1 Übersicht
Inhalt des Kurses
In diesem Kurs kannst du herausfinden, wie ein Luftballon einen Wasserstrahl ablenken kann und wie man einen Luftballon oder Strohhalm ohne Kleber an die Wand kleben kann.
Vorkenntnisse
Für diesen Kurs hilft es dir, wenn du die Kurse “was die Welt zusammenhält” und “elektrische Ladung” schon gemacht hast.
Kursdauer
Der Kurs dauert ca. 1 Stunde. Wenn du die Experimente selbst ausprobierst, etwas länger.
2 Problemstellung
Du hast schon festgestellt, dass ein Luftballon, den du an deinen Haaren reibst, deine Haare anzieht. Der Luftballon wurde durch das Reiben negativ geladen und die Haare positiv. Wie ist das, wenn du den geladenen Luftballon oder Strohhalm an die elektrisch neutral geladene Wand hältst?
Was glaubst du? Versuch die Frage mit Hilfe deiner bisherigen Erfahrungen zu beantworten. Notiere deine Gedanken dazu.
Wenn dir nichts dazu einfällt, mach mit den Experimenten weiter.
3 Experimente
Mach die folgenden Experimente oder/und schau dir die Videos an.
Material:
1 Strohhalm aus Kunststoff
Anleitung:
Nimm einen Strohhalm und reibe ihn mehrmals (30x) mit deiner Kleidung oder deinen Haaren (nur in eine Richtung).
Halte den Strohhalm an die Wand und lass ihn aus.
Notiere deine Beobachtungen.
Material:
Luftballon
Anleitung:
Geh zu einem Waschbecken und dreh das Wasser so auf, dass ein durchgängiger sehr dünner Wasserstrahl entsteht.
Reibe den Luftballon ca. 20 Mal an deinen Haaren hin und her.
Nähere dich mit dem Luftballon langsam an den Wasserstrahl an, ohne ihn dabei zu berühren.
Achte genau auf die Richtung des Wasserstrahls.
Notiere deine Beobachtungen.
Material:
Plastikfolie, Papiertaschentuch, Pfeffer, Salz, Teller
Anleitung Teil 1:
Leg die Folie auf den Tisch und reibe sie überall mehrmals (30x) mit dem Papiertaschentuch.
Verteile etwas Salz auf dem Teller.
Hebe anschließend die Folie vorsichtig an beiden Enden auf und halte sie über den Teller.
Notiere deine Beobachtungen.
Entferne das Salz von der Folie.
Anleitung Teil 2:
Leg die Folie auf den Tisch und reibe sie überall mehrmals (30x) mit dem Papiertaschentuch.
Verteile etwas Pfeffer auf dem Teller.
Hebe anschließend die Folie vorsichtig an beiden Enden auf und halte sie über den Teller.
Notiere deine Beobachtungen.
Vergleiche deine Beobachtungen miteinander und notiere die Unterschiede, die dir aufgefallen sind.
Material:
Strohhalm, Papierschnipsel und Mini-Alukugeln in kleiner Plastikdose, Taschentuch
Anleitung Teil 1:
Nimm den Strohhalm und reibe ihn mehrmals (ca. 30x) an deiner Kleidung oder an einem Taschentuch (nur in eine Richtung).
Nähere dich mit dem geriebenen Strohhalm an die Dose mit den Papierschnipseln an.
Achte auf die Papierschnipsel und wie lange sie haften bleiben.
Notiere deine Beobachtungen.
Anleitung Teil 2:
Nimm den Strohhalm und reibe ihn mehrmals (ca. 30x) an deiner Kleidung oder an einem Taschentuch (nur in eine Richtung).
Nähere dich mit dem geriebenen Strohhalm an die Dose mit den Alukügelchen an.
Achte auf die Alukügelchen und wie lange sie haften bleiben.
Notiere deine Beobachtungen.
Vergleiche deine Beobachtungen miteinander und notiere die Unterschiede, die dir aufgefallen sind.
4 Hypothesen
Du hast nun gesehen, wie sich der Wasserstrahl in Richtung des Luftballons bewegt hat, wie der Strohhalm an der Wand kleben geblieben ist und wie Salz, Pfeffer, Papier- und Aluminiumschnipsel von einem Strohhalm angezogen worden sind. Weder die Wand noch das Wasser, noch die anderen Stoffe sind aber elektrisch geladen. Warum gibt es dann aber trotzdem einen anziehenden Effekt?
Wie kannst du dir das erklären? Öffne hier die Simulation und versuche mit dem am Pullover geriebenen Luftballon herauszufinden, warum dieser an der Wand kleben bleibt.
Was glaubst du? Notiere dir deine Hypothesen.
5 Erklärung
Lies dir die Erklärung durch oder/und schau dir das Erklärvideo an.
Näherst du dich mit einem negativ geladenen Strohhalm der neutral geladenen Wand an, so gibt es an dieser Stelle der Wand eine Verschiebung der Ladungen in den Atomen. Die Atomkerne der Wand bleiben an Ort und Stelle, jedoch bewegen sich die Elektronen so weit wie möglich von der sich nähernden negativen Ladung weg. Sie rücken sozusagen an ein Ende der Atomhülle.
Nun ist aber der positiv geladene Atomkern dem negativ geladenen Gegenstand näher als die Elektronen in der Hülle. So kommt es zu einer Anziehung. Die positiv geladenen Protonen im Kern ziehen den negativ geladenen Strohhalm an.
Diese Ladungsverschiebung im Atom nennt man in der Fachsprache Polarisation. Eine Seite des Atoms wird für kurze Zeit (solange der geladene Gegenstand in der Nähe bleibt) positiv, die andere Seite des Atoms negativ geladen.
6 Zusammenfassung
Das Wichtigste in Kürze:
Nähert sich ein elektrisch geladener Körper einem ungeladenen Körper, so kommt es zu einer Ladungsverschiebung. Es entsteht eine positiv und eine negativ geladener Teil in dem neutralen Gegenstand. Diesen Effekt nennt man Polarisation. Diese Verschiebung der Ladungen führt zu einem anziehenden Effekt.
