Om du någonsin har gått över en matta på en torr dag och sedan berört något av metall, till exempel ett kylskåp, har du upplevt blixt från första hand. Den statiska urladdningen som gav dig en chock är samma fenomen som skapar de eldiga gafflarna som delar upp himlen under åskväder. Verklig blixt orsakas av miljontals volt el som kan döda dig. Även relativt små urladdningar av statisk elektricitet i kylskåpets handtag är smärtsamma. Det är dock möjligt att på ett säkert och smärtfritt sätt få blixtar att hända i en burk, där du kan studera och uppskatta allt du vill.
Vad är blixt?
Blixt är elektrisk urladdning, vilket är flödet av elektroner från en pol med ett överskott av dessa partiklar till en annan pol med brist. Storleken på skillnaden i elektroner mellan dessa poler kallas spänning, och ju större den är desto starkare blir den elektriska strömmen när den börjar flöda.
Under åskväder kolliderar vattendroppar i molnen med varandra och frigör elektroner under processen. Elektronerna lockas till jorden, vilket är positivt laddat med avseende på molnen. De kan inte flyta lätt genom luft, eftersom luft är en elektrisk isolator. Följaktligen byggs de upp, som vatten bakom en damm, tills spänningen blir så stor att även luft inte kan stoppa dem. Vid den tiden inträffar en blixt.
Varför blir människor chockade av kylskåp?
När du går över en matta skapar dina skor mot materialet fria elektroner på samma sätt som kolliderande vattenmolekyler i moln gör. Elektronerna byggs upp i din kropp, och när fingret kommer tillräckligt nära allt genom vilket de kan strömma till jorden hoppar de genom luften i en gnista av elektrisk urladdning. Metallföremål är bra ledare av elektricitet, så många statiska stötar inträffar nära kylhandtag och dörrhandtag. En liten blixt blinkar i det ögonblick du är chockad, men du är vanligtvis för förvånad över att du märker det.
Att göra blixtar i en burk
Det är enkelt att skapa en elektrisk urladdning i varje burk som har ett metalllock. Du behöver bara göra två saker. Den första är att göra en elektrod i botten av burken mot vilken elen kan strömma, och den andra är att komma med en säker källa för statisk elektricitet.
Har du någonsin gnuggat en ballong i håret och märkt att den håller fast vid väggen? Det beror på att gnugga ballongen skapar fria elektroner, ungefär som att gnugga fötterna på en matta. En ballong är en stor källa till statisk elektricitet.
Saker du behöver
- En burk med metalllock
- Aluminiumfolie
- En torktumlare
- En handfull häftstift med omålade metallhuvuden
- En ballong
Syftet med spikarna är att fokusera laddningen och öka spänningen. Om du använde aluminiumfolie för att göra katoden, skulle laddningen spridas över hela arket istället för att rinna mot anoden.
Detta experiment fungerar bäst när luftfuktigheten är låg. Det beror på att fukt gör luft till en ännu bättre elektrisk isolator.
Anoden är den positivt laddade elektroden i botten av burken mot vilken elektronerna kommer att strömma. För att skapa den, skär en bit aluminiumfolie i en kvadrat som är cirka 12 tum lång och 12 tum bred. Vik den två gånger till en mindre fyrkant och tryck in den i botten av burken. Det är OK om kanterna sticker upp lite.
Katoden är den negativt laddade elektroden från vilken elektronerna kommer att strömma. Gör det genom att sticka flera häftstift genom ett torkark med huvudet vänt mot toppen av burken. Placera torkarket över munnen på burken och skruva på locket.
Tips
Gnugga ballongen på huvudet. Du vet att det är laddat om ditt hår står i slutet när du drar bort ballongen.
Rör vid ballongen till toppen av burken och se vad som händer. Om ballongen har tillräckligt med laddning ser du flera gulblåa blixtar. De blir ännu mer imponerande om du slår på lamporna.