Если вы когда-либо ходили по ковру в сухой день, а затем касались чего-то металлического, например ручки холодильника, вы на собственном опыте испытали молнию. Статический разряд, вызвавший у вас шок, - это то же явление, которое создает огненные вилы, раскалывающие небо во время грозы. Настоящая молния вызывается разрядом электричества в миллионы вольт, который может вас убить. Даже относительно небольшие разряды статического электричества на ручке холодильника болезненны. Однако можно безопасно и безболезненно заставить молнию случиться в банке, где вы можете изучать и ценить все, что хотите.
Что такое молния?
Молния - это электрический разряд, который представляет собой поток электронов от полюса с избытком этих частиц к другому полюсу с недостатком. Величина разности электронов между этими полюсами называется напряжением, и чем она больше, тем сильнее будет электрический ток, когда он начнет течь.
Во время грозы капли воды в облаках сталкиваются друг с другом, высвобождая при этом электроны. Электроны притягиваются к Земле, которая заряжена положительно по отношению к облакам. Однако они не могут легко проходить через воздух, потому что воздух является электрическим изолятором. Следовательно, они накапливаются, как вода за плотиной, пока напряжение не станет настолько большим, что даже воздух не сможет их остановить. В этот момент происходит разряд молнии.
Почему холодильники шокируют людей?
Когда вы идете по ковру, воздействие вашей обуви на материал создает свободные электроны примерно так же, как при столкновении молекул воды в облаках. Электроны накапливаются в вашем теле, и когда ваш палец приближается достаточно близко к чему-либо, через что они могут течь на землю, они прыгают по воздуху в виде искры электрического разряда. Металлические предметы являются хорошими проводниками электричества, поэтому возле ручек холодильников и дверных ручек возникает много статических ударов. В момент шока возникает небольшая вспышка молнии, но обычно вы слишком удивлены, чтобы это заметить.
Делаем молнию в банке
В любой банке с металлической крышкой легко создать электрический разряд. Вам просто нужно сделать две вещи. Первый - сделать на дне сосуда электрод, к которому может течь электричество, а второй - создать безопасный источник статического электричества.
Вы когда-нибудь втирали воздушный шарик в волосы и замечали, что он прилипает к стене? Это потому, что при трении баллона создаются свободные электроны, как при трении ногой о ковер. Воздушный шар - отличный источник статического электричества.
Вещи, которые вам понадобятся
- Баночка с металлической крышкой
- Алюминиевая фольга
- Сушильный лист
- Горстка канцелярских кнопок с неокрашенными металлическими головками
- Шарик
Назначение прихваток - сфокусировать заряд и увеличить напряжение. Если бы вы использовали алюминиевую фольгу для изготовления катода, заряд распространялся бы по всему листу, а не к аноду.
Этот эксперимент лучше всего работает при низкой влажности. Это потому, что влага делает воздух еще лучшим электрическим изолятором.
Анод - это положительно заряженный электрод на дне сосуда, к которому будут течь электроны. Чтобы создать его, вырежьте из алюминиевой фольги квадрат примерно 12 дюймов в длину и 12 дюймов в ширину. Сложите его дважды в меньший квадрат и вставьте в дно банки. Ничего страшного, если края немного торчат.
Катод - это отрицательно заряженный электрод, от которого будут течь электроны. Сделайте это, проткнув несколько канцелярских кнопок через сушилку так, чтобы их головы были обращены к верхней части банки. Поместите лист для сушки на горлышко банки и закрутите крышку.
Советы
Потрите шар о голову. Вы узнаете, что он заряжен, если ваши волосы встанут дыбом, когда вы оторвете воздушный шар.
Прикоснитесь воздушным шаром к верхней части банки и посмотрите, что произойдет. Если у воздушного шара достаточно заряда, вы увидите несколько желтовато-синих вспышек молний. Они будут еще более впечатляющими, если выключить свет.