Boekverslag door S woorden 21 maart keer beoordeeld. Natuurkunde. Inleiding

Transcriptie

1 Boekverslag door S woorden 21 maart keer beoordeeld Vak Natuurkunde Inleiding Dit is mijn werkstuk over bliksem. Ik houd het over bliksem, omdat ik bliksem er wel mooi uit vind zien en er daarom wel wat meer over te weten zal willen komen. In mijn werkstuk komt onder andere voor: vroeger, hoe ontstaat bliksem, hoe ontstaat donder, schuilen, feitjes en weetjes en nog veel meer. Hieronder staat hoe ik mijn werkstuk heb ingedeeld. Inhoud. 1. Vroeger 2. Elektriciteitsproefjes 3. Hoe werkt de bliksem 4. Hoe werkt de donder 5. Soorten bliksem 6. Bliksemafleiders 7. Schuilen 8. Hoe ver weg 9. Feitjes en weetjes 10. Slot Vroeger. Heel lang geleden hadden mensen een groot ontzag voor onweer. Ze begrepen niet wat het was. Ook waren ze een beetje bang. Ze dachten dat onweer het werk van de goden was. Vroeger dachten de mensen dat Donar alles deed. Want hij was de god van de donder. Donar trok ten strijde door de hemel op zijn bokkenwagen. De wielen donderden door de lucht. Ook sloeg Donar met zijn hamer op zijn zwaard. De vonken vlogen er vanaf. Zo ontstaat bliksem, dachten de mensen toen. Later geloofden de mensen dat ze het onweer weg konden jagen. Ze bedachten de raarste middeltjes. Een klavertje vier bewaren, een ezelskop boven op het dak zetten. Of het ei van een zwarte kip over het dak gooien. Zelfs een dode uil op de schuurdeur timmeren. Honderd jaar geleden luidde de klokkenluider de kerkklokken als er een onweersbui aankwam. Het geluid van de klokken moest het geluid van de donderslagen tegenhouden. Zo was het dorp beschermd tegen Pagina 1 van 7

2 blikseminslag. Sommige mensen hadden thuis een schelletje. Dat is een klein belletje. Ze luidden het bij onweer. Zo voelden ze zich veilig. Elektriciteitsproefjes proef1. De knetterproef. Bliksem Bliksem jje hebt nodig: - een ballon - een hoofd met halflang haar (langer mag ook) - een spiegel Blaas de ballon op en ga voor de spiegel staan. Wrijf nu met de ballon door je haar. Zo maak je statische elektriciteit. Luister goed. Je hoort geknetter. Kijk eens goed naar je haar. Het plakt aan de ballon. Hoe kan dat? uitleg: Alles om je heen is opgebouwd uit kleine deeltjes. Je fiets, de voordeur en zelfs de lucht om je heen. Deze deeltjes zijn zó klein dat je ze niet eens kunt zien. Zelfs niet met een vergrootglas. Die deeltjes heten atomen. Atomen bestaan uit nog kleinere deeltjes: protonen, neutronen en elektronen. Elke elektron heeft een negatieve lading (min) en elke proton heeft een positieve lading (plus). Net zo als een batterij. Op de ene kant staat een min. Op de andere kant een plus. Als min en plus bij elkaar zijn, zijn ze neutraal. Dat betekent dat ze niet positief geladen zijn en ook niet negatief. Als ze uit elkaar gehaald worden, willen ze weer naar elkaar toe. Ze trekken elkaar aan. Ook je haar en de ballon bestaan uit atomen. Als je met een ballon over je haar wrijft, schuif je wat negatief geladen elektronen van je haar af. Dat komt omdat ze aan de buitenkant van de atomen (deeltjes) zitten. De elektronen schuiven naar de ballon. Je hebt zelf statische elektriciteit gemaakt. Je kunt het niet zien, maar wel horen! In de ballon zitten nu meer negatieve elektronen dan positieve protonen. De ballon is dus negatief geladen. In je haar zitten meer positieve protonen dan negatieve elektronen. Je haar is dus positief geladen. Positieve en negatieve ladingen trekken elkaar aan. Ze willen neutraal worden. Dat kan alleen als ze bij elkaar zijn. Je ziet dat je haar en de ballon elkaar aantrekken. Je haar plakt aan de ballon. Plus en plus trekken elkaar juist niet aan. Ze stoten elkaar af. Min en min ook. Kijk maar bij de volgende proef. proef2. Ballonproef. Pagina 2 van 7

3 Je hebt nodig: - twee ballonnen - een wollen trui - een touwtje Blaas de twee ballonnen op. Maak ze aan elkaar vast met het touwtje. Wrijf de ballonnen over de wollen trui. De ballonnen krijgen nu een negatieve lading. Pak het touwtje in het midden beet. Steek je arm recht vooruit. Je ziet dat de ballonnen elkaar afstoten. Je kunt de vonkjes die bij statische elektriciteit ontstaan, ook zien. Zorg wel dat je in een pikdonkere kamer bent. proef3. de bliksemproef. je hebt nodig: - een wollen trui - een spiegel - een donkere kamer Zorg dat je een wollen trui aan hebt. Doe het licht uit in de badkamer of kamer waarin een spiegel is. Wacht tot je ogen aan het donker gewend zijn. Trek dan je trui uit en kijk in de spiegel wat er gebeurt. Je ziet dat de elektronen met vonkjes terugschieten. Hoe werkt de bliksem? De lucht die zich dicht bij de grond bevindt is warmer dan de lucht hogerop. Warme lucht is lichter dan koude licht, en stijgt daarom op. Als de warme lucht is opgestegen tot een hoogte van 3 tot wel 10 kilometer koelt de lucht snel af doordat de lucht in de omgeving veel kouder is. Daarbij ontstaan weer waterdruppels, en vervolgens kleine ijsdeeltjes. De ijsdeeltjes worden groter en groeien uit tot hagelstenen. Op deze hagelstenen vriezen meteen weer kleine waterdruppels vast. Dit gaat zo snel dat er kleine ijssplinters van de hagelstenen afspringen, die een positieve elektrische lading hebben. De hagelstenen worden hierdoor tegelijkertijd negatief geladen, omdat de positieve lading weg is. Omdat de ijssplinters licht en klein zijn stijgen ze naar de bovenkant van de wolken, terwijl de grotere en zwaardere hagelstenen naar de onderkant van de wolk zakken. De sterke negatieve lading van de onderkant van de wolk stoot (net als bij magneten) de negatieve deeltjes onder de aarde af, die daardoor dieper in de bodem komen. De bovenste laag van de aarde wordt hierdoor positief geladen. En de onderste negatief. Het plaatje hieronder laat zien wat er allemaal gebeurd is. De positieve en de negatieve ladingen proberen weer bij elkaar te komen; elkaar te neutraliseren. Daardoor wordt de spanning steeds groter. Als het spanningsverschil tussen de geladen aarde en de onderkant van de wolk groot genoeg is, begint de voorontlading. De voorontlading loopt van de wolk tot de aarde. Dan begint de vangontlading die loopt van de aarde tot de wolk. Als die ontladingen elkaar raken is er een weg gevormd waardoor de hoofdontlading kan lopen. Dat is het moment wanneer de bliksemflits komt. Na die flits worden de deeltjes weer neutraal. De positieve en de negatieve lading zijn weer bij elkaar. Pagina 3 van 7

4 De spanning kan ook tussen de stapelwolken en de aarde te groot worden. De stapelwolken raakt positief geladen en de aarde plaatselijk negatief. Als de spanning te groot wordt, zie je dat de bliksem de aarde raakt. Dat is een blikseminslag. Bliksem neemt altijd de kortste weg. Daarom slaat bliksem het liefst in op iets dat hoog en lang is. Bijvoorbeeld een kerktoren of een boom. Hoe werkt de donder Onweer komt het vaakst voor in de zomer. Het is dan erg warm aan de grond. Dus stijgt er snel veel warme lucht naar boven. Er vindt in een wolk extra veel wrijving plaats tussen warme en koude lucht. Als de spanning heel hoog is, schiet er eerst een soort verkennende flits uit de wolk. Die flits maakt een gloeiend heet pad door de lucht. Eenmaal bij de aarde stroomt de elektriciteit via dit pad vanaf de grond naar boven. Dat is de terugslag. De enorme kracht waarmee dat gebeurt, veroorzaakt de knal en het donderende geluid dat je hoort. De eerste flits en de terugslag gaan zo snel dat je hersenen dat niet opmerken. Jij ziet het gewoon alsof het één flits is. De terugslag van de flits maakt de donder. Hoe werkt dat? Als je dat wilt weten moet je de proef doen. Proef4 De donderproef. Je hebt nodig: - een vol blikje frisdrank Trek het blikje open en luister heel goed. Wat hoor je? Een soort ploepje. De lucht in het blikje staat onder druk. Doe je het blikje open, dan zet de lucht uit. Die uitzettende lucht geeft een ploep-geluid. Hoe sneller lucht uitzet, hoe harder het geluid. Zo gaat dat ook met de bliksem. Een bliksemschicht is enorm heet. De lucht waar de bliksem doorheen gaat, wordt soms verhit tot graden Celsius. Dat is vijf keer zo heet als het oppervlak van de zon. Door de hitte zet de lucht uit. Bij een bliksemschicht zet de lucht zelfs sneller uit dan de snelheid van het geluid. Net zoals de uitzettende lucht van het blikje een ploep geeft, zo ploept de lucht ook bij bliksem. Alleen veel harder. Soorten bliksem Bliksem is er in verschillende vormen. De meest bekende is de gevorkte bliksem. Een lange witte streep die net als een boomwortel vertakt. Als een brede streep de hemel verlicht, zie je de bandbliksem. Het zijn eigenlijk een paar bliksemflitsen tegelijk. Het lijkt net of bandbliksem opzij geduwd wordt door de wind. Een hele zeldzame bliksem is de parelsnoerbliksem. Deze bliksem is opgedeeld in lichtende stukjes. Wat je dan ziet, lijkt net een ketting. bolbliksem Pagina 4 van 7

5 Bolbliksem is de meest geheimzinnige bliksemflits. Het lijkt op een grote vuurbal die door de hemel vliegt. Net als een vliegende schotel. Het ontstaat na een blikseminslag. Onderzoekers weten niet of bolbliksem nu bestaat of niet. Het bewijs is nog steeds niet geleverd. Er zijn heel veel verhalen over. En sommige mensen denken dat bolbliksem over de straat kan rollen. Bliksemafleiders. 1. hoe is het ontstaan. In de 18e eeuw woonde in Amerika de uitvinder Benjamin Franklin. Benjamin had al zo'n vermoeden dat bliksem veroorzaakt werd door elektriciteit. Dat wilde hij zien te bewijzen. Benjamin was niet bang. Hij bedacht een experiment om zijn vermoedens te bewijzen. In 1752 liet hij tijdens een onweersbui een vlieger op aan die vlieger hing een vochtig touw met een sleutel. Hij hield zijn vinger dicht bij de sleutel. De bliksem sloeg in de vlieger en er sprong ineens een vonk over van de sleutel naar Benjamins vinger. Benjamin sprong een gat in de lucht. Niet van de pijn, maar omdat de vonk het bewijs was dat er elektriciteit uit de wolk kwam. Benjamin heeft dit experiment overleefd en hij ging verder met zijn speurtocht. Donder en bliksem lieten hem niet los. Hij probeerde het onweermysterie verder te ontdekken. En dat niet alleen, hij ging op zoek naar een manier om mensen en gebouwen tegen bliksem te beschermen. Al een jaar na het vliegerexperiment kwam hij vol trots met zijn uitvinding: de bliksemafleider. 2. hoe werkt het. Met de bliksemafleider kun je gebouwen beschermen tegen een blikseminslag. Dat werkt als volgt. Over het gebouw dat beveiligd moet worden, leggen ze op het dak draden van metaal die aan de grond vastgemaakt worden. Aan de bovenkant zit daar vaak ook een metalenstaafje aan vast. Slaat de bliksem in het gebouw, dan is dat altijd op de metalen draden of het staafje. De bliksem wordt dan via de metalen draden naar de grond afgevoerd. Zo blijft het gebouw beschermd. Schuilen Als je buiten bent terwijl er onweer is, zoek dan een goede schuilplaats. Bijvoorbeeld in gebouwen en auto's. Als er geen schuilplaats is, ga dan in niet onder een boom schuilen. Je wordt dan wel onder een boom niet nat, maar de bliksem kan wel in de boom inslaan en daarbij ook de mensen onder de boom verwonden. Als je op een open veld op gebied bent. Hurk dan met je voeten zo dicht mogelijk bij elkaar en houd je hoofd zo laag mogelijk. Ga niet op de grond liggen. Als de bliksem de grond raakt in de buurt waar je ligt, gaat er een elektrische stroom door de bodem die de kant van jezelf opgaat. Als je op de grond ligt kan die stroom ook op je lichaam overspringen. Waarom is een auto een goede schuilplaats? Veel mensen denken dat het veilig is om in een auto te schuilen voor bliksem, omdat de auto op rubber banden staat, en omdat rubber geen elektriciteit geleidt. Dat is niet waar. In elektrische velden (zoals bij een blikseminslag) zijn rubber banden zelfs heel goede geleiders voor elektriciteit. Een auto is veilig in geval van blikseminslag, omdat het metaal van een auto werkt als een omhulsel, en omdat de bliksem via Pagina 5 van 7

6 het oppervlakte van de buitenkant van de auto naar de grond zal stromen. Een auto of een ijzeren kooi wordt ook wel een Kooi van Faraday genoemd. Faraday was een wetenschapper die ontdekte dat een metalen omhulsel, zoals een kooi, van binnen veilig is bij bijvoorbeeld een blikseminslag. Hoe ver weg. Het licht van een bliksem beweegt zich met een snelheid van kilometer per seconde. Als je dus op bijvoorbeeld 3 kilometer van een bliksem staat, dan doet het licht van die bliksem er seconde over om je te bereiken. Het geluid van de donder beweegt veel langzamer, namelijk iets meer dan 300 meter per seconde. Als je dus nog steeds op 3 kilometer van de bliksem staat, dan duurt het 9 seconden voordat het geluid bij je is. Door het verschil in de snelheid van het licht en de snelheid van het geluid kun je uitrekenen hoe ver de bliksem van je verwijderd is. Het licht, maakt niet uit hoe ver je van de bliksem staat, is vrijwel direct bij de mensen die kijken. Het geluid doet over elke kilometer ongeveer drie seconden. Begin langzaam te tellen op het moment dat je de flits ziet. Stel vast hoeveel seconden het duurt voor je de donder hoort. Deel dit door 3, en dan weet je hoeveel kilometer de bliksem van je verwijderd is. Het geluid van de donder kan heel ver komen, maar daarbij gaan de hogere tonen, die mensen kunnen horen, het eerst verloren. De lage tonen komen het verste. Veel dieren kunnen die wel horen, en daarom reageren ze al ruim voor de mens op het geluid van een naderend onweer. Ze worden onrustig en weten uit ervaring dat ze vast een schuilplaats moeten gaan zoeken. Feitjes en weetjes. - Een bliksemstraal is ongeveer 2,5 centimeter in de breedte. - De bliksemflits duurt meestal niet langer dan 1 sec. - Een verticale bliksemschicht is 1km lang. - Een horizontale bliksemflits kan wel 100km lang worden. Die komen vooral voor in de winter. - De bliksem wordt wel Cº. Dat is warmer dan de zon. - Gemiddeld zijn er in Nederland 100 dagen met onweer. - De gemiddelde bliksemflits heeft een energie van honderd kwh. KWh staat voor kilowatt-uur. Honderd kwh is evenveel als de energie die nodig is om honderd lampen van Watt 1 uur te laten branden. - De energie van een bliksemschicht kun je niet gebruiken. - In een bliksemstraal zit meer energie dan in 10 liter olie. - Soms geeft bliksem kleuren, die kleur zegt iets over waaruit de lucht is samengesteld. Slot Dit was mijn werkstuk. Ik vond dit werkstuk leuk en niet moeilijk om te maken. Ik had in een paar dagen tijd alle informatie al. Ik vond hoe werkt de bliksem, schuilen hoe ver weg en de plaatjes opzoeken leuk. Ik vond de plaatjes opzoeken vooral leuk omdat er mooie plaatjes bij waren. Dit zijn de internetsites die ik heb gebruikt om de informatie te vinden. Pagina 6 van 7

7 Bronnen tekst: zowerkt. nl/natuur/weer/bliksem. htm spreekbeurten. malmberg. nl/spreekbeurten. asp plaatjes: google. nl/imghp?hl=nl&tab=wi&q= thinkquest. nl/~lla022/html/onweer/foto. html Pagina 7 van 7