Experiment
Geheimnisvolle Kräfte
Hast du dich schon einmal gefragt, warum sich deine Haare nach dem Kämmen manchmal von selbst aufstellen oder warum ein Luftballon an der Wand kleben bleibt? Das liegt an einem physikalischen Phänomen, der Elektrostatik! In diesem Experiment erforschen wir, wie sich elektrisch geladene Objekte aufeinander auswirken und ob sich unterschiedliche Gegenstände durch unsichtbare Kräfte bewegen lassen.
Wie funktioniert's?
Gegenstände bestehen aus positiven und negativen Teilchen. Reibt man Gegenstände aneinander, gibt es welche, die negative Teilchen (Elektronen) lieber abgeben. Dieser Gegenstand ist nach einer Reibung dann positiv geladen. Es gibt auch Gegenstände, die sehr gerne negative Teilchen aufnehmen. Ein solcher Gegenstand ist nach der Ladung negativ geladen. Diese Ladungsübertragung erzeugt eine Kraft, die wir in den folgenden Experimenten erforschen werden.
Spannender Fakt
Blitze sind das Ergebnis einer großen elektrischen Entladung. Aber wie und was da genau passiert, das wird nach wie vor erforscht, so auch am ISTA. Die Forschungsgruppe Waitukaitis erzeugt Miniblitze in einem experimentellen Physiklabor, um den genauen Vorgang der Entladung von Blitzen zu erforschen.
Du brauchst:
Papier
Luftballon, an den ein Seil gebunden ist
PVC-Rohr
Schafwolle, Wollpullover oder Haube
Kleine Papierschnipsel
Schritt 1
Reibe das PVC-Rohr und den Luftballon an der Schafwolle.
Schritt 2
Führe das PVC-Rohr zum Luftballon und beobachte, was passiert.
Schritt 3
Rolle das Papier ein. Reibe die Papierrolle und den Luftballon an der Schafwolle.
Schritt 4
Führe das Papier zum Luftballon und beobachte, was passiert.
Schritt 5
Reibe das PVC-Rohr an der Schafwolle und streue Papierschnipsel auf den Tisch.
Schritt 6
Führe das PVC-Rohr zu den Papierschnipseln und beobachte, was passiert.
Forsche weiter!
Was passiert, wenn du eine Sprühflasche mit Wasser füllst, 3-mal in die Luft sprühst und die Versuche noch einmal durchführst. Wird die Kraft dadurch verstärkt oder passiert vielleicht das Gegenteil?
Verwende noch weitere Materialien, nutze die Reibungselektrizität und erforsche, wie unterschiedliche Materialien reagieren.
Hintergrundwissen
Durch Reibung entsteht eine Ladungsübertragung die entweder zum Überschuss von positiven oder negativen Teilchen führt. Sobald die Gegenstände durch Reibung geladen sind, können sie, wie in den Experimenten zu beobachten, Kraft ausüben. Gegenstände, die unterschiedlich geladen sind, ziehen sich dann gegenseitig an. Gegenstände, die gleich geladen sind, stoßen sich ab.
Wie beeinflusst nun das Wasser in der Luft die elektrische Kraft? Ist die Umgebung feucht, also wenn die Luft mit kleinen Wassertröpfchen gefüllt ist, wird die Ladung in der Luft verteilt. In den Wassertropfen gibt es winzig geladene Teilchen (Ionen), die dafür verantwortlich sind. Dadurch entlädt sich ein elektrostatisch geladener Gegenstand und er übt keine Kraft mehr auf ein anderes Material aus.