Statische Aufladung

Es ist nicht ganz sicher, wie ein Blitz genau entsteht, gewiss ist aber, dass am Anfang eine elektrostatische Ladung steht.

Experiment – Anheben per statischer Ladung

Elektrostatik bedeutet, dass auf einem Objekt eine elektrische Ladung aufgebaut wird. Das geschieht üblicherweise, indem das Objekt negativ geladene Elektronen ansammelt oder aber diese verliert und dadurch eine positive Ladung bekommt.

Wenn Sie einen Gegenstand aus Kunststoff bei sich haben, vielleicht einen Stift oder einen Kamm, können Sie ihn durch Reiben an Ihren Haaren statisch aufladen. Reißen Sie ein kleines Stückchen Papier ab (etwa halb so groß wie der Nagel Ihres kleinen Fingers) und legen Sie es auf Ihren Schoß oder Ihren Tisch. Reiben Sie den Kunststoffgegenstand zehn bis zwanzig Sekunden lang kräftig an Ihren Haaren, halten Sie ihn dann über das Papier und gehen langsam näher heran. Das Papier sollte »hochhüpfen« ehe es der Gegenstand berührt. Auf diese Weise sehen Sie die verborgene Kraft der elektrostatischen Ladung.

Wenn Sie einen Kunststoffgegenstand an Ihren Haaren reiben, nimmt er Elektronen auf, jene negativ geladenen winzigen Teilchen, die sich um die Atomkerne bewegen. Der Kunststoff bekommt dadurch eine negative Ladung und Ihr Haar eine positive. Dies ist eine direkte physikalische Auswirkung. Die Elektronen werden unmittelbar von Ihren Haaren abgerieben und von der Kunststoffoberfläche angezogen. Wenn Sie dann den Kunststoff in die Nähe von Papier halten, stößt die negative Ladung des Objekts die Elektronen von der Papieroberfläche ab. Dadurch bekommt sie eine positive Ladung. Somit haben Sie ein negativ geladenes Stück Kunststoff und ein positiv geladenes Papier. Positive und negative Ladungen ziehen sich an, so dass das Papier angehoben wird. Das funktioniert mit Papier in jeder Größe, aber die Kraft ist nicht sonderlich groß, deshalb muss das Papierstückchen eher klein sein.

27. Verzweigter nächtlicher Blitz von der Wolke zur Erde (in den USA).

Statische Aufladung wird häufig durch Reiben von Gegenständen erzeugt. Auf diese Weise produzierte Elektrizität wird nach dem griechischen Wort für reiben (tribos) auch als Triboelektrizität bezeichnet. Der Van-de-Graaff-Generator, das bekannteste Gerät zur Erzeugung statischer Elektrizität, arbeitet damit. Ein Band reibt auf Rollen und bewirkt eine statische Aufladung, die sich an einer Metallkuppel aufbaut. Diese Generatoren können Millionen von Volt erzeugen, doch für die hohen Spannungen bei Darbietungen mit »künstlichen Blitzen« werden häufiger Teslaspulen eingesetzt. Das sind spezielle Transformatoren, die die Spannung sehr stark erhöhen können.