Elektrizität
Im Experimentum erzeugen drei verschiedene Exponate Blitze, wobei der Entstehungsprozess auf jeweils unterschiedlichen Prinzipien basiert. Aus dem Alltag sind uns Blitze vor allem aus einem Gewitter bekannt, wo zwischen Erde und Wolken sichtbare und hörbare Entladungen stattfinden. Zentral für das Zustandekommen eines Blitzes ist die Trennung von positiven und negativen Ladungsträgern. Ist die auftretende Spannung zwischen zwei Polen groß genug, wird die Luft ionisiert und kann als Leiter dienen. Dabei werden die Luftmoleküle ionisiert, senden Licht aus und erzeugen aufgrund ihrer thermischen Ausdehnung eine Schallwelle, die sich für uns durch Reflektion an Bergen oder Gebäuden wie Donner anhört.
Der Van-de-Graaff-Generator
Ein Prinzip zur Ladungstrennung ist die Reibung. In einem Van-de-Graaf-Generator wird mit Hilfe eines sich reibendes Gummibandes Ladungen erzeugt, welche dann auf die Oberfläche einer großen Hohlkugel transportiert werden. Eine zweite Kugel in geringem Abstand zu ersten dient durch ihre Erdung als Gegenpol. Durch den fortlaufenden Betrieb des Bandgenerators wird die eine Kugel aufgeladen und es entsteht eine derart starke Spannung, dass diese sich durch die Luft auf die zweite Kugel entlädt.
Der Tesla-Transformator
Nikola Tesla entwickelte seinen Transformator mit dem Ziel, elektrische Energie drahtlos nutzbar machen zu können. Dazu laden zwei aufeinander abgestimmte Schwingkreise aus Spulen und Kondensatoren einen in der Mitte befindlichen Kugelkondensator auf – hier entstehen Spannung bis zu fast einer halben Millionen Volt. Die Apparatur befindet sich in einem Faradayschen Käfig, sodass sich die Spannung in das Drahtgeflecht entladen kann – hierbei entstehen meterlange Blitze. Dass dabei Energie durch den Raum transportiert wird, kann man an einer im Käfig befindlichen Leuchtstoffröhre erkennen, die ohne Kontakt zum Stromkreis bei Betrieb des Tesla-Transformators zu leuchten beginnt.
Die Influenzmaschine
Eine weitere Möglichkeit Ladung zu erzeugen nutzt die Influenzmaschine. Diese basiert wie der Name schon sagt auf dem Prinzip der Influenz, welches sich zu Nutzen macht, dass eine Vielzahl von Materialien zwar in der Summe neutral geladen sind, aber durch Verschiebung von Ladungsträgern über ein elektrisches Feld räumlich geladene Bereiche erzeugt werden können. In der Influenzmaschine werden elektrisch leitfähige Metallplättchen durch dieses Prinzip aufgeladen, durch Rotation voneinander getrennt und die Ladungen in Leidener Flaschen (Kondensatoren) gespeichert. Schon nach kurzer Zeit reicht die angesammelte Spannung aus, um einen Blitz zu erzeugen.