Bliksem - is evenals de donder een electrisch atmosferisch verschijnsel, dat steeds bij onweersbuien optreedt. Dat de b. een electrisch verschijnsel is, werd in het midden der vorige eeuw door Franklin met zijn beroemd geworden vliegerproef aangetoond. Met zekerheid weten we thans, dat de b. een electrische vonk is, slechts in lengte en heftigheid onderscheiden van de ontladingen, die men kunstmatig met electriseermachines en dergelijke toestellen kan verwekken.
Want al mag het gelukken op deze wijze vonken van enkele meters voort te brengen, de b. meet in den regel eenige honderden en niet zelden duizenden meters. Deze laatste buitengewoon lange stralen komen alleen bij horizontale ontladingen voor, die van de eene wolk op eene andere (en niet op de aarde) overspringen.
Over de gedaante en het uiterlijk van den b. bestaat merkwaardiger wijze een geheel verkeerde voorstelling. Van oudsher pleegt men steeds den b. in den vorm van een zigzaglijn met zeer scherpe hoeken voor te stellen en meent dezen vorm ook bij onweer te zien. De photographieën van den b. hebben ons echter de overtuiging gegeven, dat dit in werkelijkheid niet zo is. Deze zuiver objectief verkregen afbeeldingen, door geen persoonlijke meening beïnvloed, doen ons zien, dat de b.straal slechts ronde bochten heeft en bovendien talrijke vertakkingen, die zich als de zijrivieren van een groote rivier aftakken. Komen een enkele maal scherpe hoeken voor, dan zijn deze een gevolg van de projectie, de afbeelding in een plat vlak, waardoor het noodzakelijk moet voorkomen, dat hier en daar een inderdaad afgeronde bocht op haar kant wordt gezien en dientengevolge hoekig afgebeeld. De vertakkingen bewijzen het ontstaan van zijontladingen. De horizontale stralen zijn daarvan trouwens bijzonder rijk voorzien, maar ook bij de vertikale ontladingen, die tusschen een wolk en de aarde overgaan, ontbreken ze niet en zijn ze steeds omlaag gericht. Dergelijke vertakkingen komen ook voor bij de lange vonken, welke overspringen tusschen de polen van in werking gebrachte groote electriseermachines of vonkeninductoria.
Ze zijn hierbij alle naar één kant gericht en wel naar de negatieve pool. Aangezien nu bij vertikale bliksemstralen de vertakkingen alle omlaag zijn gericht, bewijst dit, dat hier de aarde de negatieve pool vertegenwoordigt; d.w.z. dat de richting van den electrischen ontladingsstroom geweest is vertikaal omlaag. Dit wordt bevestigd door het onderzoek van voorwerpen, die door den b. magnetisch zijn gemaakt. De electrische ontladingsstroom toch, dien we b. noemen, zal ijzer en ijzerhoudende voorwerpendie zich nabij de trefplaats bevinden, moeten magnetiseren. En werkelijk valt dit verschijnsel dikwijls te constateeren bij stukken van het ijzerhoudend gesteente basalt, bij phenolit, dolerit en alle gesteenten, die door den electrischen stroom te magnetiseren zijn. Wanneer de b. op rotsen of uitstekende klippen inslaat en langs de oppervlakte verder geleid wordt om zich ten slotte langs vochtige spleten e.a. in de aarde te verdeelen, zal de stroomrichting achteraf kunnen worden bepaald uit den magnetischen toestand, waarin het gesteente door den b. inslag is gebracht. M. Töpler onderzocht met een klein magneetnaaldje de plaatsen, die door achtergelaten sporen op bomen of volgens opgaven van omwonenden als oude inslagplaatsen te herkennen waren en vond in den magnetischen toestand van het gesteente in vele gevallen de oude bliksembaan terug.
In slechts 33 van de 92 onderzochte gevallen bleek de richting van den electrischen stroom van de aarde naar de wolken geweest te zijn; in 59 gevallen was de aarde de negatieve pool geweest. Dezelfde stroomrichting van de wolken naar de aarde vonden Gaetavo en Giovanni Platania bij gesteenten, die zij vóór en na den b. inslag onderzochten. De proef werd genomen bij nieuw gebouwde huizen, waarvan de muursteenen in de buurt van den bliksemafleider niet magnetisch waren, terwijl na b.-inslag op den afleider duidelijk magnetisme te constateeren viel. Het onderzoek van de sterkte van het in gesteenten door den b. opgewekte magnetisme kan tevens aanwijzingen geven voor de sterkte van den magnetiseerenden stroom. De b.-ontlading is echter een eigenaardig soort van electrischen stroom, die in menig opzicht verschilt van die voor electrische verlichting, enz.; zij is veel meer een korte maar hevige stroomstoot, waarvan de sterkte uiterst snel tot een zeker maximum-bedrag toeneemt, om vervolgens weer snel tot nul af te nemen. Bij voorbereidende proeven, met een electriseermachine genomen, vond Pockels, dat juist deze maximale stroomsterkte het magnetisme der basalt zuiltjes bepaalt. Uit zijn metingen van de basalt stukken, die door den b. gemagnetiseerd waren, kan dus ook slechts volgen de maximum-stroomsterkte, die één oogenblik in den bliksemstraal heeft geheerscht. Hij kwam aldus tot het besluit, dat deze wel 10000 ampère en meer kan bedragen met een bovenste grens van ongeveer 20000 ampère.
Directe metingen der in den b. vrijkomende energiehoeveelheden zijn nimmer verricht en dit zal door het uiterst snelle verloop en onverwachts optreden van het verschijnsel ook wel nimmer mogelijk zijn. Uit de aangerichte verwoestingen kan echter bij benadering de orde van grootte worden vastgesteld. Koperdraden van 2,5 m.M. dikte en meer zijn herhaaldelijk over groote lengten gesmolten en verdampt. Alleen voor het smelten van 1 M. lengte in 0.001 resp. 0,03 sec. zijn noodig resp. 52000 en 9200 Ampère; men mag derhalve aannemen, dat de b. een electrischen stroom voorstelt van 10 tot 70 a 80000 Ampère. Schat men den electrischen weerstand van een gebouw tusschen trefplaats en aarde op circa 20 Ohm, dan ontstaan tusschen die punten bij het treffen electrische spanningen van 200000 a 1.600000 Volt. Is de duur van een b. 0.001 sec. dan is het daarbij vrijkomend arbeidsvermogen 2700 a 175000 millioen P.K.per sec:! Merkwaardig is de smelting, die de b.
veroorzaakt, waar hij in drogen zandbodem slaat. Door de verhitting der daar aanwezige lucht boort hij een gat en doet het zand in den omtrek hiervan smelten. Zoo ontstaan glasachtige buizen, die van binnen glad zijn als email, doch aan de buitenzijde ruw door de aan de buis vast gesmolten zandkorrels en steentjes. Men vindt exemplaren van deze zoog. fulgurieten o.a. in het museum van Veluwsche oudheden te Het Loo. Deze zijn echter klein en vermoedelijk slechts fragmenten. Zelden toch worden zij ongeschonden te voorschijn gebracht. Men beweert, dat in gebergten, welke veelvuldig aan bliksem rijke onweders zijn blootgesteld, rotsen worden aangetroffen, welker oppervlakte door het herhaalde treffen geheel is verglaasd. De duur van den b. is uiterst kort.
Men kan dit feit aantoonen en tevens den duur der b.-ontlading bestudeeren door bij nacht een witte schijf, waarop in het midden een zwarte balk is geteekend, met groote snelheid rond te draaien. Bij het b. licht ziet men de schijf dan schijnbaar stilstaan, ten teeken, dat de ontlading zeer kort geduurd heeft. Meestal echter neemt men een aantal zwarte strooken waar, zoodat de schijf zich min of meer als een wiel met spaken vertoont. Dit bewijst, dat de b.straal in de meeste gevallen is samengesteld uit een aantal gedeeltelijke of partiële ontladingen, welker aantal in den regel vier tot tien bedraagt. Daar deze partiële ontladingen elkaar niet zoo heel snel opvolgen, wordt voor deze proef een niet al te groote draaiingssnelheid vereischt. Het gebeurt trouwens niet zelden, dat dit herhaaldelijk opflikkeren van den b. langzaam genoeg geschiedt om ook zonder behulp van toestellen te worden opgemerkt, en daar de eerste en de laatste partiële ontlading het heftigst legen te zijn, meent men in deze gevallen een dubbele flikkering waar te nemen.
De partiële ontladingen zijn photografisch vast te leggen, door de camera tijdens de expositie langzaam te draaien. De verschillende ontladingen worden dan naast elkaar op de photografische plaat afgebeeld, waarbij blijkt, dat ze in werkelijkheid alle denzelfden weg afleggen. Wanneer de beweging loodrecht op de richting der baan van den b.straal geschiedt, verschijnen op de plaat verscheidene ongeveer gelijk verlopende strepen. Is de bewegingssnelheid van de camera bekend, dan kan men de tijden berekenen, die tusschen de enkele deelen van het verschijnsel liggen. Walter photografeerde op deze wijze op den 30sten Mei 1902 te Hamburg een bliksemstraal, waarbij op de plaat 5 ontladingen te zien kwamen, waartusschen de tijdsintervallen 0.0360, 0.0364, 0.0283 en 0.1440 sec. lang waren geweest; het geheele verschijnsel van den b. had dus 0.2447 sec. geduurd. Soms doen de partieele ontladingen zich niet als in het boven besproken geval voor als dunne lichtlijnen op een donkeren achtergrond, doch loopen ze vloeiend af of gaan geleidelijk in elkaar over, terwijl ook na afloop van den laatsten straal het lichtverschijnsel blijkbaar nog eenige minuten is blijven voortduren. Walter ziet hierin het bewijs, dat elke ontlading, ook elke na-ontlading, in den regel door een betrekkelijk zwakke en meer continue na-ontlading van langeren duur wordt gevolgd. Volgens Walters opvatting verloopt een bliksemslag in het algemeen aldus.
Zoodra de vereischte electrische spanning is bereikt, treedt plotseling als eerste partieele ontlading de eerste stroomstoot op, die in een schier ondeelbaar oogenblik is afgeloopen, waarin de stroom echter niet volkomen wordt gestuit, doch in een betrekkelijk zwakke en vrij gelijkmatige na-ontlading overgaat, die nog eenige oogenblikken door het zelfde kanaal blijft stroomen. Deze heeft nauwelijks (dikwijls ook nog niet) opgehouden te vloeien, of de volgende stroomstoot verschijnt en vertoont in hoofdzaak hetzelfde verloop als de eerste. Zoo volgen er nog enkele, waarna het verschijnsel met de na-ontlading van de laatste partieele ontlading geleidelijk wegsterft. Behoudens enkele uitzonderingen speelt (fit geheele proces binnen (meestal ver binnen) ééne seconde af. Volgens andere metingen is de tijdsduur van het verschijnsel 0.001 tot 0.03 sec. en is de lengte van den straal 2 tot 17 K.M. De partieele ontladingen zijn geen zoog. oscillatie’s, als we ze kennen in de draadlooze telegrafie; de stroomstooten der partieele ontladingen zijn alle gelijk gericht, hoewel de mogelijkheid niet uitgesloten is, dat elke ontlading op zich zelve uit een aantal oscillatie’s is opgebouwd. Over enkele merkwaardige bliksemvormen zie men bij bandbliksem, bolbliksem, parelsnoerbliksem, vlakbliksem.
Het spectrum van den b.straal is, evenals dat van de electrische vonk, een lijnenspectrum, waarin behalve de spectraallijnen van stikstof ook (zwakker) die van zuurstof en waterstof voorkomen. De kleur van den b. is in hoofdzaak wit, maar ook dikwijls blauw tot paars, minder vaak geel tot rood getint. Dit verschil zal vermoedelijk samenhangen met de temperatuur, waartoe de dampkringslucht in den straal verhit wordt. Sommige natuurkundigen zijn van meening, dat de richting van den ontladingsstroom op de kleur van den b. van overwegenden invloed is. Zie verder bij ONWEER en LUCHTELECTRICITEIT.
