Big Bang 3, Schulbuch

95 26.1 Blitze und Polarlicht Sonne, Erde und Magnetfeld in einer vereinfachten und nicht maßstabsgetreuen Abbildung B 26.5 Unter Sonnenwind versteht man kein Lüftchen, son- dern geladene Teilchen wie Protonen und Elektronen ( Kap. 22.1, S. 58 ), die die Sonne in alle Richtungen aus- spuckt ( A6 ; B 26.5 ). Unsere Erde wirkt wie ein großer Magnet , und dieser Einfluss ist bis weit ins All hinaus zu spüren. Man nennt das ein magnetisches Feld , und dieses lenkt die geladenen Teilchen wie ein Schild ab. An den Polen können sie aber in die Lufthülle eindrin- gen und diese zum Leuchten bringen. Das nennt man dann Polarlicht ( B 26.1 ). Bei der Entstehung der Blitze spielt die Reibungs­ elektrizität eine große Rolle ( A2 ). Dadurch kommt es zuerst zu einer Ladungstrennung ( B 22.22 , S. 62 ) und dann zu einem großen Rumms! Blitze sind – wie auch wir Menschen – sehr unterschiedlich. Deshalb sind die Daten in Tab. 26.1 als Richtwerte zu sehen. Stromstärke 20.000A (2 · 10 4  A) Spannung 100.000.000 V (10 8   V) Energie/elektrische Arbeit 2.000.000.000 J (2 · 10 9  J) Dauer 1/1000 s (10 –3  s) Leistung ( Kap. 16.4, S. 10 ) 2 · 10 9  J/10 –3  s = 2 · 10 12   W Leistung ( Kap. 25.2, S. 83 ) 2 · 10 4  A · 10 8   V = 2 · 10 12   W Richtwerte für einen Blitz: Die Leistung kann man auf zwei verschiedene Arten berechnen. Einen geschlossenen Metall- käfig nennt man nach Michael Faraday ( B 24.25 , S. 82 ) einen Faradayschen Käfig . Es kann ein wirklicher Käfig sein ( B 26.6 ), aber zum Beispiel auch ein Auto . Dort bist du bei einem Gewitter immer perfekt geschützt , weil die Ladungen außen abfließen und niemals ins Innere vordringen können ( A3 ). T 26.1 B 26.6 Wie verhältst du dich bei einem Gewitter im Freien richtig, wenn ge- rade kein Auto zur Hand ist ( A4 )? Blitze schlagen bevorzugt in hohe Ob­ jekte ein ( B 26.7 ). Des- halb stehen Blitzablei- ter auch in die Höhe. Wenn du von einem Ge- witter im Freien über- rascht wirst, solltest du dich daher niemals in der Nähe von allein stehenden Bäumen , Masten oder ähnlichem aufhalten. Und einen Drachen steigen zu lassen wäre dann eine ziemlich blöde und le- bensgefährliche Idee ( A5 ). Wie kannst du deine Sicherheit erhöhen ( A4 )? Am bes- ten hockst du dich in einiger Entfernung von hohen Objekten auf den Boden. Dadurch bist du kleiner, und durch die enge Fußstellung werden die Spannungsun- terschiede an den Kontaktstellen geringer. Man nennt das die Schrittspannung . Nimm an, in B 26.8 nimmt die Spannung nach außen hin pro Linie um 10.000V ab. Wenn du auf zwei Linien stehst ( a ), beträgt die Schrittspannung 10.000V. Das ist lebensgefährlich! Wenn du die Beine geschlossen hast ( b ), ist der Spannungsunterschied viel geringer. Das Polarlicht kommt durch geladene Teilchen des Sonnenwindes zu Stande, die in die Lufthülle eindrin- gen. Bei einem Gewitter bist du in einem Auto sicher. Im Freien hockst du dich am besten mit enger Fuß- stellung auf den Boden. Ein Biltz schlug 1902 in den Eiffelturm ein. Dieser wirkte dabei wie ein riesiger Blitzableiter. B 26.7 Hier siehst du, wie die Spannung vom Zentrum eines Blitzeinschlages nach außen hin abnimmt. Von Kreis zu Kreis sinkt die Spannung um gleich viel Volt ab. B 26.8 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv