Gewittermodell

Kurzbeschreibung

Im ersten Versuchsteil schüttet man ein Gemisch aus Stahlkugeln und Likopodium aus etwa 50 cm Höhe in einen Metallbecher, der mit einem Braunschen Elektroskop verbunden ist. Am Elektroskop ist kein Ausschlag, und somit keine aufgebrachte Ladung erkennbar.
Nun wiederholen wir den Versuch während wir seitlich mit einem Fön gegen das fallende Gemisch blasen. Dadurch wird während des Fallens ein Teil des Likopodiums aus dem Gemisch herausgeblasen. Der verbleibende Rest des Gemisches hat eine positive Ladung, was durch einen deutlichen Ausschlag am Elektrometer erkennbar ist.

Dieser Versuch soll die Untersuchungen des österreichisch-ungarischen Physikes Philipp Lenard verdeutlichen. Er hatte mit seinen Studenten Ende des 19. Jahrhunderts folgende Erklärung für die Entstehung von Elektrizität bei Niederschlägen gefunden. Es gibt drei verschiedene Arten von Gewittertypen, das Kaltfrontgewitter, das Wärmegewitter und das orografische Gewitter. Allen Gewitterarten gemein ist, dass Warmluft aufgrund seiner geringeren Dichte nach oben seigt. Die aufsteigende warme Luft kühlt sich aufgrund der niedrigen Umgebungstemperatur in großer Höhe bis zu ihrer Sättigungstemperatur ab. Bei dieser Abkühlung kommt es zur Kondensation des Wasserdampfes und es bilden sich Regentropfen. Einige Regentropfen werden beim Fallen im aufsteigenden Luftstrom hutförmig aufgeblasen. Der obere Teil des Tropfens wird immer dabei immer dünner, bis der Tropfen schließlich in eine Vielzahl kleinster Tröpchen zerrissen wird. Diese Tröpfchen weisen eine negative Spannung auf und werden von der aufsteigenden Luft mit nach oben gerissen, während die schwereren Teile des Wassertropfens mit positiver Ladung nach unten fallen. Die Ursache für diese Bildung liegt an der elektrischen Doppelschicht des Wassers, deren negative Belegung nach außen zeigt. Diese Erscheinung wird als Kontaktelektrizität - also der Erscheinung, dass Körper mit unterschiedlicher stofflicher Zusammensetzung nach Berührung und anschließender Trennung mit entgegengesetzer Polung elektrisch aufgeladen sind - bezeichnet.

Betriebsanleitungen: Lampen, Elektrogeräte

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