Якщо ви коли-небудь ходили по килиму в сухий день, а потім торкалися чогось із металу, наприклад, ручки холодильника, ви відчули блискавку з перших вуст. Статичний розряд, який викликав шок, - це те саме явище, яке створює вогняні розвилки, які розколюють небо під час грози. Справжня блискавка спричинена розрядом мільйонів вольт електрики, яка може вбити вас. Навіть відносно крихітні розряди статичної електрики на ручці холодильника болючі. Однак можна безпечно і безболісно змусити блискавку відбутися в банці, де ви можете вивчити і оцінити все, що хочете.
Що таке блискавка?
Блискавка - це електричний розряд, який являє собою потік електронів від полюса з надлишком цих частинок до іншого полюса з дефіцитом. Величина різниці електронів між цими полюсами називається напругою, і чим вона більша, тим сильнішим буде електричний струм, коли він почне текти.
Під час грози краплі води в хмарах стикаються одна з одною, виділяючи при цьому електрони. Електрони притягуються до землі, яка позитивно заряджена щодо хмар. Однак вони не можуть легко протікати через повітря, оскільки повітря є електричним ізолятором. Отже, вони накопичуються, як вода за дамбою, поки напруга не стає настільки великим, що навіть повітря не може їх зупинити. У цей момент виникає блискавка.
Чому людей шокують холодильники?
Коли ви йдете по килиму, дія вашого взуття проти матеріалу створює вільні електрони приблизно так само, як це роблять зіткнулися молекули води в хмарах. Електрони накопичуються у вашому тілі, і коли ваш палець наближається до всього, через що вони можуть випливати на землю, вони стрибають по повітрю в іскрі електричного розряду. Металеві предмети є хорошими провідниками електрики, тому біля ручок холодильника та дверних ручок виникає багато статичних ударів. Невеликий спалах блискавки виникає в той момент, коли ти вражений, але ти, як правило, занадто здивований, щоб це помітити.
Створення блискавки в банці
Легко створити електричний розряд всередині будь-якої банки, яка має металевий ковпачок. Вам просто потрібно зробити дві речі. Перший - зробити внизу банки електрод, до якого може текти електрика, а другий - знайти безпечне джерело статичної електрики.
Ви коли-небудь натирали повітряну кулю волоссям і помічали, що воно прилипає до стіни? Це тому, що дія натирання балона утворює вільні електрони, подібно до тертя ніг про килим. Повітряна куля робить чудове джерело статичної електрики.
Речі, які вам знадобляться
- Банка з металевою кришкою
- Алюмінієва фольга
- Лист сушарки
- Жменька мініатюр з нефарбованими металевими головками
- Повітряна куля
Призначення фіксаторів - сфокусувати заряд і збільшити напругу. Якби ви використовували алюмінієву фольгу для виготовлення катода, заряд розповзався б по всьому аркушу, замість того, щоб текти до анода.
Цей експеримент працює найкраще, коли вологість низька. Це тому, що волога робить повітря ще кращим електричним ізолятором.
Анод - це позитивно заряджений електрод на дні банки, до якого будуть текти електрони. Для його створення виріжте шматок алюмінієвої фольги на квадрат довжиною близько 12 дюймів і шириною 12 дюймів. Складіть його вдвічі на менший квадрат і засуньте на дно банки. Це нормально, якщо краї трохи стирчать.
Катод - це негативно заряджений електрод, з якого будуть витікати електрони. Зробіть це, проткнувши кілька мініатюр через аркуш сушарки головами до верхньої частини банки. Покладіть лист сушарки на горловину банки і прикрутіть кришку.
Поради
Потріть повітряну кулю собі на голову. Ви дізнаєтесь, що він заряджається, якщо волосся віддирається, коли ви відтягнете повітряну кулю.
Торкніться повітряної кулі до верхньої частини банки і спостерігайте, що станеться. Якщо повітряна куля має достатньо заряду, ви побачите кілька жовтувато-синіх спалахів блискавок. Вони будуть ще більш вражаючими, якщо ви зменшите світло.