Bliksem (De)

betekenis & definitie

Bliksem is een prachtig en indruk­wekkend, ja, somtijds huiveringwekkend tocht­verschijnsel, dat de menschen van ouds met ontzag en bewon­dering heeft ver­vuld. Alles vereenigt zich trou­wens om het ge­moed van den waarnemer te schokken; hij ziet de schitte­rende stralen plotselijk ver­schijnen en ver­dwijnen, — hij aanschouwt dien verblindenden glans te midden van de ontzet­tende duisternis der onweerswol­ken, — hij ont­waart vaak de verwoestingen, die daardoor plot­selijk worden aangerigt, en ge­voelt zijne magteloosheid bij het dreigend gevaar.

Intusschen we­ten wij thans, dat de bliksem tot de electrische ver­schijnselen be­hoort. Om deze te verklaren, heeft men het be­staan aangeno­men van 2 ver­schillende elec­trische vloeistof­fen, die in vele opzigten tegenovergestelde eigenschappen be­zitten. Een ligchaam wordt electrisch ge­noemd, wanneer het slechts ééne van die twee vloeistoffen bezit. Bij de niet-electrische ligchamen zijn beide in een vereenigden toe­stand aanwezig. De gelijknamige eleetriciteiten — men heeft namelijk de eene electrische vloeistof positief en de andere negatief ge­noemd — stooten elkander af, en de ongelijk­namige trekken elkander aan.

De ligchamen worden, met betrekking tot de electriciteit, verdeeld in geleidende en niet-geleidende. Tot de eerste klasse belmo­ren de metalen, benevens sommige vloeistof­fen, vooral wanneer er zouten of zuren in opgelost zijn, en in het algemeen vochtige zelfstandigheden. Tot de niet geleidende ligcha­men behooren vooral glas, hars, droog hout, ivoor, drooge wol, zijde en drooge lucht. Wordt een geleidend ligchaam met een elec­trisch ligchaam in aanraking gebragt, zoo neemt het aanstonds eene zekere hoeveelheid electriciteit over, welke zich over zijne op­pervlakte verspreidt en over alle geleidende ligchamen, die hiermede verbonden zijn.

Is het echter door niet-geleiders omgeven, dan blijft de electriciteit op de oppervlakte opge­hoopt en ver­spreidt zich niet verder. Zulk een geleider is geïso­leerd. De onmid­dellijke aanra­king van het ge­leidend ligchaam is niet altijd noodzakelijk; de electrische vloei­stof kan ook wer­ken op een af­stand. Is A (fig. 1) een metalen bol, op eene glazen stang geplaatst, met positieve electriciteit gela­den, en zet men dien naast een geïsoleerden cylinder CB, die niet electrisch is, dan zal deze, zoo men ze niet te ver van elkan­der verwijderd houdt, aanstonds electrisch wor­den, zooals blijkt uit de kleine kurkballetjes, die aan dunne draden daaraan zijn op­gehangen. Deze toch ontvangen dan gelijknamige electriciteit en stooten elkander af.

Die afstooting is aan de uiteinden het sterkst en in het midden zeer gering. De electriciteit bij B en C is verschillend, zooals men opmerkt, wanneer men met eene gewrevene lakstang de balletjes bij B en C nadert; men ziet dan, dat deze door de lakstang bij B afgestooten en bij C aangetrokken worden. De cylinder is dus — daar lak negatieve electriciteit ont­wikkelt— bij B met negatieve en bij C met positieve electriciteit geladen. Dit verandert echter zoodra men den bol A wegneemt. Na­tuurlijk zijn zulke verschijnselen alleen mo­gelijk bij geleidende ligchamen.

Wanneer men zulk een ligchaam, waarop verdeeld is, met een geleider in aanraking de electriciteit door den invloed v|an buiten brengt, dan verliest het een gedeelte van zijne electriciteit, welke op den geleider overgaat, — en wél die, welke gelijknamig is met de electriciteit van het electrisérend ligchaam, daar de on­gelijknamige door deze laat­ste vastgehouden of gebon­den wordt. Daar ’s menschen ligchaam tot de geleiders be­hoort , is het voldoende, het uiteinde C met den vinger aan te raken, om de elec­triciteit van daar te verwij­deren. Men bemerkt dit door het zamenvallen der kurkballetjes, terwijl die bij B van elkander verwijderd blij­ven. Men bereikt hetzelfde doel, wanneer men C door eene metalen keten met den aardbodem verbindt. In fig. 2 is op den cylinder alleen negatieve electrici­teit aanwezig, en als men, na het wegne­men der keten den bol A verwijdert, blijft op den cylinder de negatieve vloeistof achter en verdeelt zich over de geheele op­pervlakte.

Dan zijn de kurkballetjes alle met ne­gatieve elec­triciteit gela­den en ver­wijderen zich van elkander, zooals wij zien in fig. 3.

In het alge­meen hebben wij dus aan­getoond, dat een geleider electrisch kan worden zon­der met een electrisch lig­chaam in on­middellijke aanraking te komen, — en tevens opge­merkt , dat de ophooping der beide electrische vloei­stoffen plaats heeft aan de uiteinden. Zulk eene ophooping noemt men eene lading, en deze lading is te sterker naarmate het electrisérend ligchaam sterker werkt. Is het geleidend ligchaam niet geïso­leerd, dan kan slechts ééne soort van elec­triciteit zich aan zijne oppervlakte ophoopen.

Men kan de lading alzoo beschouwen als eene laag van meerdere dikte, die de oppervlakte bedekt. Ook kan men het bedrag der lading aanmerken als afhankelijk van de digtheid der laag, en men geeft daaraan den naam van electrische spanning.

Zulk eene spanning neemt men waar, wanneer op een goeden geleider eene ze­kere hoeveelheid electrici­teit opgehoopt is, welke geene gelegenheid heeft om zich van daar te verwijde­ren. Drooge lucht is geen geleider en verhindert dus elkander aantrekkende elec- triciteiten om zich te vereenigen, — doch de vereeniging heeft niet te min plaats, wanneer de spanning der electriciteiten den tegenstand der lucht overtreft. Dan ge­schiedt de ontlading of de vereeniging der electriciteiten onder verschijn­selen van licht (de electrische vonk). Dit geval kan plaats grijpen door vermeerdering der electrische spanning, en ook door verminde­ring van den afstand der twee electri­citeit-voeren­de ligchamen.

Wij ontwaren dit bij de electriseermachine, wanneer men een me­talen staaf bij den conductor brengt, zoo­als in fig. 4 geschiedt. De positieve elec­triciteit , die door de wrij­ving der gla­zen schijf on­ophoudelijk op den con­ductor wordt opgehoopt, vereenigt zich dan met de negatieve, die door haren in­vloed aan het uiteinde van de metalen staaf is ver­zameld, waar­bij de vonken

in gebroken stralen overspringen. Is de me­talen staaf met eene punt voorzien, dan ont­waart men geene vonken, en reeds op veel grooteren afstand heeft eene kalme uitwisse­ling van electrische vloeistoffen plaats; in het donker echter ziet men aan de punt der staaf

eene uitstrooming van licht, zooals in fig. 5 is voorgesteld. Is de dampkring vochtig, dan wordt zij geleidend en verhindert de ophooping van electrische vloeistoffen aan de opper­vlakte van geleidende ligchamen.

De uitwisseling der eleetrieiteiten onder ontwikkeling van licht noemt men een schok; deze heeft eene mechanische, chemische en physiologische werking en roept licht en warmte te voorschijn. Met zulk een schok kan men een vel papier, een dun plankje en zelfs eene ruit doorboren en ontvlambare stoffen in brand steken. Zulk een schok kan zelfs bij geleiding plaats hebben, wanneer deze niet sterk genoeg is, of de vloeistof bij aan­merkelijke spanning ook nog een anderen weg vindt ter ontlading.

Deze beschouwing was tot een goed be­grip van den bliksem onvermijdelijk.

Eerst Franklin heeft aangetoond, dat de bliksem niets anders is als een electrische vonk en wel op de volgende gronden: beide schitteren, — hebben dezelfde kleur, — toonen zich in gebroken lijnen, — verdwijnen terstond, — hebben metalen tot geleiders, — veroorzaken een gekraak of geknetter bij het overspringen, — dringen door de ligchamen heen, die zij op hun.weg ontmoeten, — dooden dieren, — doen metalen smelten, —doen ont­vlambare stoffen ontbranden, — en verspreiden een zwavelachtigen reuk. Franklin zette zijn onderzoek voort door middel van een vlieger, en zijne waarnemingen bevestigden zijn ge­voelen. De proef met den vlieger werd in Frankrijk door Romas op eene groote schaal herhaald, en men behoefde niet langer aan de overeenkomst van den bliksem met de electrische vonk te twijfelen.

Intusschen is men nog weinig te weten gekomen omtrent de bronnen der dampkrings- eleetriciteit en de oorzaken van hare ophooping. Wij geven daaromtrent de volgende beknopte inlichtingen:

Bij helderen hemel is de dampkring positief-electrisch, — de reden hiervoor is echter onbekend. Die electriciteit werkt verdeelend op die des aardbodems, zoodat hier de voor­werpen negatief-electrisch zijn. Is de hemel daarentegen bewolkt, dan neemt die regel­matige toestand een einde. De wolken zijn nu eens positief-, dan weder negatief-electrisch; wanneer in eene positieve luchtlaag water­blaasjes ontstaan, worden ook deze positief, en als zij zich tot eene wolk vereenigen, zoodat de electriciteit van al die waterblaasjes zich aan de oppervlakte verzamelt, dan kan de electrische spanning der wolk zeer groot worden.

Ontstaat in hare nabijheid eene andere wolk, dan werkt haar invloed op de electri­sche gesteldheid van deze. De negatieve elec­triciteit der nieuwe wolk wordt door de posi­tieve der eerste gebonden, terwijl de positieve der tweede ligtelijk wegvloeit. Zoo ziet men, hoe het mogelijk is, dat er wolken ontstaan met negatieve electriciteit. Ook behoeft het nu geene verdere verklaring, dat zich aan de hellingen der bergen negatieve wolken vormen, en dat ook de nevelen, die boven poelen, meren, rivieren en zeeën hangen, negatief-electrisch zijn.

De wolken bevinden zich dus altijd in een toestand van electrische spanning, die echter op verre na niet altijd door eene ontlading achtervolgd wordt. Immers somtijds is de spanning niet groot genoeg, en somtijds ook wordt de opgehoopte electriciteit afgeleid door de vochtigheid des dampkrings. Daar deze des zomers veel waterdamp verdragen kan en dus ligt aanleiding vindt tot het vormen van wolken, en tevens betrekkelijk in een droogen toestand verkeert, is het natuurlijk, dat er alsdan meer onweders plaats hebben dan in den winter.

De grootte der onweêrswolken, waaruit de bliksemvonk te voorschijn treedt, kan zeer verschillend wezen, zoodat hare oppervlakte eenige Ned. bunders of ook eenige □ geogr. mijlen bedraagt. Hare gedaante is zeer ver­schilleed. In den glans van het zonnelicht vertoonen zij zich helder wit, maar als zij de zon bedekken, zijn zij zwart, omdat zij weinig licht doorlaten.

Wanneer twee met verschillende electriciteit geladene wolken tot elkander naderen, springt eindelijk de vonk over; hierdoor wordt de toestand dier wolken veranderd en tevens die van andere, daarmede in betrekking staande wolken, zoo­dat ook deze schier te gelijker tijd vonken uitzenden en ontvangen.

Men onderscheidt volgens Arago 3 soor­ten van bliksemstralen. De eerste vertoont zich als een naauwkeurig begrensde licht­straal ; hij is wit, purperrood, paars of blaauwachtig en vormt steeds eene gebrokene lijn. Deze is de eigenlijke bliksem­straal, die doorgaans van eene wolk op aardsche voorwerpen overspringt en zich wel- eens in drie verschillende stralen splitst. — De tweede soort komt vaker voor: het licht van deze bliksemvonk is niet tot een straal vereenigd, maar verspreidt zich langs den hemel. Hare kleur is doorgaans rood, maar somtijds ook blaauw en paars. Nu eens verlicht zij alleen de zoomen der wolken en dan weder het gansche wolkgespan. Tot de derde soort rekent Arago de bolvormige bliksemvonken, die door zeer weinige onder­zoekers zijn waargenomen.

De duur van een bliksemvonk is verbazend kort en bedraagt volgens Wheatstone geen duizendste deel eener seconde.

Op de bliksemvonken der eerste soort volgt steeds de donder. Doorloopt die vonk een afstand van een paar mijlen, dan komt het geratel van den donder, schoon nagenoeg op hetzelfde oogenblik ontstaan, eerst lang­zaam ter ooren van den waarnemer, daar het geluid slechts 340 Ned. el in eene seconde doorloopt. Uit den tijd van het zien der vonk tot aan den aanvang van het geluid kan men derhalve den afstand der vonk, en uit den duur van den donderslag eenigermate de lengte van den weg dier vonk berekenen (zie voorts Onweder). Op de bliksemvonken van de tweede soort volgt geenerlei gedruisch, en wij bestempelen ze met den naam van weêrlicht.

Wij kunnen ons nu voorstellen, hoe het inslaan van den bliksem plaats grijpt. De met electriciteit geladene donderwolk werkt op de oppervlakte der aarde en veroorzaakt hier eene ophooping van tegenovergestelde electriciteit. Op het laatst wordt de spanning zóó groot, dat de vonk overspringt. Deze treft de hoogste gedeelten op de oppervlakte der aarde en de beste geleiders. Zij dringt door de daken, verbrijzelt muren, doet de krachtigste boomen splijten en doodt menschen en dieren. Ook loopt zij weleens langs geleidende stoffen zonder eenige schade te veroorzaken en verdwijnt in den grond. Deze omstandigheid heeft aanleiding gegeven tot het plaatsen van afleiders, waarover wij onder dit woord hebben gesproken.