1.1 Reibungselektrizität
Bearbeite folgende Aufgaben. Führe deine Physikmappe weiter, trage immer die Überschriften und die Zwischenüberschriften und schreibe wichtige Inhalte sorgfälltig auf.
Im Alltag erleben wir Elektrizität oft, wenn verschiedene Materialien sich berühren oder aneinander gerieben und dann getrennt werden. Du hast bestimmt schon mal einen Stromschlag bekommen, als du einen Wollpullover ausgezogen hast oder an eine Türklinke gefasst hast.
Aber was hat das mit Elektrizität zu tun?
Foschungsauftrag:
Du brauchst:
- ein Luftballon oder ein Plastiklineal
- Wollpulli oder einfach deine Haare
- die ausgestanzten Kreise eines Lochers (Ein Taschentuch, den du in ganz dünne fast durchsichtige Schichten aufteilst und in kleine ganz leichte Schnipselchen zerpflückst, eignet sich aber noch viel besser!).
Der nachfolgende Film hilft dir die Versuchsergebnisse zu verstehen.
Arbeitsauftrag
Öffne die Animation und lasse dir die Ladungen anzeigen.
Klicke den Luftballon mit der rechten Maustaste an und ziehen ihn zum Pulllover. Beobachte die VErteilung der Ladungen auf dem Ärmel und auf dem Luftballon.
Was stellst du fest?
Lasse den Luftballon los. Was beobachtest du nun?
Zusammenfassung (Übertrage in dein Heft den Text und die Bilder dazu)
- Es gibt zwei Arten von elektrischen Ladungen: positive (+) und negative (-) Ladungen
- Ladungen gleichen Vorzeichens (gleichnamige Ladungen) stoßen sich ab ( + und + ); ( - und - )
- Ladungen mit verschiedenen Vorzeichen (ungleichnamige Ladungen) ziehen sich an ( + und -)
Ladungen gleichen Vorzeichens (gleichnamige Ladungen) stoßen sich ab
Ladungen mit verschiedenen Vorzeichen (ungleichnamige Ladungen) ziehen sich an
Wie wissen jetzt wie sich gleichnamige und ungleichnamige Ladungen zueinander verhalten.
Aber was ist das überhaupt eine "Ladung" und vorher kommt sie?
Hier hilft uns eine Modellvorstellung, die von dem dänischen Physiker Niels Bohr entwickelt wurde, um die Eigenschaften von Stoffen erklären zu können.
Niels Bohr, Nobelpreis für Physik 1922
Um den Atombau beschreiben zu können benötigt es zunächst das Wissen, was denn ein Atom ist.
Das Wort Atom ist ursprünglich im Griechischen enthalten und beschreibt eine unteilbare Masse; daher bedeutet "Atomos" im Griechischen frei übersetzt auch "Das Unteilbare". Atome Sind die "Bausteine" um die Teilchen eines Elementes oder einer chemischen Verbindung zu bilden.
Bis zum 19. Jahrhundert waren Physiker noch der Ansicht, dass. Atome tatsächlich unteilbar sind, doch dies wurde im 20. Jahrhundert wiederlegt. Man fand heraus, dass. Atome ebenfalls aus noch kleineren Bausteinen bestehen. Diese werden in die folgenden Gruppen gegliedert:
- DIe Elektronen
- Die Protonen
- Die Neutronen
Atomaufbau. Ein Modell von Niels Bohr
WERDE AKTIV (1) Übertrage den folgenden Text und die BIlder 1 und 2 in dein Heft und lade bei ISERV hoch.
Atomaufbau nach N. Bohr
Nun da wir wissen was das Atom ist und welche "Bausteine" es hat, bleibt nur noch der Aufbau des Atoms zu klären. Und zwar besteht das Atom immer aus einem Atomkern und der Atomhülle.
Der Atomkern besteht aus den positiv geladenen Protonen und den neutralen Neutronen, die in gleicher Anzahl vorhanden sind.
Die Atomhülle umgibt den Atomkern und in ihr sind die negativ geladenen Elektronen enthalten und bewegen sich auch in ihr. Elektronen, die sich nah am Atomkern auf Elektronenbahnen bewegen, sind stark an das Atomkern gebunden. Elektronen, die sich auf der äußeren Bahn bewegen, sind sehr schwach an den Atomkern gebunden und können unter Umständen ihre Bahn verlassen. Mann nennt sie deshalb freie Elektronen.
Ist die Anzahl der Protonen in der Atomkern und Elektronen in der Atomhülle gleich groß, ist das gesamte Atom elektrisch neutral (wie im Bild unten).
Positiv und negativ geladene Atome
Durch eine chemische Reaktion oder durch Reibung kann es dazu kommen, dass ein Atom freie Elektronen abgibt oder aufnimmt. Dann entsteht ein Atom mit Elektronenmangel (weniger Elektronen als Protonen=positiv geladener Atom) oder Elektronenüberschuß (mehr Elektronen als Protonen=negativ geladener Atom).
Nun bist du bereit dafür die Ergebnisse von deinem Versuch mit dem Pulli und den Papierschnipseln zu verstehen. Schau dir den Film an.
WERDE AKTIV (2)
Aus dem folgenden Film kannst du lernen, wie man ein Elektroskop, ein Gerät für Ladungsnachweis selbst bauen kann.
https://www.youtube.com/watch?v=96JBhBf22_E
Baue ein Elektroskop, führe ein Versuch damit durch und lasse jemanden filmen, wie du dein Veruch durchführst (nur die Hände und den Elektroskop, dein Gesicht soll nicht sichtbar sein).
Wenn ein Video aus irgendeinem Grund nicht möglich ist, kannst du zur Not nur ein Foto von deinem Elektroskop machen.
TIPP: Wichtig ist, dass du dein Versuch an einem regenfreien Tag durchführst, denn ein feuchtes Wetter mögen die Versuche zur Elektrostatik leider nicht.
Lade dein Film oder Foto bei ISERV hoch.
