Die Elektrostatik

Autor:
Publikation:	1.4.1998
Herkunft:	La main à la pâte, Paris

Man kann elektrostatische Phänomene überall um sich herum beobachten: Das Knistern des Pullovers, den man auszieht, den Blitz, der über den Gewitterhimmel zuckt, den Fernsehschirm oder die Schallplatte, die den Staub anziehen, den kleinen elektrischen Schlag, den man manchmal beim Berühren eines metallenen Türgriffs fühlt. Alle diese Phänomene haben eines gemeinsam: Sie werden durch die Wechselwirkung zwischen zwei Körpern entgegengesetzter Ladung verursacht (dem Pullover und dem Rollkragenpullover, der Wolke und dem Erdboden, dem Bildschirm oder der Platte und dem Staub, dem menschlichen Körper und dem Türgriff).

Erzeugen statischer Elektrizität

Aber wie haben sich diese Körper aufgeladen?

In einem neutralen Körper gibt es ebenso viele positive wie negative Ladungen. Es kann geschehen, dass ein anfangs neutraler Gegenstand negative Ladungen verliert oder gewinnt. Dazu genügt es, dass er gerieben oder ganz einfach plötzlich von einem Körper getrennt wird, mit dem er in Kontakt gewesen war. Das geschieht z.B., wenn Sie ein Glasstück mit einem Wolltuch reiben. Das Wolltuch entreißt dem Glasstück Elektronen; dieses wird dann positiv und das Wolltuch negativ geladen. Sie haben statische Elektrizität erzeugt.

Die elektrische Influenz

Sobald er geladen ist, wirkt ein Körper auf seine Umgebung und verändert deren elektrische Eigenschaften. Er ist dann imstande, aus der Entfernung eine Ladung "auftreten" zu lassen, indem er die in einem anderen Körper enthaltenen Ladungen anzieht oder abstößt. Das nennt man elektrische Influenz.

Körper unter Influenz

Wenn Sie zufällig ein geladenes Objekt einem elektrisch neutralen Objekt nähern, wird die Verteilung der Ladungen des letzteren geändert, denn es unterliegt der Influenz des ersten.

Im Falle eines Leiters sind manche Elektronen frei beweglich; sie wandern daher im gesamten Leiter umher. Unter dem Einfluss einer äußeren Ladung nähern sich diese Elektronen entweder dem geladenen Körper, wenn dieser positiv geladen ist, oder sie entfernen sich von ihm, wenn er negativ geladen ist.

Im Falle eines Isolators ist die Sache etwas komplizierter, denn die Elektronen sind stark an den Atomkern gebunden und können sich daher nicht über weite Entfernungen verschieben. Um die Influenz einer Ladung auf einen Isolator zu verstehen, muss man betrachten, was auf atomarer Ebene geschieht. In jedem Atom verformt sich die Elektronenwolke entsprechend dem Vorzeichen der Ladung, die man annähert. Dieses leichte Ungleichgewicht der Ladungen ist sicherlich mikroskopisch klein, aber wenn man in Betracht zieht, dass es Milliarden von Atomen in einem Staubkorn gibt, wird man verstehen, warum dieses so leicht von der Schallplatte angezogen wird, die durch das wiederholte Reiben des Saphirs elektrifiziert wurde.