Arbeitsblatt: Blitz

Material-Details

Physik Blitz
Physik
Elektrizität / Magnetismus
8. Schuljahr
3 Seiten

Statistik

129279
955
4
10.03.2014

Autor/in

Sabrina Binkert
Land: Schweiz
Registriert vor 2006

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Textauszüge aus dem Inhalt:

• • kräftige Aufwinde innerhalb einer wachsenden Woke (5-20 m/s) Wasserdampf kondensiert in der Wolke zu kleinen aber ständig wachsenden Wassertröpfchen • Wolke in grosser Höhe unterhalb der Nullgradgrenze Eispartikel entstehen durch gefrieren • Eispartikel wachsen und fallen zu Boden, wenn sie schwer genug sind • dabei stossen kleinere, noch leichte Eiskristalle mit den grösseren Eiskristallen zusammen und es passiert ein Elektronenaustausch (leichtere aufsteigende Teilchen geben Elektronen ab schwere fallende Teilchen nehmen Elektronen auf) • positiv geladene Teilchen steigen durch die Winde weiter nach oben es entsteht eine räumliche Ladungstrennung • im unteren Teil der Gewitterwolke schmelzen die Eiskristalle wieder und laden sich dabei positiv auf Das ist so zu erklären, dass sich beim Anwachsen des Eiskristalles in der Höhe Lufteinschlüsse bilden, die beim späteren Auftauen den Wassertropfen verlassen und dabei an der Oberfläche befindliche negative Ladung mit sich nehmen. • Ein Blitz ist ein Potentialausgleich innerhalb der Wolke (Wolkenblitz) oder zwischen dem Erdboden und dem unteren Teil der Wolke (Erdblitz) • Donner entsteht durch die plötzliche Ausdehnung der Luft, verursacht durch den extremen Temperaturanstieg beim Durchgang eines Blitzes Benjamin Franklin, Staatsmann und Erfinder, wies 1752 mit einem Drachen nach, dass es sich beim Blitz um eine elektrische Entladung handelt. Beim Drachensteigenlassen ist Vorsicht geboten: die feuchte Drachenschnur kann bei einem Gewitter zu einem höchst gefährlichen elektrischen Leiter werden! Entstehung der Blitze Zu Beginn ist eine Gewitterwolke unscheinbar: Warme, feuchte Luft kühlt sich beim Aufsteigen ab und bildet eine weisse Quellwolke. Wenn sie in kältere Höhen hinaufwächst, gefrieren die Wassertröpfchen zu Eiskristallen. Auf- und abwärts stürzende Winde wirbeln die Eiskristalle durcheinander und erzeugen so positive und negative Ladungen. Es bildet sich der typische Gewitterpilz mit dem ambossförmigen Oberteil. Das Zentrum in der Wolke wird negativ aufgeladen. Diese negative Ladung bewirkt, dass sich auf der Erde positive Ladung ansammelt. Die elektrische Spannung kann so gross werden, dass sie den Blitz auslöst. Die meisten Blitze verlaufen von Wolke zu Wolke, nur etwa jeder vierte Blitz zuckt zur Erde. Faraday- Käfig Der englische Physiker Michael Faraday (1791 1876) bewies mit Experimenten, dass alle elektrischen Ströme auch der Blitz über die Aussenseite eines Metallkäfigs fliessen und keine elektrischen Effekte innerhalb des Käfigs hervorrufen. Um das Eindringen des Blitzes zu verhindern, ist keine vollkommen geschlossene Metallhülle erforderlich! So wirken z. B. Armierungseisen eines Gebäudes aus Stahlbeton oder eine Autokarosserie als Faraday-Käfig. (Auszug aus dem gleichnamigen SEV-Merkblatt) Der Blitz schlägt bevorzugt an Stellen ein, welche die Umgebung wesentlich überragen, z. B. Bäume, Berggipfel, Aussichtstürme, einzelne Hütten, Kapellen. Personen, die sich in der Nähe solcher Orte aufhalten, sind gefährdet. Aber nicht nur am Einschlagpunkt besteht Gefahr, der Umkreis bis etwa 30 vom Einschlagort muss als gefährdet angesehen werden. Wenn ein Teil des Blitzstromes über den Menschen fliesst, dann kann dies zu unwillkürlichen Muskelreaktionen führen, die eine Person einige Meter fortschleudern können. Daher sind auch Stellen zu meiden, die zu einem Absturz führen könnten. Wo ist Schutz zu suchen? 1* in Wohnhäusern 2* in Stahlskelettbauten 3* in Baracken mit zusammenhängenden Blechwänden und -decken 4* in Autos mit Ganzmetallkarosserie, Traktoren mit Metalldach, Ganzmetallwohnwagen 5* in Eisenbahnwagen 6* in Metallkabinen von Seilbahnen, Schiffen oder Lastwagen 7* in grossen Höhlen, in denen man stehen kann, ohne mit dem Kopf nahe zur Decke zu kommen 8* im Innern eines Waldes mit gleichmässig hohem Baumbestand 9* jedoch nicht in der Nähe einzelner Bäume oder herabhängender Äste Zur Not kann Schutz gesucht werden: 10* im Innern von Hütten, Kapellen, Scheunen (nicht an Aussenwände anlehnen!) 11* unter Freileitungen, jedoch nicht in der Nähe von Masten, 12* durch Niederhocken mit geschlossenen Füssen in Bodenmulden, Hohlwegen oder am Fuss von Felsvorsprüngen. Welche Standorte sind gefährdet? 13* 14* 15* 16* einzeln stehende Bäume und Baumgruppen Waldränder mit hohen Bäumen ungeschützte Objekte im freien Feld wie Heuwagen, Aussichtstürme, Unterstände Berggrate und Berggipfel 17* 18* 19* 20* 21* 22* 23* 24* Masten von Freileitungen die unmittelbare Nähe hoher Krane Schwimmbäder und Seen, namentlich deren Ufer ungeschützte Zelte ungeschützte Boote mit Metallmasten der Aufenthalt neben dem Auto, bei Weidezäunen das Tragen von überragenden Gegenständen (Pickel, Ski, Fischerruten usw.) das Anlehnen an Felswände