Hvis du noen gang har gått over et teppe på en tørr dag og deretter berørt noe laget av metall, for eksempel et kjøleskapshåndtak, har du opplevd lyn på førstehånd. Den statiske utladningen som ga deg et sjokk er det samme fenomenet som skaper de brennende gaflene som splitter himmelen under tordenvær. Ekte lyn er forårsaket av utslipp av millioner volt strøm, som kan drepe deg. Selv relativt små utslipp av statisk elektrisitet på et kjøleskapshåndtak er smertefulle. Det er imidlertid mulig å trygt og smertefritt få lyn til å skje i en krukke, hvor du kan studere og sette pris på det alt du vil.
Hva er lyn?
Lyn er elektrisk utladning, som er strømmen av elektroner fra en pol med et overskudd av disse partiklene til en annen pol med mangel. Størrelsen på forskjellen i elektroner mellom disse polene kalles spenning, og jo større den er, desto sterkere blir den elektriske strømmen når den begynner å strømme.
Under tordenvær kolliderer vanndråper i skyene med hverandre og frigjør elektroner i prosessen. Elektronene tiltrekkes av jorden, som er positivt ladet med hensyn til skyene. De kan imidlertid ikke strømme lett gjennom luft fordi luft er en elektrisk isolator. Derfor bygger de seg opp, som vann bak en demning, til spenningen blir så stor at selv luft ikke kan stoppe dem. På det tidspunktet oppstår et lyn.
Hvorfor blir folk sjokkert over kjøleskap?
Når du går over et teppe, skaper virkningen av skoene dine mot materialet frie elektroner mye på samme måte som kolliderende vannmolekyler i skyer gjør. Elektronene bygger seg opp i kroppen din, og når fingeren kommer nær nok til noe de kan strømme gjennom til jorden, hopper de gjennom luften i en gnist av elektrisk utladning. Metallgjenstander er gode ledere av elektrisitet, så mange statiske støt oppstår i nærheten av kjøleskapshåndtak og dørhåndtak. Et lite lyn kommer i det øyeblikket du er sjokkert, men du er vanligvis for overrasket over å legge merke til det.
Å lage lyn i en krukke
Det er enkelt å lage en elektrisk utladning inne i en krukke som har en metallhette. Du trenger bare å gjøre to ting. Den første er å lage en elektrode i bunnen av krukken som strømmen kan strømme mot, og den andre er å komme opp med en trygg kilde til statisk elektrisitet.
Har du noen gang gnidd en ballong i håret ditt og lagt merke til at den fester seg til veggen? Det er fordi handlingen med å gni ballongen skaper gratis elektroner, omtrent som å gni føttene på et teppe. En ballong er en flott kilde til statisk elektrisitet.
Ting du trenger
- En krukke med metallokk
- Aluminiumsfolie
- Et tørketrommel
- En håndfull tommelstifter med umalte metallhoder
- En ballong
Formålet med stiftene er å fokusere ladningen og øke spenningen. Hvis du brukte aluminiumsfolie for å lage katoden, ville ladningen spre seg over hele arket i stedet for å strømme mot anoden.
Dette eksperimentet fungerer best når luftfuktigheten er lav. Det er fordi fukt gjør luft til en enda bedre elektrisk isolator.
Anoden er den positivt ladede elektroden i bunnen av glasset som elektronene vil strømme mot. For å lage den, kutt et stykke aluminiumsfolie i et kvadrat som er omtrent 12 tommer langt og 12 tommer bredt. Brett den to ganger til en mindre firkant og skyv den inn i bunnen av krukken. Det er OK hvis kantene stikker litt.
Katoden er den negativt ladede elektroden som elektronene vil strømme ut fra. Lag det ved å stikke flere thumbtacks gjennom et tørketrommel med hodene vendt mot toppen av krukken. Legg tørketrommelen over munnen på krukken og skru på lokket.
Tips
Gni ballongen på hodet. Du vet at det er ladet hvis håret ditt holder på når du trekker ballongen bort.
Berør ballongen til toppen av krukken og se hva som skjer. Hvis ballongen har nok ladning, vil du se flere gulblå lyn. De blir enda mer imponerende hvis du slår ned lysene.