Jei kada nors sausą dieną perėjote per kilimą ir palietėte ką nors pagaminto iš metalo, pavyzdžiui, šaldytuvo rankeną, jūs patyrėte žaibą iš pirmų lūpų. Statinis išsiskyrimas, sukėlęs jums šoką, yra tas pats reiškinys, kuris sukuria ugningas šakutes, kurios per perkūniją skaldo dangų. Tikras žaibas kyla dėl milijonų voltų elektros iškrovos, kuri gali jus užmušti. Net palyginti nedideli statinės elektros išmetimai ant šaldytuvo rankenos yra skausmingi. Tačiau galima saugiai ir neskausmingai padaryti žaibą stiklainyje, kuriame galėsite mokytis ir įvertinti viską, ko norite.
Kas yra žaibas?
Žaibas yra elektros iškrova, tai yra elektronų srautas iš poliaus su šių dalelių pertekliumi į kitą polių, kurio trūkumas. Elektronų skirtumo tarp šių polių dydis vadinamas įtampa, o kuo ji didesnė, tuo stipresnė bus elektros srovė, kai ji pradės tekėti.
Perkūnijos metu debesyse esantys vandens lašai susiduria vienas su kitu, išlaisvindami elektronus. Elektronus traukia žemė, kuri teigiamai įkrauta debesų atžvilgiu. Tačiau jie negali lengvai tekėti oru, nes oras yra elektrinis izoliatorius. Vadinasi, jie kaupiasi kaip vanduo už užtvankos, kol įtampa tampa tokia didelė, kad net oras negali jų sustabdyti. Tuo metu įvyksta žaibas.
Kodėl žmones šokiruoja šaldytuvai?
Kai einate per kilimą, batų poveikis medžiagai sukuria laisvuosius elektronus panašiai kaip debesyse susiduriančios vandens molekulės. Elektronai kaupiasi jūsų kūne, o kai jūsų pirštas pakankamai arti visko, kuo gali tekėti į žemę, jie šokinėja per orą elektros iškrovos kibirkštimi. Metaliniai daiktai yra geri elektros laidininkai, todėl daugybė statinių smūgių įvyksta šalia šaldytuvo rankenų ir durų rankenų. Mažas žaibo blyksnis įvyksta tuo metu, kai esate sukrėstas, tačiau dažniausiai esate pernelyg nustebęs, kad tai pastebėtumėte.
Žaibo darymas stiklainyje
Bet kurio indelio, kuriame yra metalinis dangtelis, viduje lengva sukurti elektros iškrovą. Jums tereikia atlikti du dalykus. Pirmasis - pagaminti elektrodą indelio dugne, link kurio gali tekėti elektra, o antrasis - sugalvoti saugų statinės elektros šaltinį.
Ar kada nors įtrynėte balioną į plaukus ir pastebėjote, kad jis prilimpa prie sienos? Taip yra todėl, kad trinant balioną, atsiranda laisvų elektronų, panašiai kaip trinant kojas ant kilimo. Balionas yra puikus statinės elektros šaltinis.
Dalykai, kurių jums prireiks
- Indelis su metaliniu dangteliu
- Aliuminio folija
- Džiovintuvo lapas
- Sauja nykščių su nedažytomis metalinėmis galvutėmis
- Balionas
Takelių tikslas - sutelkti krūvį ir padidinti įtampą. Jei katodo gamybai naudojote aliuminio foliją, krūvis pasiskirstė per visą lakštą, o ne tekėjo link anodo.
Šis eksperimentas geriausiai veikia, kai drėgmė yra maža. Taip yra todėl, kad dėl drėgmės oras tampa dar geresniu elektros izoliatoriumi.
Anodas yra teigiamai įkrautas elektrodas indelio dugne, link kurio tekės elektronai. Norėdami jį sukurti, supjaustykite aliuminio folijos gabalėlį į maždaug 12 colių ilgio ir 12 colių pločio kvadratą. Du kartus perlenkite į mažesnį kvadratą ir įstumkite į stiklainio dugną. Gerai, jei kraštai šiek tiek sulimpa.
Katodas yra neigiamai įkrautas elektrodas, iš kurio tekės elektronai. Pasidarykite kelis nykščius per džiovintuvo lakštą galvutėmis nukreipta į stiklainio viršų. Uždėkite džiovintuvo lakštą ant stiklainio burnos ir užsukite dangtį.
Patarimai
Patrinkite balioną ant galvos. Jūs žinosite, kad jis įkrautas, jei plaukai atsistos, kai atitraukite balioną.
Palieskite balioną prie indelio viršaus ir stebėkite, kas vyksta. Jei balionas turi pakankamai įkrovos, pamatysite keletą gelsvai mėlynų žaibų. Jie bus dar įspūdingesni, jei užgesinsite šviesą.