3.1.1 Reibungselektrizität

Werden Glas- oder Plastikstäbe (z.B. solche aus Polyvinylchlorid – PVC-) mit einem Baumwolllappen gerieben, dann erlangen sie die Fähigkeit, Papierschnipsel und Watteflocken anzuziehen. Ferner erzeugen sie bei Berührung mit einer Glimmlampe Leuchterscheinungen an den Elektroden dieser Lampe (siehe Abb. 1). Hierbei fällt auf, dass bei Benutzung eines Glasstabs es um diejenige Elektrode glimmt, die vom Stab abgewandt ist, während bei Verwendung eines PVC-Stabs es an der dem Stab zugewandten Seite leuchtet.

Abb. 1 | Eine Glimmlampe besteht aus einer mit verdünntem Edelgas gefüllten Glasröhrchen, in das von den beiden Enden her Metallelektroden eingeführt sind.

Diese hier beschriebenen Erscheinungen veranlassen zu der Vermutung:

PVC und Glas erhalten bei Reibung mit einem Baumwolllappen einen unsichtbaren, nicht greifbaren Stoff, Elektrizität genannt, der diesen Stäben die oben genannten Eigenschaften verleiht.

Bei Gültigkeit dieser Vermutung sollte die Elektrizität von einem Körper auf einen anderen zum Beispiel durch Berühren übertragen werden können. Die Richtigkeit dieser Folgerung kann leicht experimentell nachgewiesen werden. Durch diesen Nachweis erfährt die Annahme einer Elektrizität eine Bestätigung.

Elektrizität kann auch mittelbar zum Beispiel durch Drähte von einem Körper auf einen anderen übertragen werden. Zur Übertragung sind jedoch nicht alle Materialien geeignet. Es gibt leitende (Kupfer, Aluminium) und nicht leitende (Wolle, Glas) Materialien. Die erwähnten unterschiedlichen Glimmerscheinungen weisen darauf hin, dass die Elektrizität des Glases sich von der des PVCs unterscheidet. Die Elektrizität des Glases wird positive- und die des PVCs negative Elektrizität genannt.

Wechselwirkung geladener Körper

Untersucht man geladene Körper auf ihre Wechselwirkung, dann wird erkennbar:

Abb. 2

Gleichartige Elektrizitäten stoßen sich ab und ungleichartige Elektrizitäten ziehen sich an. Werden mit ungleichen Elektrizitätsarten beladene Körper zusammen geführt, dann können die Elektrizitäten sich neutralisieren ( daher die Unterscheidung nach – und +). In einem solchen Fall sagt man, die verschiedenen Elektrizitätsarten seien der Menge nach gleich.

Zum Nachweis der Elektrizität dient unter anderem ein sogenanntes Elektroskop (siehe Abb. 3). An einem Stab S innerhalb eines Blechzylinders ist ein drehbarer Zeiger Z angebracht. Bei Berührung dieses Stabes mit einem geladenen Gegenstand wird er und der an ihm drehbar angebrachte Zeiger aufgeladen. Infolge der Abstoßungskräfte zwischen gleichartigen Ladungen wird der Zeiger Z vom Stab S abgestoßen.

Abb. 3

Hinweis für Lehrer:

Zum Nachweis elektrostatischer Ladungen mit einem CASSY gibt es eine passende Box (anklicken !).