إذا كنت قد مشيت من قبل عبر سجادة في يوم جاف ثم لمست شيئًا مصنوعًا من المعدن ، مثل مقبض الثلاجة ، فقد واجهت البرق بشكل مباشر. إن التفريغ الساكن الذي تسبب لك بالصدمة هو نفس الظاهرة التي تخلق الشوكات النارية التي تشق السماء أثناء عاصفة رعدية. البرق الحقيقي ناتج عن تفريغ ملايين الفولتات من الكهرباء ، مما قد يقتلك. حتى التفريغ الضئيل نسبيًا للكهرباء الساكنة على مقبض الثلاجة مؤلم. ومع ذلك ، من الممكن جعل البرق يحدث بأمان وبدون ألم في مرطبان ، حيث يمكنك الدراسة وتقدير كل ما تريد.
ما هو البرق؟
البرق هو تفريغ كهربائي ، وهو تدفق الإلكترونات من قطب به فائض من هذه الجسيمات إلى قطب آخر يعاني من نقص. يُطلق على حجم الاختلاف في الإلكترونات بين هذه القطبين الجهد ، وكلما زاد ، كلما كان التيار الكهربائي أقوى عندما يبدأ في التدفق.
أثناء عاصفة رعدية ، تتصادم قطرات الماء في السحب مع بعضها البعض ، مما يؤدي إلى إطلاق الإلكترونات في هذه العملية. تنجذب الإلكترونات إلى الأرض ، وهي مشحونة إيجابياً بالنسبة للسحب. ومع ذلك ، لا يمكنها التدفق بسهولة عبر الهواء ، لأن الهواء عازل كهربائي. وبالتالي ، فإنها تتراكم ، مثل الماء خلف السد ، حتى يصبح الجهد كبيرًا لدرجة أن الهواء لا يمكنه إيقافها. عند هذه النقطة ، يحدث صاعقة.
لماذا يصاب الناس بالصدمة من الثلاجات؟
عندما تمشي عبر سجادة ، فإن تأثير حذائك على المادة ينتج إلكترونات حرة كثيرًا بنفس الطريقة التي تصطدم بها جزيئات الماء في السحب. تتراكم الإلكترونات في جسمك ، وعندما يقترب إصبعك بدرجة كافية من أي شيء يمكن أن تتدفق من خلاله إلى الأرض ، فإنها تقفز عبر الهواء في شرارة من التفريغ الكهربائي. تعتبر الأجسام المعدنية موصلات جيدة للكهرباء ، لذلك تحدث العديد من الصدمات الساكنة بالقرب من مقابض الثلاجة ومقابض الأبواب. يحدث وميض صغير من البرق في اللحظة التي تشعر فيها بالصدمة ، لكنك عادة ما تكون متفاجئًا جدًا لملاحظتها.
صنع البرق في جرة
من السهل عمل تفريغ كهربائي داخل أي وعاء به غطاء معدني. ما عليك سوى أن تفعل شيئين. الأول هو صنع قطب كهربائي في قاع البرطمان يمكن للكهرباء أن تتدفق باتجاهه ، والثاني هو إيجاد مصدر آمن للكهرباء الساكنة.
هل سبق لك فركت بالونًا في شعرك ولاحظت أنه يلتصق بالحائط؟ هذا لأن حركة فرك البالون تخلق إلكترونات حرة ، مثل فرك قدميك على سجادة. يصنع البالون مصدرًا كبيرًا للكهرباء الساكنة.
الأشياء ستحتاج
- جرة بغطاء معدني
- ورق ألومنيوم
- ورقة تجفيف
- حفنة من مسامير الورق برؤوس معدنية غير مصبوغة
- بالون
الغرض من المسامير هو تركيز الشحن وزيادة الجهد. إذا استخدمت رقائق الألومنيوم لصنع الكاثود ، فستنتشر الشحنة على الصفيحة بأكملها بدلاً من التدفق باتجاه الأنود.
تعمل هذه التجربة بشكل أفضل عندما تكون الرطوبة منخفضة. ذلك لأن الرطوبة تجعل الهواء عازلًا كهربائيًا أفضل.
القطب الموجب هو القطب الموجب الشحنة في الجزء السفلي من الجرة الذي تتدفق نحوه الإلكترونات. لإنشائه ، قم بقطع قطعة من رقائق الألومنيوم إلى مربع بطول 12 بوصة وعرض 12 بوصة. قم بطيها مرتين في شكل مربع أصغر وادفعها في قاع البرطمان. لا بأس إذا التصقت الحواف قليلاً.
الكاثود هو القطب السالب الشحنة الذي تتدفق منه الإلكترونات. قم بعمل ذلك عن طريق ضغط العديد من مسامير الورق في ورقة تجفيف بحيث تواجه رؤوسهم الجزء العلوي من الجرة. ضع ورقة التجفيف على فوهة البرطمان وقم بلف الغطاء.
نصائح
افرك البالون على رأسك. ستعرف أنه مشحون إذا كان شعرك يقف عند نهايته عند سحب البالون بعيدًا.
المس البالون أعلى البرطمان وراقب ما يحدث. إذا كان البالون يحتوي على شحنة كافية ، فسترى عدة ومضات زرقاء مصفرة من البرق. سيكونون أكثر إثارة للإعجاب إذا أطفأت الأنوار.