Es kann jeden Moment ohne Vorwarnung passieren.
Man geht über einen weichen Teppich, greift nach dem Türknauf
und plötzlich... bzzt!
Um statische Elektrizität zu verstehen,
müssen wir erst etwas über die Eigenart von Marterie wissen.
Jede Materie besteht aus Atomen,
die 3 Arten kleinerer Partikel enthalten:
negativ geladene Elektronen,
positiv geladene Protonen
und neutrale Neutronen.
Gewöhnlich gleichen sich Elektronen und Protonen in einem Atom aus,
deswegen sind die meisten Marterien nicht elektrisch geladen.
Doch Elektronen sind winzig und haben eine verschwindend geringe Masse.
Reibung kann lose gebundenen Elektronen genug Energie übertragen,
dass sie ihre Atome verlassen und sich mit anderen verbinden.
So bewegen sie sich zwischen differenten Oberflächen.
Wenn das passiert, hat das erste Objekt mehr Protonen als Elektronen
und wird positiv geladen,
während das andere mit mehr Elektronen eine negative Ladung aufbaut.
Diese Situation nennt man Ladungsungleichheit
oder Nettoladungstrennung.
Doch die Natur tendiert zu Gleichgewicht,
also gehen die mobilen Elektronen beim ersten Kontakt mit anderem Material
von den neu geladenen Körpern dahin, wo sie am meisten gebraucht werden.
Entweder verlassen sie das negativ geladene Objekt
oder sie verbinden sich mit einem positiv geladenen,
um den natürlichen Ladungsausgleich wiederherzustellen.
Diese schnelle Bewegung von Elektronen nennt man statische Entladung.
Wir sehen sie als plötzlichen Funken.
Dieser Prozess läuft nicht bei allen Objekten ab.
Sonst bekäme man dauernd einen Schlag ab.
Leiter wie Metalle und Salzwasser neigen dazu,
lose gebundene Valenzelektronen zu haben.
Diese können sich leicht zwischen Molekülen bewegen.
Isolatoren wie Plastik, Gummi und Glas hingegen
haben fest gebundene Elektronen, die nicht so leicht auf andere Atome übergehen.
Objekte laden sich meistens statisch auf,
wenn eines der beteiligten Materialien ein Isolator ist.
Schlendert man über einen Teppich,
gehen dank der Reibung Elektronen vom eigenen Körper darauf über,
während die isolierende Wolle des Teppichs ihre eigenen Elektronen behalten will.
Obwohl Körper und Teppich zusammen immer noch elektrisch neutral sind,
gibt es zwischen beiden nun eine Ladungspolarisation.
Wenn man nach dem Türknauf greift... bzzt!
Die lose gebundenen Elektronen des Türknaufs springen auf die Hand,
um die verlorenen Elektronen zu ersetzen.
Passiert das im Schlafzimmer, ist es eine kleinere Störung.
Doch im Freien kann statische Elektrizität
eine unheimliche, zerstörerische Naturgewalt sein.
Unter bestimmten Bedingungen entsteht Ladungstrennung in Wolken.
Wir wissen nicht genau, wie das passiert.
Es könnte mit der Zirkulation der Wassertropfen
und Eispartikel darin zu tun haben.
Trotzdem wird die Ladungsungleichheit neutralisiert
durch Freisetzung auf einen anderen Körper
wie einem Gebäude, der Erde oder anderen Wolken
in Form eines großen Funken, den wir als Blitz kennen.
So wie Finger wiederholt an der selben Stelle einen Schlag bekommen,
kann man sicher sein, dass Blitze auch öfter an der selben Stelle einschlagen.