Was fließt im Positivblitz?
In einer anderen Frage bin ich auf den Begriff gestoßen. Im Internet findet man, dass bei einem solchen Blitz "positive Ladungen" für den Austausch sorgen. Das können doch aber nur Ionen sein, die aufgrund ihrer Masse viel träger sind. Kann dann der Ladungsaustausch überhaupt "blitzschnell" stattfinden?
4 Antworten
Gefunden habe ich auch nichts, aber gemäß meines Allgemeinwissens würde ich es so ausdrücken:
Beim normalen Negativblitz fließen (im eigentlichen Sinn) keine Elektronen, sondern negative Ladungen, d.h. die Elektronen springen von Molekül1 zu Molekül2, wobei Molekül2 negativ wird.
Beim Positvblitz fließen positive Ladungen, d.h. "Defektelektronen" springen von Molekül1 zu Molekül2, wobei Molekül2 positiv wird.
Was ist ein Defektelektron? Sozusagen eine Elektronenfreistelle. Jetzt müsste man sich mal die ersten Ionisierungsenergien von N2 und O2 ansehen ... Ich vermute die von N2 ist kleiner. Also hat man im Positivblitz N2+ Teilchen. Wenn jetzt ein Elektron aus der Luft in das N2+ Teilchen in der Wolke springt, dann bleibt Molekül1, positiv zurück, in der Wolke hat sich die Ladung verringert und es ist sozusagen positive Ladung von der Wolke nach unten gewandert.
Man kann aber NICHT sagen, "och, dann ist das ja doch nur eine normale Elektronenwanderung", denn sowohl weil beim Negativblitz wie beim Positivblitz hat die Wanderungsbewegung ihren Ursprung an der Wolke. Die Leuchterscheinung geht bei Wolken-Boden-Blitzen immer von oben nach unten.
Du spekulierst da schon recht heftig, und gerade bei N₂- und O₂-Molekülen wohl zu heftig. Immerhin enthält letzteres 2 ungepaarten Elektronen in den antibindenden пx- und пy-Molekülorbitalen, die eher leicht zu entfernen sind. Es gibt sogar die Verbindung O₂PtF₆ mit dem Ion O₂⁺.
Da hast du Recht, die Ionisierungsenergie von O2 sollte wohl doch geringer sein als die von N2. Ansonsten geht es um das Prinzip, dass bei einem Wolke-Boden-Positivblitz sozusagen positive Ladung fließt, indem Elektronen auf Leerplätze springen, wobei der Fluss an der Wolke beginnt und von dort zum Boden wandert.
Wiki Sagt:
Ein positiver Blitz ist ein Blitz, bei dem die Entladung aus dem oberen, positiv geladenen Teil der Wolke zum Boden erfolgt. Diese Blitze sind um einiges stärker als negative Blitze und können kilometerweit von der eigentlichen Gewitterwolke entfernt einschlagen; häufig treten sie bei abziehenden Gewitterwolken auf der Rückseite des Amboss' auf, weshalb man einen sicheren Ort nicht zu früh verlassen sollte. Sie dauern auch länger als ein negativer Blitz. Aufgrund all dessen können positive Blitze einen weit größeren Schaden anrichten. Der Donnerknall ist durch den stärkeren Potentialausgleich ebenfalls lauter.
Ich vermute, dass der Blitz sich vom negativ geladenen Bereich der Einschlagsstelle zum Positiven der Wolke entläd.
Auf der folgenden Seite gibt es auch detailierte Infos: http://www.pesch-tobias.de/blitzarten.html
Ein positiver Blitz ist ein Blitz, bei dem die Entladung aus dem oberen, positiv geladenen Teil der Wolke zum Boden erfolgt.
Das ist das, was ich auch gefunden und mich irritiert hatte. Fließen doch bei der Entladung Elektronen entgegen der in dem Satz angegebenen Richtung vom Boden zur Wolke??
Soweit ich mich erinnere, fließt der Strom immer von der negativen Ladung (Elektronenüberschuss) zu der positiven Ladung. Anbei eine schöne Adresse mit ausführlichen Erklärungen zu den Blitzarten und den Flussrichtungen: https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/ladungen-felder-mittelstufe/ausblick/blitze-gewittern
Ein Negativblitz ist ein Blitz, bei dem die negative Ladung zum Erdboden fließt. Ein Positivblitz ist ein Blitz bei dem die negative Ladung vom Erdboden abfließt. Welche Ladungsbewegungen diese Blitze erzeugen, ist dadurch nicht dargestellt.
Dem wahrgenommenen Blitz gehen eine Reihe von, zum Erdboden gerichtete, Vorentladungen voraus, durch die ein Blitzkanal geschaffen wird. Vor dem Erreichen des Erdbodens werden vom Erdboden ausgehende Fangentladungen (Elmsfeuer?) erzeugt. Viele Einzelheiten der Blitzentstehung sind noch ungeklärt.
Ich bin per Zufall (ich habe auch mal einen Kurs Metrologie gehalten) über die, von dir gestellte, Frage gefallen. Gruß von Littlethought.
Danke für die Antwort. Das entspricht auch meiner Auffassung, dass in Blitzen der Ladungstransport durch Elektronen erfolgt.
Sobald eine Ladungstrennung stattgefunden hat, werden durch die entstehende Potentialdifferenz beide Ladungsarten bewegt. Auf Grund der geringeren Masse sind die Elektronen dabei natürlich die schnelleren.
Möglicherweise ist auch gemeint, dass die Elektronen in die andere Richtung fliessen?
Du spekulierst da schon recht heftig, und gerade bei N₂- und O₂-Molekülen wohl zu heftig. Immerhin enthält letzteres 2 ungepaarten Elektronen in den antibindenden пx- und пy-Molekülorbitalen, die eher leicht zu entfernen sind. Es gibt sogar die Verbindung O₂PtF₆ mit dem Ion O₂⁺.
Generell spricht man von einem Plasmazustand im Blitz, zumindest muss es aber freie Elektronen geben, denn in einem Gasgemisch gibt es keine Löcher wie in einem p-Halbleiter. Gerade bei den Vorentladungen, wenn noch kein vollständiger Plasmakanal gebildet wurde, sich der Blitz erst noch seinen Weg bahnt, würde ich gar nicht erst spekulieren.