Blitze
Aus heiterem Himmel - Ein Blitz entsteht
Ein Blitz ist eine elektrische Entladung. Man unterscheidet zwei Arten von Blitzen: Wolken- und Erdblitze.
Beim Wolkenblitz findet die elektrische Entladung innerhalb einer Wolke oder zwischen mehreren Wolken statt.
Die Entladung zwischen einer elektrisch geladenen Wolke und der Erde dagegen bezeichnet man als Erdblitz.
Dabei bewirken die Turbulenzen eines Gewitters innerhalb einer Wolke eine Ladungstrennung.
Negative Ladungen (Elektronen) sammeln sich dann an der Unterseite der Wolke.
Da sich gleichartige Ladungen gegenseitig abstoßen, werden die Elektronen der Bodenoberfläche in tiefere Regionen abgedrängt. Die positiven Ladungen (Ionen) jedoch bleiben erhalten. Da sich entgegengesetzte Ladungen anziehen, kommt es zur Entladung zwischen Himmel und Erde.
Der Blitz sucht sein Ziel
Die negative Ladung saust in einem Blitz zur Erde hinab. Sein Ziel: Häuser, Bäume oder Menschen.
Alles, was von der Oberfläche hervorragt, sendet positive Ladungen an den Leitblitz.
Verbinden sich die elektrischen Ladungen, schlägt der Blitz ein. Mit bis zu 100 Millionen Volt hat er die Kraft, auch Betonwände zu sprengen.
Der menschliche Körper ist dabei ein sehr guter Stromleiter.
Die meisten Körperflüssigkeiten sind salzig und leiten daher besonders gut.
Im Reich der Superlative
Verglichen mit der Lichtgeschwindigkeit von etwa 300.000 Kilometern pro Sekunde ist ein Blitz vergleichsweise langsam.
Doch seine Geschwindigkeit von immerhin 96.000 Kilometern pro Sekunde ist ausreichend, um in einer Sekunde zweimal um die Erde zu jagen.
Auch die Temperaturen eines Blitzes sprengen bei weitem unsere Vorstellungskraft:
Die bislang höchste gemessene Temperatur liegt bei etwa 30.000 Grad. Damit war dieser Blitz mehr als vier Mal so heiß wie die Oberfläche der Sonne.
Vertikale Blitze sind im Durchschnitt fünf bis sieben Kilometer,
horizontale Blitze durchschnittlich etwa 16 Kilometer lang.
Der längste bislang gemessene horizontale Blitz maß ganze 140 Kilometer.
Etwa zwei Drittel aller vom Blitz getroffenen Menschen überlebt das Unglück. Manche erleiden schwerste Verbrennungen, wieder andere verletzen sich so gut wie gar nicht.
Entscheidend dabei ist die Blitzart: Forscher vermuten, dass Blitze mit einer geringen Amplitude von etwa 100 Ampere eher durch den Körper hindurchfließen und dadurch schwere Verletzungen anrichten.
Blitze mit hoher Amplitude fließen dagegen größtenteils am Körper entlang.
Dann reißen Kleider auf und es entstehen die typischen Hautverbrennungen und Blutergüsse:
Feine Gefäße reißen,
Blut läuft in das umliegende Gewebe.
Es entsteht ein für Blitzopfer charakteristisches Muster auf der Haut.
Schutz durch Blitzableiter
Seit dem 18 Jahrhundert gibt es Blitzableiter.
Die ersten Versuche hierfür unternahm der Mönch und Naturforscher Prokop Divisch aus Ostböhmen. Auf seinem Kloster errichtete er die erste Blitzschutzanlage.
Ein Blitzableiter leitet im Falle eines Einschlages den Blitzstrom gefahrlos zur Erde ab. So kann er Brände oder Schäden verhindern, nicht aber den Blitzschlag als solchen abwenden.
Der Faradaysche Käfig
Das Prinzip ist des Blitzableiters ist das des Faradayschen Käfigs:
Der englische Physiker und Chemiker Michael Faraday bewies im 19. Jahrhundert, dass alle elektrischen Ströme über die Außenseite eines Metallkäfigs fließen und keine elektrischen Effekte innerhalb des Käfigs auftreten.
Die Funktion eines solchen Käfigs kann bei einem Gewitter auch das Innere eines Autos übernehmen. Voraussetzung: Man darf den Metallrahmen keinesfalls berühren.
Wie funktioniert ein Blitzableiter?
Vor rund 250 Jahren entwickelte Benjamin Franklin den ersten Schutz vor Blitzen: den Blitzableiter. Die Kirche war zunächst gegen die Erfindung, denn sie fürchtete, der Mensch könnte sich mit Hilfe der "Ketzerstangen" dem Gericht Gottes entziehen.
Ein Blitzableiter besteht aus einer hochragenden zugespitzten Metallstange. Sie fängt den Blitz auf und lenkt ihn auf kürzestem Weg zur Erde. Doch auch bei einem Blitzschutz aus Blitzableiter,
Auffangleitung und einer im Boden versenkten Erdleitung besteht Gefahr für die elektrischen Geräte im Haus.
Denn jeder Blitz erzeugt einen starken elektromagnetischen Impuls. Kabel und Leitungen fangen ihn wie Antennen auf und leiten ihn direkt in die Geräte.
Wenige Volt Überspannung reichen aus, um die sensible Elektronik zu zerstören.
Lediglich ein Potenzialausgleicher kann sie gegen Blitze schützen.
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