Als je ooit op een droge dag over een tapijt bent gelopen en vervolgens iets van metaal hebt aangeraakt, zoals een koelkasthandvat, heb je bliksem uit de eerste hand ervaren. De statische ontlading die je een schok gaf, is hetzelfde fenomeen dat de vurige vorken veroorzaakt die de lucht splijten tijdens een onweersbui. Echte bliksem wordt veroorzaakt door de ontlading van miljoenen volt elektriciteit, die je kan doden. Zelfs relatief kleine ontladingen van statische elektriciteit op het handvat van een koelkast zijn pijnlijk. Het is echter mogelijk om bliksem veilig en pijnloos te laten gebeuren in een pot, waar je alles kunt bestuderen en waarderen.
Wat is bliksem?
Bliksem is elektrische ontlading, dat is de stroom van elektronen van een pool met een overmaat van deze deeltjes naar een andere pool met een tekort. De grootte van het verschil in elektronen tussen deze polen wordt de spanning genoemd, en hoe groter deze is, hoe sterker de elektrische stroom zal zijn wanneer deze begint te stromen.
Tijdens een onweersbui botsen waterdruppels in de wolken met elkaar, waarbij elektronen vrijkomen. De elektronen worden aangetrokken door de aarde, die positief geladen is ten opzichte van de wolken. Ze kunnen echter niet gemakkelijk door de lucht stromen, omdat lucht een elektrische isolator is. Daardoor stapelen ze zich op, als water achter een dam, totdat de spanning zo hoog wordt dat zelfs lucht ze niet kan stoppen. Op dat moment treedt er een bliksemschicht op.
Waarom raken mensen geschokt door koelkasten?
Wanneer je over een tapijt loopt, creëert de actie van je schoenen tegen het materiaal vrije elektronen, ongeveer op dezelfde manier als botsende watermoleculen in wolken. De elektronen hopen zich op in je lichaam en wanneer je vinger dicht genoeg bij iets komt waardoor ze naar de aarde kunnen stromen, springen ze door de lucht in een vonk van elektrische ontlading. Metalen voorwerpen zijn goede geleiders van elektriciteit, dus er treden veel statische schokken op in de buurt van koelkasthandvatten en deurknoppen. Een kleine bliksemflits ontstaat op het moment dat je schrikt, maar je bent meestal te verrast om het op te merken.
Bliksem maken in een pot
Het is gemakkelijk om een elektrische ontlading te creëren in een pot met een metalen dop. Je hoeft maar twee dingen te doen. De eerste is om een elektrode in de bodem van de pot te maken waar de elektriciteit naartoe kan stromen, en de tweede is om een veilige bron van statische elektriciteit te bedenken.
Heb je ooit een ballon in je haar gewreven en gemerkt dat deze aan de muur plakt? Dat komt omdat de actie van het wrijven van de ballon vrije elektronen creëert, net zoals je met je voeten over een tapijt wrijft. Een ballon is een geweldige bron van statische elektriciteit.
Dingen die je nodig hebt
- Een pot met een metalen deksel
- Aluminiumfolie
- Een droogvel
- Een handvol punaises met ongeverfde metalen koppen
- Een ballon
Het doel van de tacks is om de lading te focussen en de spanning te verhogen. Als je aluminiumfolie zou gebruiken om de kathode te maken, zou de lading zich over de hele plaat verspreiden in plaats van naar de anode te stromen.
Dit experiment werkt het beste als de luchtvochtigheid laag is. Dat komt omdat vocht van lucht een nog betere elektrische isolator maakt.
De anode is de positief geladen elektrode op de bodem van de pot waarheen de elektronen zullen stromen. Om het te maken, snijdt u een stuk aluminiumfolie in een vierkant van ongeveer 30 cm lang en 30 cm breed. Vouw het dubbel tot een kleiner vierkant en duw het in de bodem van de pot. Het is niet erg als de randen een beetje uitsteken.
De kathode is de negatief geladen elektrode waaruit de elektronen zullen stromen. Maak het door verschillende punaises door een droogvel te steken met de kop naar de bovenkant van de pot gericht. Plaats het droogvel over de opening van de pot en schroef het deksel erop.
Tips
Wrijf de ballon over je hoofd. Je weet dat hij is opgeladen als je haar overeind staat als je de ballon wegtrekt.
Raak met de ballon de bovenkant van de pot aan en kijk wat er gebeurt. Als de ballon voldoende is opgeladen, zie je verschillende geelblauwe bliksemflitsen. Ze zullen nog indrukwekkender zijn als je de lichten uitdoet.