Blitze

Ganz schön gewaltig 

Blitze gehören zu den beeindruckendsten Naturphänomenen – aber auch zu denen, die Menschen zu allen Zeiten am meisten Angst gemacht haben. Erst 1752 erfand der Amerikaner Benjamin Franklin den Blitzableiter. Die Idee dahinter: Statt ein Haus in Brand zu setzen, schlägt der Blitz in einen Metallstab auf dem Dach ein, und seine zerstörerische Energie fließt über einen Draht in die Erde. Die Bewohner können also auch bei einem Gewitter beruhigt schlafen.
Aus diesem Grund bezeichnete der deutsche Physiker und Philosoph Georg Christoph Lichtenberg (1742 bis 1799) den Blitzableiter sehr treffend als „Furchtableiter“. Aber was ist eigentlich ein Blitz genau?      

So entsteht ein Blitz 

Ein Blitz ist ein elektrisches Phänomen: Zwischen der Erde und dem Himmel entsteht eine Spannung, die sich irgendwann „blitzartig“ entlädt. Ursprung dieser Spannung sind elektrische Ladungen in Gewitterwolken. Aufwinde reißen feine Tröpfchen nach oben in kalte Luft, wo sie zu feinen Eisteilchen gefrieren. Sie kollidieren dort mit größeren Graupelkörnern. Der schwere Graupel „stiehlt“ ihnen negativ geladene Elektronen. Er fällt nach unten, die positiv geladenen feinen Kristalle bleiben oben. So entsteht ein starkes elektrisches Feld. Überschreitet dieses einen Schwellenwert von etwa 170.000 Volt pro Meter, bewegt sich ein „Leitblitz“ aus negativen Ladungsträgern auf die Erde zu und hinterlässt dabei einen dünnen Kanal aus elektrisch geladenen Teilchen. Kurz vor der Erdoberfläche kommt dem Leitblitz eine positive „Fangentladung“ entgegen. Treffen Leitblitz und Fangentladung aufeinander, ist der Stromkreis geschlossen und der Hauptblitz schießt zur Erde.

Gleich donnert‘s

Der Hauptblitz heizt den Kanal weiter auf, was die Luft noch mehr elektrisch auflädt und die Leitfähigkeit weiter erhöht – ein Lawineneffekt. Im Inneren des Kanals herrschen Temperaturen von rund 30.000 Grad, wodurch sich die erhitzte Materie explosionsartig ausdehnt. Das führt zu intensiven Schallwellen – so entsteht der Donner. Er folgt dem Blitz immer mit einiger Verzögerung, weil sich Schallwellen ungefähr eine Million Mal langsamer ausbreiten als Licht.