Ja jūs kādreiz sausā dienā esat staigājis pāri paklājam un pēc tam pieskāries kaut kam no metāla, piemēram, ledusskapja rokturim, jūs esat pieredzējis zibens no pirmavotiem. Statiskā izlāde, kas jums izraisīja šoku, ir tā pati parādība, kas rada ugunīgas dakšas, kas negaisa laikā sašķeļ debesis. Īstu zibeni izraisa miljonu voltu elektrības izlāde, kas var jūs nogalināt. Pat samērā niecīgas statiskās elektrības izvadīšana uz ledusskapja roktura ir sāpīga. Tomēr ir iespējams droši un nesāpīgi panākt, lai zibens notiktu burkā, kur jūs varat izpētīt un novērtēt visu, ko vēlaties.
Kas ir zibens?
Zibens ir elektriskā izlāde, kas ir elektronu plūsma no pola ar šo daļiņu pārpalikumu uz citu polu ar deficītu. Elektronu starpības lielumu starp šiem poliem sauc par spriegumu, un jo lielāks tas ir, jo spēcīgāka būs elektriskā strāva, kad tā sāk plūst.
Pērkona negaisa laikā ūdens pilieni mākoņos saduras viens ar otru, procesā atbrīvojot elektronus. Elektronus piesaista zeme, kas ir pozitīvi uzlādēta attiecībā uz mākoņiem. Viņi tomēr nevar viegli plūst pa gaisu, jo gaiss ir elektrisks izolators. Līdz ar to tie veidojas kā ūdens aiz aizsprosta, līdz spriegums kļūst tik liels, ka pat gaiss nespēj viņus apturēt. Tajā brīdī notiek zibens spēriens.
Kāpēc cilvēkus šokē ledusskapji?
Ejot pāri paklājam, kurpju iedarbība pret materiālu rada brīvos elektronus līdzīgi kā sadursmēs esošās ūdens molekulas. Elektroni uzkrājas jūsu ķermenī, un, kad jūsu pirksts ir pietiekami tuvu visam, caur kuru var plūst uz zemi, viņi lec pa gaisu elektriskās izlādes dzirkstelē. Metāla priekšmeti ir labi elektrības vadītāji, tāpēc pie ledusskapja rokturiem un durvju rokturiem rodas daudz statisku triecienu. Tajā brīdī, kad jūs esat satriekts, rodas neliels zibens spēriens, taču jūs parasti esat pārāk pārsteigts, lai to pamanītu.
Zibens taisīšana burkā
Jebkura burka iekšpusē, kurai ir metāla vāciņš, ir viegli izveidot elektrisko izlādi. Jums vienkārši jādara divas lietas. Pirmais ir izgatavot elektrodu burkas apakšā, pret kuru var plūst elektrība, un otrais ir nākt klajā ar drošu statiskās elektrības avotu.
Vai jūs kādreiz esat berzējis balonu matos un pamanījis, ka tas pielīp pie sienas? Tas ir tāpēc, ka balona berzes darbība rada brīvus elektronus, līdzīgi kā pēdu berzēšana uz paklāja. Balons ir lielisks statiskās elektrības avots.
Jums nepieciešamās lietas
- Burka ar metāla vāku
- Alumīnija folijs
- Žāvētāja palags
- Sauja īkšķu ar nekrāsotām metāla galvām
- Balons
Spraudņu mērķis ir koncentrēt lādiņu un palielināt spriegumu. Ja katoda izgatavošanai izmantojāt alumīnija foliju, lādiņš izplatījās pa visu loksni, nevis plūda uz anoda pusi.
Šis eksperiments vislabāk darbojas, ja mitrums ir zems. Tas ir tāpēc, ka mitrums padara gaisu par vēl labāku elektrisko izolatoru.
Anods ir pozitīvi uzlādēts elektrods burkas apakšā, pret kuru elektroni plūdīs. Lai to izveidotu, sagrieziet alumīnija folijas gabalu apmēram 12 collu garā un 12 collu platā kvadrātā. Divreiz salieciet to mazākā kvadrātā un iespiediet burkas apakšā. Tas ir labi, ja malas mazliet pielīp.
Katods ir negatīvi lādēts elektrods, no kura plūdīs elektroni. Pagatavojiet to, izspiežot vairākus sīktēlus caur žāvētāja palagu ar galvām uz burka augšpusi. Novietojiet žāvētāja lapu virs burkas mutes un pieskrūvējiet vāku.
Padomi
Ierīvē balonu uz galvas. Jūs uzzināsiet, ka tas ir uzlādēts, ja matus piecelsiet, kad jūs atvilksiet balonu.
Pieskarieties balonam burkas augšdaļā un vērojiet, kas notiek. Ja gaisa balonam ir pietiekami daudz lādiņa, jūs redzēsiet vairākus dzeltenīgi zilus zibeņojumus. Viņi būs vēl iespaidīgāki, ja izslēgsiet gaismas.