Pokud jste někdy v suchý den prošli koberec a poté jste se dotkli něčeho z kovu, jako je rukojeť ledničky, zažili jste blesk na vlastní kůži. Statický výboj, který vás šokoval, je stejný jev, který vytváří ohnivé vidličky, které během bouřky rozdělily oblohu. Skutečný blesk je způsoben vybitím milionů voltů elektřiny, které vás může zabít. I relativně malé výboje statické elektřiny na rukojeti chladničky jsou bolestivé. Je však možné bezpečně a bezbolestně uskutečnit blesk ve sklenici, kde můžete studovat a ocenit vše, co chcete.
Co je to blesk?
Blesk je elektrický výboj, což je tok elektronů z pólu s přebytkem těchto částic do jiného pólu s nedostatkem. Velikost rozdílu elektronů mezi těmito póly se nazývá napětí a čím větší je, tím silnější bude elektrický proud, když začne proudit.
Během bouřky se kapičky vody v mracích střetávají a uvolňují elektrony. Elektrony jsou přitahovány k Zemi, která je vůči mrakům kladně nabitá. Nemohou však snadno proudit vzduchem, protože vzduch je elektrický izolátor. V důsledku toho se hromadí, jako voda za přehradou, dokud napětí nebude tak velké, že je nezastaví ani vzduch. V tom okamžiku dojde k blesku.
Proč jsou lidé šokováni ledničkami?
Když kráčíte po koberci, působení vašich bot na materiál vytváří volné elektrony podobně, jako to dělají srážející se molekuly vody v mracích. Elektrony se hromadí ve vašem těle, a když se váš prst dostane dostatečně blízko ke všemu, přes co může proudit na Zemi, skáče vzduchem v jiskře elektrického výboje. Kovové předměty jsou dobrým vodičem elektřiny, takže v blízkosti rukojetí chladničky a kliky dveří dochází k mnoha statickým šokům. Ve chvíli, kdy jste šokováni, dojde k malému záblesku blesku, ale obvykle jste příliš překvapeni, než si toho všimnete.
Dělat blesk ve sklenici
Je snadné vytvořit elektrický výboj uvnitř každé nádoby, která má kovový uzávěr. Musíte jen udělat dvě věci. Prvním je vyrobit elektrodu ve spodní části nádoby, k níž může proudit elektřina, a druhou je přijít s bezpečným zdrojem statické elektřiny.
Už jste si někdy vtíral balón do vlasů a všiml si, že se drží na zdi? Je to proto, že akce tření ballonem vytváří volné elektrony, podobně jako tření nohou o koberec. Balón je skvělým zdrojem statické elektřiny.
Věci, které budete potřebovat
- Dóza s kovovým víkem
- Hliníková fólie
- Sušička
- Hrst připínáčků s nelakovanými kovovými hlavami
- Balón
Účelem připínáčků je soustředit náboj a zvýšit napětí. Pokud jste k výrobě katody použili hliníkovou fólii, náboj by se rozšířil po celé vrstvě, místo aby proudil k anodě.
Tento experiment funguje nejlépe, když je vlhkost nízká. Je to proto, že vlhkost dělá ze vzduchu ještě lepší elektrický izolátor.
Anoda je kladně nabitá elektroda ve spodní části nádoby, ke které budou proudit elektrony. Chcete-li jej vytvořit, nakrájejte kousek hliníkové fólie na čtverec dlouhý asi 12 palců a široký 12 palců. Přeložte jej dvakrát na menší čtverec a zatlačte jej do spodní části nádoby. Je v pořádku, pokud se okraje trochu zalepí.
Katoda je záporně nabitá elektroda, ze které budou proudit elektrony. Udělejte to tím, že propíchnete několik připínáčků přes sušičku s hlavami obrácenými k horní části nádoby. Umístěte sušičku přes ústa nádoby a našroubujte víko.
Tipy
Otřete si balón o hlavu. Budete vědět, že je to nabito, pokud vám vlasy při natahování balónku stojí na konci.
Dotkněte se balónku v horní části nádoby a sledujte, co se stane. Pokud má balón dostatek náboje, uvidíte několik žlutavě modrých záblesků blesku. Budou ještě působivější, pokud zhasnete světla.