Wenn Sie schon einmal an einem trockenen Tag über einen Teppich gelaufen sind und dann etwas aus Metall berührt haben, wie zum Beispiel einen Kühlschrankgriff, haben Sie Blitze aus erster Hand erlebt. Die statische Entladung, die Ihnen einen Schock versetzt hat, ist das gleiche Phänomen, das die feurigen Gabeln erzeugt, die während eines Gewitters den Himmel spalten. Echte Blitze werden durch die Entladung von Millionen Volt Strom verursacht, die Sie töten können. Selbst relativ kleine Entladungen statischer Elektrizität an einem Kühlschrankgriff sind schmerzhaft. Es ist jedoch möglich, den Blitz sicher und schmerzlos in einem Glas zu verwirklichen, in dem Sie alles studieren und schätzen können, was Sie wollen.
Was ist Blitz?
Blitze sind elektrische Entladungen, d. h. der Fluss von Elektronen von einem Pol mit einem Überschuss dieser Teilchen zu einem anderen Pol mit einem Mangel. Die Größe der Elektronendifferenz zwischen diesen Polen wird als Spannung bezeichnet, und je größer sie ist, desto stärker ist der elektrische Strom, wenn er zu fließen beginnt.
Bei einem Gewitter kollidieren Wassertröpfchen in den Wolken miteinander und setzen dabei Elektronen frei. Die Elektronen werden von der Erde angezogen, die gegenüber den Wolken positiv geladen ist. Sie können jedoch nicht leicht durch Luft strömen, da Luft ein elektrischer Isolator ist. Folglich bauen sie sich auf, wie Wasser hinter einem Damm, bis die Spannung so groß wird, dass selbst Luft sie nicht aufhalten kann. An diesem Punkt tritt ein Blitz auf.
Warum sind die Leute von Kühlschränken schockiert?
Wenn Sie über einen Teppich laufen, erzeugt die Wirkung Ihrer Schuhe auf das Material freie Elektronen, ähnlich wie es bei kollidierenden Wassermolekülen in Wolken der Fall ist. Die Elektronen bauen sich in Ihrem Körper auf, und wenn Ihr Finger nahe genug an alles kommt, durch das er zur Erde fließen kann, springen sie in einem Funken elektrischer Entladung durch die Luft. Metallgegenstände sind gute Stromleiter, daher treten viele statische Erschütterungen in der Nähe von Kühlschrankgriffen und Türklinken auf. In dem Moment, in dem Sie geschockt sind, tritt ein kleiner Blitz auf, aber Sie sind normalerweise zu überrascht, um es zu bemerken.
Blitz in einem Glas machen
Es ist einfach, in jedem Glas mit Metalldeckel eine elektrische Entladung zu erzeugen. Sie müssen nur zwei Dinge tun. Die erste besteht darin, eine Elektrode im Boden des Gefäßes herzustellen, zu der die Elektrizität fließen kann, und die zweite besteht darin, eine sichere Quelle für statische Elektrizität zu finden.
Haben Sie sich schon einmal einen Luftballon ins Haar gerieben und bemerkt, dass er an der Wand klebt? Das liegt daran, dass beim Reiben des Ballons freie Elektronen entstehen, ähnlich wie beim Reiben der Füße über einen Teppich. Ein Ballon ist eine großartige Quelle für statische Elektrizität.
Dinge, die du brauchen wirst
- Ein Glas mit Metalldeckel
- Aluminiumfolie
- Ein Trocknerblatt
- Eine Handvoll Reißnägel mit unlackierten Metallköpfen
- Ein Ballon
Der Zweck der Stifte besteht darin, die Ladung zu fokussieren und die Spannung zu erhöhen. Wenn Sie die Kathode aus Aluminiumfolie herstellen, würde sich die Ladung über das gesamte Blech verteilen, anstatt zur Anode zu fließen.
Dieses Experiment funktioniert am besten, wenn die Luftfeuchtigkeit niedrig ist. Denn Feuchtigkeit macht Luft zu einem noch besseren elektrischen Isolator.
Die Anode ist die positiv geladene Elektrode am Boden des Gefäßes, zu der die Elektronen fließen. Um es zu erstellen, schneiden Sie ein Stück Aluminiumfolie in ein Quadrat von etwa 12 Zoll Länge und 12 Zoll Breite. Falten Sie es zweimal zu einem kleineren Quadrat und schieben Sie es in den Boden des Glases. Es ist in Ordnung, wenn die Kanten etwas überstehen.
Die Kathode ist die negativ geladene Elektrode, aus der die Elektronen fließen. Machen Sie es, indem Sie mehrere Reißnägel durch ein Trocknertuch stecken, wobei die Köpfe zur Oberseite des Glases zeigen. Legen Sie das Trocknertuch über die Öffnung des Glases und schrauben Sie den Deckel auf.
Tipps
Reiben Sie den Ballon über Ihren Kopf. Sie wissen, dass er aufgeladen ist, wenn Ihnen die Haare zu Berge stehen, wenn Sie den Ballon wegziehen.
Berühren Sie den Ballon oben im Glas und beobachten Sie, was passiert. Wenn der Ballon ausreichend geladen ist, sehen Sie mehrere gelblich-blaue Blitze. Sie werden noch beeindruckender, wenn Sie das Licht ausschalten.