Se hai mai camminato su un tappeto in una giornata asciutta e hai toccato qualcosa di metallo, ad esempio una maniglia del frigorifero, hai sperimentato il fulmine in prima persona. La scarica statica che ti ha dato uno shock è lo stesso fenomeno che crea le forche infuocate che dividono il cielo durante un temporale. Il vero fulmine è causato dallo scarico di milioni di volt di elettricità, che può ucciderti. Anche le scariche relativamente piccole di elettricità statica sul manico di un frigorifero sono dolorose. Tuttavia, è possibile far accendere il lampo in modo sicuro e indolore in un barattolo, dove puoi studiarlo e apprezzarlo tutto ciò che desideri.

Che cos'è il fulmine?

Il fulmine è scarica elettrica, che è il flusso di elettroni da un polo con un eccesso di queste particelle ad un altro polo con un deficit. L'entità della differenza di elettroni tra questi poli è detta tensione, e maggiore è, più forte sarà la corrente elettrica quando inizierà a fluire.

Durante un temporale, le gocce d'acqua nelle nuvole si scontrano l'uno con l'altro, rilasciando elettroni nel processo. Gli elettroni sono attratti dalla terra, che è caricata positivamente rispetto alle nuvole. Non possono fluire facilmente attraverso l'aria, tuttavia, perché l'aria è un isolante elettrico. Di conseguenza, si accumulano, come l'acqua dietro una diga, fino a quando la tensione diventa così grande che persino l'aria non può fermarli. A quel punto, si verifica un fulmine.

Perché le persone si sentono scioccate dai frigoriferi?

Quando cammini su un tappeto, l'azione delle tue scarpe contro il materiale crea molto elettroni liberi nel lo stesso modo in cui si scontrano le molecole d'acqua nelle nuvole. Gli elettroni si accumulano nel tuo corpo e quando il tuo dito si avvicina abbastanza a qualsiasi cosa attraverso cui possano fluire verso la terra, saltano attraverso l'aria in una scintilla di scarica elettrica. Gli oggetti metallici sono buoni conduttori di elettricità, quindi si verificano molti shock statici vicino alle maniglie del frigorifero e alle maniglie delle porte. Un piccolo lampo si verifica nel momento in cui sei scioccato, ma di solito sei troppo sorpreso per notarlo.

Creare un fulmine in un barattolo

È facile creare una scarica elettrica all'interno di qualsiasi vaso che ha un tappo di metallo. Hai solo bisogno di fare due cose. Il primo è quello di fare un elettrodo sul fondo del vaso verso il quale l'elettricità può fluire, e il secondo è quello di trovare una fonte sicura di elettricità statica.

Hai mai strofinato un palloncino tra i capelli e notato che si attacca al muro? Questo perché l'azione di sfregare il pallone crea elettroni liberi, proprio come strofinare i piedi su un tappeto. Un palloncino costituisce una grande fonte di elettricità statica.

Impostazione dell'anodo

L'anodo è l'elettrodo caricato positivamente sul fondo del vaso verso il quale fluiscono gli elettroni. Per crearlo, taglia un foglio di alluminio in un quadrato lungo circa 12 pollici e largo 12 pollici. Piegalo due volte in un quadrato più piccolo e spingilo sul fondo del vaso. Va bene se i bordi si attaccano un po '.

Imposta il catodo

Il catodo è l'elettrodo caricato negativamente da cui fluiranno gli elettroni. Farlo scuotendo diverse puntine da disegno attraverso un foglio asciutto con la testa rivolta verso la parte superiore del barattolo. Posizionare il foglio dell'essiccatore sulla bocca del barattolo e avvitare il coperchio.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Lo scopo dei chiodi è di mettere a fuoco la carica e aumentare la tensione. Se hai usato del foglio di alluminio per realizzare il catodo, la carica si sarebbe diffusa sull'intero foglio invece di scorrere verso l'anodo.

Carica il palloncino

Strofina il palloncino sulla tua testa. Saprai che è carica se i tuoi capelli stanno ritti quando tiri via il palloncino.

Crea un fulmine

Tocca il pallone nella parte superiore del barattolo e osserva cosa succede. Se il pallone ha una carica sufficiente, vedrai diversi lampi blu giallastri. Saranno ancora più impressionanti se abbasserai le luci.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Questo esperimento funziona meglio quando l'umidità è bassa. Questo perché l'umidità rende l'aria un isolante elettrico ancora migliore.