Statische Elektrizität

Du reibst einen Luftballon an deinen Haaren, hältst ihn an die Wand, und er bleibt kleben. Beim Ausziehen des Pullis knistert es, und im Dunkeln siehst du sogar winzige Funken. Was da passiert, ist dieselbe Physik wie bei einem Gewitterblitz, nur viel, viel kleiner. Der Schlüssel dazu steckt in den kleinsten Bausteinen der Materie: den Atomen.

Ladung steckt in jedem Atom

Jedes Atom hat einen Kern mit positiv geladenen Protonen, und außen herum flitzen negativ geladene Elektronen. Im Kern stecken außerdem Neutronen, die gar keine Ladung tragen und für die statische Elektrizität deshalb keine Rolle spielen. Normalerweise gibt es genau gleich viele Protonen und Elektronen, dann heben sich Plus und Minus auf, und das Atom ist nach außen neutral. Wichtig ist: Die Protonen sitzen fest im Kern, aber die äußeren Elektronen sind ziemlich locker. Man kann sie regelrecht abstreifen.

Reiben verschiebt Elektronen

Reibst du den Ballon an deinen Haaren, wandern Elektronen von den Haaren auf den Ballon. Der Ballon hat jetzt einen Elektronenüberschuss und ist negativ geladen. Deinen Haaren fehlen Elektronen, sie sind positiv geladen. Und nun gilt die wichtigste Regel der Elektrizität: Gleiche Ladungen stoßen sich ab, verschiedene ziehen sich an. Deshalb stehen deine Haare einzeln ab, denn jedes positive Haar stößt seine positiven Nachbarn weg. Und deshalb zieht der negative Ballon deine positiven Haare an. An der Wand klebt er sogar, obwohl die Wand neutral ist: Der negative Ballon drückt die Elektronen in der Wandoberfläche ein Stück in die Tiefe, dadurch wird die Oberfläche genau dort schwach positiv und hält den Ballon fest.

Funken und Blitze

Ladungen wollen sich wieder ausgleichen. Wird der Unterschied groß genug, springen die Elektronen einfach durch die Luft: Das ist der kleine Funke, der beim Pulliausziehen knistert oder dich an der Türklinke zwickt. Ein Blitz ist genau dasselbe, nur riesig: In einer Gewitterwolke laden sich durch das Aneinanderreiben von Eiskörnern und Wassertröpfchen große Bereiche auf, bis sich die Spannung in einem gewaltigen Funken entlädt, oft zwischen zwei Wolkenteilen, manchmal zwischen Wolke und Erde.