Waar komt bliksem vandaan?

Vliegend aluminiumfolie en rechtopstaande haren

We gaan nu eerst een experimentje doen. Iedereen krijgt een ballon en een jampotje met daarin opgehangen twee stukjes aluminiumfolie: een elektroscoop. Frank wrijft met zijn ballon over zijn hoofd. Al zijn haren gaan overeind staan! Daarna houdt hij de ballon bij het jampotje. Wat gebeurt er nu met het aluminiumfolie in het potje? ‘Ik zie het al', roept iemand, ‘hij gaat naar buiten!' De twee stukjes aluminiumfolie worden naar de zijkant van het potje geduwd.

Weet iemand hoe dit komt? Het is iets met elektriciteit weet een slimmerik, maar hoe het precies zit weten we niet. Frank legt het uit. Als je de ballon over je haren wrijft breng je elektriciteit op de ballon. Je hebt twee soorten: plus en min. Pluslading trekt minlading aan. Maar pluslading stoot pluslading af, net zoals minlading minlading afstoot. Nu wordt het al iets duidelijker. Door het wrijven komt er allemaal minlading op de ballon. Als we de ballon bij het jampotje houden komt de minlading op de twee stukjes aluminiumfolie en stoten ze elkaar af. Daarom bewegen ze van elkaar af!

En hoe zit het dan met de haren die overeind gaan staan? Daar heeft Frank een mooi experiment voor. Een groot apparaat met bovenaan allemaal sliertjes. Als Frank het apparaat aanzet gaan de sliertjes allemaal overeind staan. Dit is hetzelfde als er met je haren gebeurt. Het apparaat maakt negatieve lading. De negatieve lading gaat op de sliertjes zitten. Daardoor stoten de sliertjes elkaar af en willen we zo ver mogelijk bij elkaar vandaan zijn: ze gaan overeind staan.

Plakkende ballonnen en een elektrische pingpong

Frank weet nog een leuk trucje. Ineens blijft de ballon aan zijn hand plakken zonder dat hij hem vasthoudt. Hoe heeft hij dit gedaan? Hij heeft de ballon weer door zijn haar gewreven en daarmee de ballon negatief gemaakt. In zijn hand zit minlading en pluslading. Door de minlading in de ballon wordt de minlading in zijn hand weggeduwd en blijft de pluslading over. Minlading en pluslading trekken elkaar aan, hadden we net geleerd. Daardoor blijft de negatieve ballon aan de positieve hand plakken.

Het volgende experiment is een elektrische pingpong. Er zijn twee platen en tussenin hangt een pingpongballetje. Op de ene plaat zit pluslading, op de andere minlading. Frank geeft het balletje een klein zetje en plotseling schiet het heen en weer tussen de twee platen: ping pong ping pong, zonder te stoppen. Weet iemand hoe dit komt? Ja, dat hebben we net geleerd! ‘Als het balletje tegen de positieve plaat komt, krijgt het een beetje pluslading. Hierdoor wordt het balletje afgestoten door de plusplaat en aangetrokken door de minplaat. Als het daarna tegen de negatieve plaat komt, krijgt het een beetje minlading en zal het weer naar de positieve plaat bewegen.'

Warmte, regen en kosmische straling

We hebben nu elektriciteit besproken. Een ander belangrijk ingrediënt voor onweer is warmte. Waar in de atmosfeer is de lucht het warmste? Vlak bij de aarde of heel hoog in de lucht? ‘Lucht is kouder bovenin, ik heb er een boek over!', roept een jonge wetenschapper. Dus warme lucht stijgt op, wordt hoog in de lucht kouder en maakt daar regendruppeltjes die samen regenwolken vormen.

Nu gaan we alles wat we hebben geleerd combineren. We hebben regendruppels hoog in de lucht. Waar komt dan de elektriciteit vandaan? Vanuit de ruimte komen deeltjes met plus- en minlading. Dit heet kosmische straling. De lading van de deeltjes wordt aan de regendruppels gegeven. Zo ontstaan kleine regendruppeltjes met een minlading en kleine regendruppeltjes met een pluslading. Grote regendruppels hebben zowel minlading als pluslading. De aarde heeft ook een beetje minlading en de lucht pluslading. Hierdoor zit in de grote druppels de pluslading onderin en de minlading bovenin.

Wat gebeurt er dan als het regent? Alle druppeltjes vallen naar beneden, maar de grote druppeltjes vallen sneller dan de kleine druppeltjes. Als een grote druppel langs een kleine druppel met positieve lading komt, wordt het kleine druppeltje weggeduwd: de pluslading onder in de grote druppel stoot de pluslading in de kleine druppel af. Als een grote druppel langs een kleine druppel met negatieve lading komt, wordt de kleine druppel opgezogen door de grote druppel: de pluslading onder in de grote druppel trekt de minlading uit de kleine druppel aan.