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Die Influenz

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Kurzinfo
Conical flask blue.svg Diese Seite wurde im Rahmen des Projekts ZUM-Differenzieren erstellt.
Diese Seite gehört zum Projekt Best Practice in den Naturwissenschaften.

Es handelt sich um ein Arbeitsblatt zum Thema Elektrizität auf erhöhtem Niveau. Es sind weitere Versionen dieser Seite geplant.



Quelle: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stylised_Lithium_Atom.svg
Gut zu wissen: Niemand hat bisher je ein Atom oder ein Elektron gesehen weil sie dafür viel zu klein sind. Wir können sie nur messen. So wie das Atom hier gezeichnet ist können wir es uns aber leicht vorstellen. Im Kern befinden sich die positiv geladenen Protonen und die ungeladenen Neutronen. In der Hülle sind genau so viele der negativ geladenen Elektronen unterwegs wie Protonen im Kern sind. So erscheint das Elektron nach außen elektrisch neutral.
Einigen Atomen kann man Elektronen wegnehmen, andere Atome können noch welche aufnehmen. Weil dann die Anzahl der positiven und negativen Ladungen nicht mehr übereinstimmen, sind diese Atome dann positiv oder negativ geladen.

Du hast vermutlich schon festgestellt, dass Du unterschiedliche Ladungen voneinander trennen kannst. Wenn Du mit einem Luftballon an Deinen Haaren reibst, werden Deine Haare vom Luftballon angezogen.

Der Grund dafür ist, dass durch die Reibung einige der negativen Ladungen aus Deinen Haaren auf dem Luftballon haften bleiben. Der Ballon hat nun zu viele negative Ladungen. Er ist also negativ geladen. Deinen Haaren fehlen diese Ladungen, sie haben nun mehr positive als negative Ladungen. Sie sind daher positiv geladen. Genau genommen sind es also die ungleichmäßig verteilten Ladungen in Deinen Haaren und dem Ballon die sich anziehen.

Wenn Du gut aufgepasst hast, konntest Du so erklären, wieso zwei Folien sich gegenseitig abstoßen, wenn Sie z.B. an einer Kunststoffplatte aufgeladen wurden.
Aber wie lässt sich erklären, dass du Papierschnipsel unter einer Kunststoffplate zum Tanzen bringen kannst, wenn Du mit einem Tuch über die Kunststoffplatte wischt!? Die Papierschnipsel stehen mit der Kunststoffscheibe doch gar nicht in Kontakt!

Das kannst Du mit Hilfe eines Elektroskops verstehen. Das Elektroskop ist ein Gerät zum Nachweis von elektrischen Ladungen. Das Prinzip, mit dem es funktioniert, kennst Du bereits.

Mit einem Elektroskop können elektrische Ladungen nachgewiesen werden.

Ein einfaches Elektroskop

Ladungen die auf ein Elektroskop aufgebracht werden, verteilen sich gleichmäßig auf allen Metallteilen. Wenn sich ein Überschuss positiver oder negativer Ladungen auf dem Elektroskop befindet, dann schlägt der Zeiger aus. Je größer der Ladungsüberschuss ist, desto stärker ist der Ausschlag des Zeigers.

Gnome-dev-floppy.svg   Merke

Gleichnamige Ladungen stoßen sich gegenseitig ab.
Ungleichnamige Ladungen ziehen sich gegenseitig an.


Nuvola apps edu science.svg   Versuch 1: Ladungen auf dem Elektroskop

Reibe eine Kunststofffolie an der Kunststoffplatte und lade beide elektrisch auf. Streife nun die Plattee an der Metallkugel eines Elektroskops ab!
Erkläre Deine Beobachtung!

Streife nun die aufgeladene Folie an der Metallkugel ab! Wiederhole diesen Schritt mehrfach und erkläre Deine Beobachtung!

Nuvola Stift.png   Aufgabe 1: Erkläre wie ein Elektroskop funktioniert

Erläutere in Deiner Mappe, wie ein Elektroskop funktioniert!

Nuvola apps edu science.svg   Versuch 2: Ladung im Elektroskop?

Erstelle ein Versuchsprotokoll zu diesem Versuch! Entladet zunächst das Elektroskop indem ihr die Metallkugel mit der Hand berührt!

Ladet nun die Kunststoffplatte erneut auf und führe die Platte langsam zur Metallkugel, ohne dass die Kunststoffplatte die Kugel berührt! Entfernt die Platte langsam wieder von der Kugel und notiert Eure Beobachtungen!

Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit der Zeiger des Elektroskops ausschlägt? Notiert diese Bedingungen in Eurem Protokoll!

Welche Erklärung ergibt sich daraus für dieses Experiment?

In einigen Stoffen können sich elektrische Ladungen (Elektronen) ganz besonders gut bewegen. Dazu zählen vor allem die Metalle.

Diese Eigenschaft der Metalle nutzt man beim Stromkabel. Wenn man auf ein Ende eines Stromkabels viele elektrische Ladungen aufbringt und diese am anderen Ende des Kabels wieder aufsammelt, fließen die Ladungen durch das Stromkabel, genauso wie Wasser durch eine Wasserleitung fließt. Man sagt, das Stromkabel (oder allgemeiner gesagt Metall) leitet den Strom der elektrischen Ladungen (oder umgangssprachlich den elektrischen Strom). Daher bezeichnen wir Metall als einen elektrischen Leiter.
Stoffe, in denen sich elektrische Ladungen nicht bewegen können bezeichnen wir als elektrische Isolatoren. Der Kunststoffmantel des Stromkabels ist ein Isolator - zum Glück, denn sonnst würde man ja stets einen elektrischen Schlag bekommen, wenn man ein Stromkabel berührt.

Nuvola Stift.png   Aufgabe 2: Definitionen

Recherchiere in Deinem Physik-Buch die Bedeutung der BegriffeFarm-Fresh bullet go-16px.pngelektrischer Leiter und Farm-Fresh bullet go-16px.pngIsolator ! Nenne jeweils Beispiele für elektrische Leiter und elektrische Isolatoren!