Die Reibungselektrizität

Ruhende elektrische Ladungen kann man auf einfache Weise durch das Reiben eines Hartgummistabes oder Glasstabes erhalten. Bei diesen Stäben handelt es sich um elektrische Nichtleiter (Isolatoren), von denen die elektrischen Ladungen nicht abfließen können. Dadurch bleibt die elektrische Aufladung längere Zeit bestehen. Auch Kunststoffgewebe laden sich beim Reiben elektrisch auf und man kann ein Knistern und kleine Funken beobachten.

Durch Reibung wird z.B. ein Glasstab, wenn man ihn mit einem Ledertuch reibt, positiv aufgeladen, ein Bernsteinstab negativ. Deshalb spricht man auch von Glas- bzw. Bersteinelektrizität.

Welche Stoffe positiv und welche negativ aufgeladen werden, hängt von ihrer Elektronenaffinität ab - dieser Begriff sagt aus, wie gern ein Stoff Elektronen an sich zieht. Der Stoff mit der höheren Elektronenaffinität wird stets negativ, der andere positiv aufgeladen. Insgesamt werden allerdings keine neuen Ladungen erzeugt sondern nur Ladungen getrennt.

Reibe einen Hartgummistab mit einem Wolllappen und hänge ihn dann frei drehbar auf. Nun reibe einen zweiten Hartgummistab und nähere ihn dem ersten. Was passiert?

Wiederhole den Versuch mit zwei Glasstäben und dann mit einem Glasstab und einem Gummistab. Was kannst du jetzt beobachten?

Sowohl die geriebenen Hartgummistäbe als auch die beiden geriebenen Glasstäbe stoßen einander ab. Der Glasstab und der Gummistab ziehen sich hingegen an. Der Grund dafür liegt im Vorzeichen der Ladungen.

Wenn man die Tabelle betrachtet, dann bemerkt man, dass bei Reibung eines Hartgummistabes mit einem Wolllappen der Gummistab negativ und der Wolllappen positiv aufgeladen wird. Beide Gummistäbe sind nach der Reibung negativ - also gleich - geladen. Man spricht deshalb in diesem Fall von gleichnamigen Ladungen. Reibt man jedoch Glas mit einem Wolllappen, so wird der Wolllappen negativ und der Glasstab positiv aufgeladen. Beide Glasstäbe sind nun negativ - also wieder gleich - geladen. Der Glasstab und der Gummistab sind hingegen unterschiedlich geladen, man sagt deshalb auch ungleichnamige Ladungen.

Somit kommen wir zu einem wichtigen physikalischen Gesetz:

William Gilbert (1540 - 1603) stellte über diese teilweise schon den Griechen bekannten Erscheinungen die ersten wissenschaftlichen Untersuchungen an. Auf ihn geht der Name "Elektrizität" zurück. Elektron nannten die Griechen den Bernstein, der als Schmuck und Handelsware zu ihnen gelangte. Auch aus Bernstein springen - wie oben schon erwähnt - nach dem Reiben mit einem Wolltuch kleine Funken über. Ein Teil der historischen Bernsteinstraße verläuft über Österreich. Sie war eine wichtige Handelsstraße von der Ostsee nach Süd- und Südosteuropa und hatte ihren Donauübergang in der Nähe von Hainburg (Carnuntum).