Tia sét
Hình thành > Phóng điện > Hình thành vệt sét

Hình thức phóng điện mà tia sét thường xuất hiện nhất là dưới dạng vệt sét (stroke), tức kênh plasma phát sáng. Tia sét chẳng là gì khác ngoài việc trao đổi các hạt (ion dương và âm, electron) để cân bằng lại điện tích giữa các vùng trong khí quyển hoặc giữa khí quyển và mặt đất và khi thực hiện việc đó nó tạo ra một vệt sét.
Sự kết nối các kênh dẫn sẽ mở ra đường đi mà trên đó sự phóng điện xảy ra. Khi đã có một kênh sét liên tục bắc cầu khoảng cách trong không khí giữa lượng dư điện tích âm trong đám mây và lượng dư điện tích mặt đất dương bên dưới, sẽ có sự sụt giảm rất đáng kể của điện trở không khí dọc theo kênh sét (môi trường không khí bị đánh thủng sơ bộ). Sét sẽ hình thành theo đường đi mới tạo ra này và khi đó các điện tích âm bắt đầu tràn nhanh xuống mặt đất. Các electron tăng tốc nhanh chóng tại một vùng xuất phát từ điểm mà tại đó các kênh dẫn gắn kết, sau đó vùng này lan ngược ra toàn bộ kênh với tốc độ nhanh gần ánh sáng. Một kênh plasma, hay chính là tia sét được hình thành.
Quá trình này chính là sự tạo thành cái gọi là "vệt sét phản hồi" (return stroke) đầu tiên. Đây là giai đoạn phát sáng mạnh mẽ nhất và rõ rệt nhất của sự phóng điện. Vệt phản hồi cũng chính là hình ảnh mà người ta thường nghĩ tới khi nhắc đến tia sét hay ánh chớp.
Một chuỗi hình ảnh sét trong quá trình phóng điện (thời gian xuất hiện: 0.32 giây)
Một dòng điện cường độ rất lớn chạy dọc theo kênh plasma từ đám mây xuống mặt đất, làm trung hòa điện tích mặt đất dương khi các electron phóng ra từ điểm xảy ra sét trên mặt đất đến các khu vực xung quanh, khi đó ta nói có sét đánh. Vệt sét CG điển hình gồm một kênh plasma dẫn điện xuyên qua không khí cao hơn 5 km (3.1 dặm), từ trong đám mây xuống bề mặt mặt đất. Khi bước vào giai đoạn đỉnh điểm, một cơn dông có thể tạo ra 3 hoặc nhiều hơn cú sét đánh trong 1 phút.
Dòng điện cực lớn của sét tạo ra một sự chênh lệch điện áp xuyên tâm lớn dọc theo bề mặt của mặt đất. Sự chênh lệch điện áp hay "điện thế bước"[cần dẫn nguồn] này là nguyên nhân của nhiều trường hợp thương vong do sét hơn là chính sự đánh thẳng xuống. Dòng điện chọn tất cả mọi đường đi điện trở thấp đối với chúng. Vì thế một phần dòng điện từ vệt phản hồi khi đi vào cơ thể người hoặc động vật (không may đứng gần điểm đánh) thường sẽ đi từ một chân sang chân kia và dần gây tê liệt cơ thể. Trên mặt đất nơi sét đánh hoặc trên bề mặt và bên trong các vật thể bị sét đánh (chẳng hạn da người), dòng điện có thể để lại những dấu vết hình cành cây giống tia sét (gọi là hình Lichtenberg).
Tốc độ dòng điện tích lan truyền trong không khí của vệt sét phản hồi được tính khoảng gần 100,000 km/s (xấp xỉ 1/3 tốc độ ánh sáng trong chân không). Dòng điện cực lớn nhanh chóng hâm nóng toàn bộ kênh sét, tạo nên kênh plasma với nhiệt độ bên trong rất cao, cực đại khoảng 50,000 K – làm cho nó phát sáng mạnh mẽ với màu xanh-trắng đặc trưng. Độ chói của sét rất lớn (có thể thắp sáng cả bầu trời đêm). Tuy nhiên, màu sắc cảm nhận được của tia sét có thể khác nhau bởi nhiều yếu tố, chẳng hạn mật độ dòng điện, khoảng cách quan sát và điều kiện không khí nơi đó. Sự hâm nóng không khí gần như tức thì khiến cho không khí giãn nở mạnh, tạo thành sóng xung kích mà âm thanh nghe được gọi là tiếng sấm. Dòng điện thay đổi nhanh chóng cũng tạo ra các xung điện từ (EMP) tỏa ra từ kênh ion. Đây là tính chất chung của mọi quá trình phóng điện.