Se você já atravessou um carpete em um dia seco e depois tocou algo feito de metal, como uma alça de geladeira, você experimentou um raio em primeira mão. A descarga estática que lhe deu um choque é o mesmo fenômeno que cria os garfos de fogo que dividem o céu durante uma tempestade. Um raio real é causado pela descarga de milhões de volts de eletricidade, o que pode matar você. Mesmo descargas relativamente pequenas de eletricidade estática em um cabo de geladeira são dolorosas. No entanto, é possível com segurança e sem dor fazer relâmpago acontecer em um frasco, onde você pode estudar e apreciar tudo o que você quer.

O que é relâmpago?

Relâmpago é descarga elétrica, que é o fluxo de elétrons de um pólo com um excesso dessas partículas para outro pólo com uma deficiência. A magnitude da diferença de elétrons entre esses pólos é chamada de tensão, e quanto maior, mais forte será a corrente elétrica quando começar a fluir.

Durante uma tempestade, gotas de água nas nuvens colidem uns com os outros, liberando elétrons no processo. Os elétrons são atraídos para a Terra, que é positivamente carregada em relação às nuvens. Eles não podem fluir facilmente através do ar, no entanto, porque o ar é um isolante elétrico. Conseqüentemente, eles se acumulam, como a água atrás de uma represa, até que a tensão se torna tão grande que até mesmo o ar não pode detê-los. Nesse ponto, ocorre um raio.

Por que as pessoas ficam chocadas com os refrigeradores?

Quando você passa por um carpete, a ação de seus sapatos contra o material cria elétrons mesma maneira que as moléculas de água em colisão nas nuvens. Os elétrons se acumulam em seu corpo, e quando seu dedo se aproxima o suficiente de qualquer coisa através da qual eles possam fluir para a Terra, eles saltam através do ar em uma faísca de descarga elétrica. Objetos de metal são bons condutores de eletricidade, portanto, muitos choques estáticos ocorrem próximos a maçanetas e maçanetas de geladeira. Um pequeno relâmpago ocorre no momento em que você fica chocado, mas geralmente fica surpreso demais para perceber isso.

Fazendo um raio em um frasco

É fácil criar uma descarga elétrica dentro de qualquer jarra que tem uma tampa de metal. Você só precisa fazer duas coisas. O primeiro é fazer um eletrodo no fundo do frasco para o qual a eletricidade pode fluir, e o segundo é criar uma fonte segura de eletricidade estática.

Você já esfregou um balão no seu cabelo? e notou que ele adere à parede? Isso porque a ação de esfregar o balão cria elétrons livres, bem como esfregar seus pés em um carpete. Um balão faz uma grande fonte de eletricidade estática.

Configurar o anodo

O ânodo é o eletrodo carregado positivamente na parte inferior do frasco para o qual os elétrons fluirão. Para criá-lo, corte um pedaço de papel alumínio em um quadrado de cerca de 12 centímetros de comprimento e 12 centímetros de largura. Dobre duas vezes em um quadrado menor e empurre-o para o fundo do frasco. Tudo bem se as bordas se sobressaírem um pouco.

Configurar o cátodo

O cátodo é o eletrodo carregado negativamente do qual os elétrons fluirão. Faça-o cutucando várias tachinhas através de uma folha de secador com as cabeças voltadas para o topo do frasco. Coloque a folha secadora sobre a boca do frasco e aperte a tampa.

TL; DR (muito longo; não leu)

O objetivo das tachas é focar a carga e aumentar a tensão. Se você usasse folha de alumínio para fazer o cátodo, a carga se espalharia por toda a folha em vez de fluir em direção ao ânodo.

Carregue o balão

Esfregue o balão na sua cabeça. Você saberá que ele é carregado se seu cabelo ficar em pé quando você puxar o balão para longe.

Faça relâmpago

Toque o balão no topo do frasco e observe o que acontece. Se o balão tiver carga suficiente, você verá vários relâmpagos azuis amarelados. Eles serão ainda mais impressionantes se você desligar as luzes.

TL; DR (muito longo; não foi lida)

Esse experimento funciona melhor quando a umidade está baixa. Isso porque a umidade torna o ar um isolante elétrico ainda melhor.