Blitz und Donner

Blitz und Donner Übung

• Nenne, warum Blitze bevorzugt in Glockentürme einschlagen.

  Tipps

  Die meisten Glockentürme konnte man damals von überall aus sehen.

  Auf hohen Gebäuden dienen metallische Spitzen oft der Blitzableitung.

  Blitze suchen häufig den höchsten Punkt in der Umgebung.

  Lösung

  Blitze schlagen häufig in hohe Gebäude ein, weil hier Leitkanal und Fangentladung einander schneller entgegenkommen können.

  Die metallischen Spitzen, die oft auf hohen Gebäuden zu finden sind, bieten einen günstigen Pfad für die Blitzableitung und minimieren potenzielle Schäden.

  Das Material oder die Bauweise ist dabei nicht auschlaggebend.

  
  

  • Glockentürme waren oft die höchsten Gebäude in der Umgebung.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist richtig.

  
  

  • Glockentürme waren meistens aus Holz gebaut.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.

  
  

  • Glockentürme waren besonders auffällig.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.

  
  

  • Glockentürme waren häufig die niedrigsten Gebäude in der Umgebung.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.

• Benenne die verschiedenen Arten von Blitzen.

  Tipps

  Wolkenblitze treten zwischen der Unter- und Oberseite der Wolke auf.

  Erdblitze können gefährlich sein, da sie Bäume und Gebäude treffen können.

  Die Blitzarten treten verschieden häufig zwischen den Wolken sowie zwischen Wolken und Erde auf.

  Der Leitblitz gibt den Pfad für einen Blitz vor.

  Ein positiver Erdblitz entsteht an der Rückseite der abziehenden Gewitterwolke und hat eine große Reichweite.

  Lösung

  Neunzig Prozent aller Blitze geschehen innerhalb der Wolke: die sogenannten Wolkenblitze.
  Bei Erdblitzen, also Blitzen von der Wolke zur Erde, entstehen zwei einander entgegenkommende und durch Ionisation leitfähig gewordene Kanäle.
  Negative Ladungen bewegen sich in Richtung Erde und bilden dabei durch Ionisation einen leitfähigen Kanal in der Luft: den sogenannten Leitblitz. Er bahnt dem eigentlichen Hauptblitz seinen Weg, inklusive der Verästelungen.
  Selten und gefährlich sind die sogenannten positiven Erdblitze, bei denen die Entladung von der positiven Oberseite der Wolke zum Erdboden stattfindet.

  
  

  Folgende Arten von Blitzen und Beschreibungen gehören demnach zusammen:

  • Wolkenblitz: Diese Art von Blitz geschieht in der Gewitterwolke selbst und macht 90 Prozent aller Blitze aus.
  • Erdblitz: Dieser Blitz schießt von der Wolke zum Erdboden.
  • Leitblitz: Diese Form von Blitz sind bewegte Ladungen in Richtung Erde, die einen Kanal in der Luft bilden.
  • Positiver Erdblitz: Diese Blitzart ist selten und gefährlich. Sie geht von der positiven Oberseite der Wolke aus und hat eine hohe Reichweite.

• Formuliere eine mögliche Ursache für die Ladungstrennung in Gewitterwolken.

  Tipps

  Die Ladungstrennung entsteht innerhalb der Gewitterwolke.

  Unterschiedliche Teilchen in der Wolke können unterschiedliche Ladungen haben.

  Die Bewegung und der Kontakt der Teilchen führt schließlich zur Ladungstrennung.

  Lösung

  Gewitter sind faszinierende Naturphänomene, die häufig von eindrucksvollen Blitzen und Donner begleitet werden. Blitze entstehen, wenn Ladungsunterschiede ausgeglichen werden, was durch eine sogenannte Ladungstrennung passiert. Eine mögliche Ursache zur Entstehung solcher Ladungstrennungen in Gewitterwolken bietet die folgende Erklärung:

  Inmitten einer Gewitterwolke herrschen intensive atmosphärische Bedingungen, die zu erheblichen Ladungsunterschieden zwischen ihrer Unterseite und ihrer Oberseite führen. In dieser Umgebung stoßen Eiskristalle und Wassertröpfchen zusammen und tauschen elektrische Ladungen aus. Leichte Eiskristalle und Wassertröpfchen verlieren dabei Elektronen und werden nach oben getragen, während schwere Wassertropfen und Eisklumpen Elektronen aufnehmen und nach unten sinken.

• Beschreibe die Entstehung von Blitzen und Donner.

  Tipps

  Eine hohe elektrische Spannung zwischen Wolke und Erdboden führt zur Bildung des Leitblitzes.

  Der Leitblitz ebnet den Weg für den Hauptblitz und die Fangentladung ermöglicht einen Ladungsausgleich.

  Während der Hauptentladung fließt ein starker elektrischer Strom zwischen Wolke und Erde. Dabei wird die Luft aufgeheizt und der Donner erzeugt.

  Lösung

  Inmitten von Gewitterwolken entstehen Blitze. In diesen dichten Wolken bauen sich elektrische Ladungsunterschiede auf und führen zu Entladungen in Form von Blitzen und Donnern. Dieser Prozess umfasst mehrere Schritte, die in der folgenden Reihenfolge stattfinden:

  
  

  1. Blitz und Donner entstehen in Gewitterwolken und hauptsächlich in Cumulonimbus-Wolken.

  2. Es gibt Ladungsunterschiede zwischen der Unterseite (meist negativ geladen) und der Oberseite (meist positiv geladen) der Wolke.

  3. Es bildet sich ein unsichtbarer leitfähiger Kanal in der Luft, der als Leitblitz bezeichnet wird.

  4. Der Leitblitz bahnt den Weg für den Hauptblitz und führt zur Funkenentladung.

  5. Kommt der Leitblitz dem Boden nahe genug, fließen positive Ladungen vom Boden entgegen, was als Fangentladung bezeichnet wird.

  6. Die darauffolgende Hauptentladung führt zu einem starken elektrischen Stromfluss zwischen der Erde und der Wolke.

  7. Diese starke Erwärmung verursacht die schlagartige Ausdehnung der Luft und erzeugt das Geräusch des Donners.

• Gib eine einfache Definition einer Gewitterwolke an.

  Tipps

  Die Gewitterwolke ist eine Ansammlung von Wölkchen.

  Unter bestimmten Bedingungen türmen sich die Wolken auf.

  Eine aufgetürmte Wolke namens Cumulonimbus entsteht. Sie wird auch als Überwolke bezeichnet.

  Lösung

  Eine Gewitterwolke, auch Cumulonimbus genannt, ist eine große und hoch aufragende Wolkenformation.

  Sie entsteht durch aufsteigende warme, feuchte Luft, die kondensiert.

  „Cumulus“ heißt „Haufen, Gipfel, Übermaß“ und „nimbus“ heißt „Wolke“, vereinfacht also sozusagen eine Überwolke.

  
  

  • Eine Gewitterwolke ist eine Wolkenformation namens Cumulonimbus.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist richtig.

  
  

  • Eine Gewitterwolke ist eine Wolke, die den Himmel sonnig macht.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.

  
  

  • Eine Gewitterwolke leuchtet nachts.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.

  
  

  • Eine Gewitterwolke bringt Schnee und Regen.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.

• Begründe das Phänomen des elektrostatischen Schlags.

  Tipps

  Ein elektrostatischer Schlag tritt im Zusammenhang mit der Übertragung von Elektronen von einem Objekt auf ein anderes auf.

  Die Luftfeuchtigkeit und die Feuchtigkeit haben an Oberflächen im Allgemeinen keinen Einfluss auf das Auftreten eines elektrostatischen Schlags.

  Ein elektrostatischer Schlag ist nicht auf das Berühren von Metallgegenständen beschränkt, sondern wird durch die Ansammlung von Elektronen und die Entladung zwischen Objekten verursacht.

  Lösung

  Ein elektrostatischer Schlag tritt auf, wenn Elektronen durch Reibung übertragen werden. Dadurch werden die Ladungen getrennt. Wenn eine Person oder ein anderes Objekt dieses aufgeladene Objekt berührt oder sich ihm nähert, dann fließt ein Strom und die Elektronen bewegen sich, um den Ladungsunterschied auszugleichen. Dies führt zu einem plötzlichen Funken oder Schlag. Dieser elektrische Schlag kann unangenehm sein, ist aber normalerweise harmlos. Er tritt häufig auf, wenn die Luft trocken ist und die Umgebung wenig Feuchtigkeit enthält.

  
  

  • Ein elektrostatischer Schlag erfolgt, wenn eine Entladung stattfindet.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist richtig.

  • Ein elektrostatischer Schlag tritt auf, wenn die Luftfeuchtigkeit hoch ist und die Oberflächen feucht sind.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.

  • Ein elektrostatischer Schlag tritt nur auf, wenn Metallgegenstände berührt werden.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.

  • Ein elektrostatischer Schlag wird durch statische Elektrizität, die in beweglichen Gegenständen entsteht, verursacht.

  $\quad \Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.