerősség lép fel, időtartama kb. 0,1 milliszekundum. 
a) Milyen folyamatnak kell megelőznie a viharfelhőkben a villám kialakulását? Milyen erőhatás miatt kezdenek a töltések egymás felé áramlani? Mit nevezünk ionnak?
A villámlás előtt töltésmegosztás jön létre. A töltések az elektromos térerősség vagy a Coulomb‑erő hatására kezdenek áramlani egymás felé.
Az ion elektronhiánnyal vagy többlettel rendelkező atom vagy molekula.
a) A villámlást létrejöttét megelőző folyamatok megnevezése és az ion fogalmának meghatározása:
6 pont
(bontható)
A villámlás előtt töltésmegosztás (2 pont) jön létre. (Hasonló kifejezés is elfogadható, pl. „töltések halmozódnak fel”, stb.)
A töltések az elektromos térerősség vagy a Coulomb‑erő (2 pont) hatására kezdenek áramlani egymás felé. (Az egyik megnevezés elegendő, képlet felírására nincs szükség.)
Az ion elektronhiánnyal vagy többlettel rendelkező atom vagy molekula (2 pont).
b) Miért rendkívül veszélyes a villámcsapás az emberre? Miért érezhetjük magunkat villámlás idején biztonságban egy bádogkunyhóban?
A villámban nagyon nagy áram folyik, ami nagyon nagy kárt okozhat az emberi szervezetben.
A bádogkunyhó Faraday‑kalitkaként viselkedik, belsejében a térerősség és az áram nulla.
b) A villámcsapás veszélyességének indoklása és a bádogkunyhó szerepének megnevezése:
4 pont
(bontható)
A villámban nagyon nagy áram folyik (1 pont), ami nagyon nagy kárt okozhat az emberi szervezetben (1 pont). (Ha a vizsgázó konkrét, valós hatást jelöl meg a pont megadandó.)
A bádogkunyhó Faraday‑kalitkaként (2 pont) viselkedik, belsejében a térerősség és az áram nulla.
c) A villámlást többnyire mennydörgés kíséri. Miért észlelünk időkülönbséget a villámlás és az azt kísérő mennydörgés között?
A fény terjedési sebessége sokkal nagyobb, mint a hangé, ezért késik a távoli megfigyelő számára a mennydörgés a villámfényhez képest.
c) A villám fénye és hangja közti időkülönbség meghatározása:
2 pont
A fény terjedési sebessége sokkal nagyobb, mint a hangé (2 pont), ezért késik a távoli megfigyelő számára a mennydörgés a villámfényhez képest.
d) Körülbelül mekkora töltés áramlik át az ioncsatornán egy villámlás során?
$Q\approx 3\thinspace \unicode{x2013} \thinspace 4\ \mathrm{C}$
d) A villámban áramló töltésmennyiség meghatározása:
3 pont
(bontható)
$$Q=I\cdot t$$
(1 pont)
$$Q=3\cdot 10^4\ \mathrm{A}\cdot 10^{−4}\ \mathrm{s}$$
$$Q=3\ \mathrm{C}$$
vagy
$$Q=4\cdot 10^4\ \mathrm{A}\cdot 10^{−4}\ \mathrm{s}$$
$$Q=4\ \mathrm{C}$$
(behelyettesítés + számítás, 1 + 1 pont)
$3\ \mathrm{C}$ és $4\ \mathrm{C}$ körüli értékek elfogadandók.
Összesen: 15 pont