Franklins Blitz-Glocken

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Zwei Dosen und ein Klöüppel zum Physik Experiment Franklin BellsBenjamin Franklin (1706–1790), der Erfinder des Blitzableiters, verwendete in seinem Haus sogenannte elektrostatische Glocken, die ihn vor heranziehenden Gewittern warnen sollten. Sie werden auch Franklin Bells, Sturmglocken, Lightning Bells oder Gordon Bells genannt. Man kann solche Franklin Bells mit einem Fernseher und zwei Getränkedosen leicht selber bauen.

Sicherheitshinweis: Röhrenbildschirme vertragen es nicht besonders gut, wenn man sie in sehr kurzer zeitlicher Abfolge mehrmals an- und ausschaltet. Daher sollte man dabei auf entsprechende zeitliche Abstände, etwa 15 bis 20 Sekunden, achten. Außerdem kann es bei diesem Versuch geschehen, dass man ordentlich eine „gewischt“ bekommt. Am besten vermeidet man es, mit bloßen Händen die Alufolie am Fernseher oder die nicht geerdete Dose anzufassen.

Was wird gebraucht?

  •     ein Röhrenbildschirm
  •     zwei leere Getränkedosen und ein Getränkedosenverschluss
  •     ein Plastikkugelschreiber
  •     Nähgarn
  •     ein Kabel, das vom Fernseher bis zum nächsten Erdungspunkt reicht
  •     ein Erdungspunkt (z. B. Wasserhahn oder Heizungsrohr)
  •     Aluminiumfolie
  •     Klebeband
  •     eine Schere

Was ist zu tun?

Klöppel zum Physik Experiment Franklin BellsZunächst klebt man Alufolie so zu einem Stück zusammen, dass dieses den Röhrenbildschirm ganz bedecken kann und unten noch etwas überhängt. Dieses Stück Alufolie hängt man dann locker über den Bildschirm und klebt es oben mit Klebeband fest. Die erste Dose stellt man nun so an den Fernseher, dass sie die Alufolie berührt. Gegebenenfalls klebt man die Alufolie mit Klebeband an der Dose fest.

Kabel zum Physik Experiment Franklin BellsNun muss man die zweite Dose erden. Sie befindet sich ebenfalls am Röhrenbildschirm. Zunächst entfernt man an beiden Enden des Kabels auf etwa einen Zentimeter Länge die Isolierung, indem man sie mit einer Schere rundum einschneidet und dann abzieht. Das eine Ende des so präparierten Kabels klebt man mit Klebeband an der Dose fest, das andere Ende an den Erdungspunkt.

Danach nimmt man einen Verschluss der Getränkedosen, knotet das Nähgarn daran fest und klebt dieses mit Klebeband an den Plastikkugelschreiber. Die Länge des Nähgarns sollte etwa vier Zentimeter betragen (siehe Foto).

Dann stelle man die Dosen im Abstand von etwa zwei Zentimetern auf, lege den Kugelschreiber auf die Dosen, so dass der „Klöppel“ (also der  Dosenverschluss) zwischen den Dosen hängt, schalte den Röhrenbildschirm an und warte kurz. Der Klöppel sollte nun hin- und herschlagen. Geschieht dies nicht, kann man versuchen, den Röhrenbildschirm aus- und nach etwa 15 bis 20 Sekunden wieder einzuschalten. Gegebenenfalls wiederhole man dies, achte jedoch beim Ein- und Ausschalten auf entsprechende zeitliche Abstände.

Wenn der Versuch trotz allem nicht funktioniert, kann dies daran liegen, dass die Luftfeuchtigkeit zu hoch ist. Perfekt geeignet ist zum Beispiel trockene Heizungsluft im Winter.

Was ist geschehen?

In einem Röhrenbildschirm wird Hochspannung verwendet, um Elektronen von der negativ geladenen Kathode im hinteren Teil des Gerätes an der positiv geladenen Anode vorbei auf den Bildschirm zu schießen (dabei gilt: Gleiche Ladungen stoßen sich ab, ungleiche Ladungen ziehen sich an). Trifft der Elektronenstrahl am Bildschirm auf, erzeugt er dort das Fernsehbild. Dieser Beschuss durch Elektronen führt außerdem dazu, dass sich das Glas im Innern negativ und infolgedessen außen positiv auflädt.

Dies wiederum hat zur Folge, dass negative Ladung vor dem Röhrenbildschirm angezogen wird. Berührt nun eine der Dosen die Folie, verliert sie negative Ladung und wird positiv, sodass der Klöppel im Verhältnis dazu negativer geladen ist. Dadurch wird er von der Dose am Bildschirm angezogen. Sobald jedoch der Klöppel die linke Dose berührt verliert er negative Ladung und wird wieder abgestoßen beziehungsweise von der geerdeten Dose angezogen. Diese ist nun nämlich im Verhältnis negativer geladen.

Berührt der Klöppel nun die rechte, geerdete Dose, erhält er neue Elektronen und wird von der Dose am Fernseher wieder angezogen. So entstehen schnelle Pendelbewegungen. Im Prinzip macht der Klöppel nichts anderes, als Ladungen von der rechten zur linken Dose zu transportieren.

Benjamin Franklin hat übrigens die eine Glocke an den Blitzableiter angeschlossen und die anderen an eine Wasserpumpe mit entsprechender Erdung. Man sollte dies allerdings NICHT nachbauen, denn das wäre lebensgefährlich!

Der Versuch ist ohne die Begriffe „elektrisches Feld“ und „Potenzial“ schwer (korrekt) zu erklären. Weiterführende Erklärungen gibt es bei Wikipedia unter den Begriffen „Potenzial“ und „Spannung“.

Dieses Phänomen im Alltag

Fernseh- und Computerbildschirme mit Bildröhre verstauben gerne. Das liegt daran, dass manche Staubpartikel negativ geladen sind und daher vom Bildschirm angezogen werden.

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Quelle: Die Idee zu diesem Versuch stammt von Simon Fields Website scitoys.com. Der Versuch ist jedoch auch auf anderen Websites zu finden und es ist nicht klar, woher die Idee ursprünglich stammte.