Falsche Konzepte über statische Elektrizität

Gegenstände besitzen normalerweise keine Ladung? Falsch. Die Gegenstände sind die Ladung.

„Statische Elektrizität“ tritt so häufig auf wie die Materie selbst. Wenn man den üblichen Erklärungen zur „statischen Elektrizität“ folgt, dann hält man „statische Elektrizität“ für ein recht seltenes Phänomen, das mit allem anderen auf der Welt wenig zu tun hat. Ja, stimmt schon, Blitze sind beeindruckend, und Fotokopierer und Laserdrucker sind praktisch; aber wenn die „Statik“ nicht existieren würde, wäre die Welt kaum anders, oder?

Wahr ist, dass Elektrostatik ein bisschen wichtiger ist, als gemeinhin angenommen wird. Denn im Gegensatz zu dem, was die meisten glauben, haben normale Stromkreisläufe sehr viel mit Elektrostatik zu tun. Erstens ist es die elektrostatische Energie, die den Stromkreis antreibt! „Spannung“ ist ein elektrostatisches Phänomen; Spannung ist ein elektrostatisches Feld. Ohne Elektrostatik gäbe es keine Spannung, also auch keinen Strom und keine Elektrogeräte.

Es ist vollkommen falsch, „Statik“ und „Strom“ als zwei getrennte Dinge zu betrachten: Das ist genauso dumm, wie zu sagen, dass „Druck“ und „Bewegung“ zwei verschiedene Arten von Wasser seien. „Statik“ und „Strom“ sind zwei verschiedene Forschungsgebiete, nicht zwei verschiedene Substanzen oder Energieformen. Es sind Fachgebiete, die von Menschen geschaffen wurden. In der realen Welt existieren sie nicht wirklich getrennt.

„Statische Elektrizität“ ist auch für viele andere Bereiche wichtig, nicht nur für Blitze, Fotokopierer und Funken an Türgriffen. Zum Beispiel:

- Muskeln werden durch Molekülketten bewegt, die sich aneinander vorbei schieben. Diese Gleitbewegung wird durch elektrostatische Anziehung und Abstoßung zwischen den Teilchen der Moleküle ausgelöst. Muskeln sind also elektrostatische Motoren!

- Nerven fungieren als winzige Kondensatoren mit Ladungspumpen, um sie zu elektrisieren, und Ionentoren, um sie wieder zu entladen.

- Wenn Uranatome von Neutronen getroffen und ihre Kerne gespalten werden, dann entspringt die Hauptenergie, die dabei frei wird, der Abstoßung zwischen den gleich geladenen positiven Protonen in den Kernfragmenten. Nuklearreaktoren setzen also die elektrostatische Energie von Urankernen frei. Eine Plutoniumbombe ist eigentlich eine „elektrostatische“ Abstoßungsbombe!

- Die Elektrostatik von Halbleitern ist wesentlicher Bestandteil moderner Elektronik. Besonderes ein Transistortyp, der FET oder Feldeffekt-Transistor, ist ein rein elektrostatisches Gerät. Die elektrostatischen Felder darin werden dazu benutzt, den Leitungskanal, der den Stromfluss reguliert, zu öffnen und zu schließen. Sind diese Transistortypen selten? Nein. Jeder einzelne Transistor in Speicherchips, Prozessoren und IO-Chips ist ein FET. Die meisten Transistoren in modernen Fernsehgeräten und Stereoanlagen sind FETs. Wenige Leute sind sich darüber im Klaren, dass die „statische Elektrizität“ die Elektronikindustrie dominiert, oder dass PCs aus lauter mikroskopisch kleinen elektrostatischen Komponenten bestehen, oder dass alle Daten auf allen Computern weltweit in Form von winzigen Mustern aus elektrostatischer Ladung gespeichert werden.

- ATP (Adenosintriphosphat) ist der Treibstoff aller Lebewesen, von der Bakterie bis zum Menschen. Ein Teil des Nobelpreises für Chemie ging 1997 an die Forscher Boyer und Walker, die entdeckten, wie die Energie in das ATP gelangt. Es ist nämlich so, dass ATP aus einem Enzym besteht, das von einem winzigen, rotierenden, elektrostatischen Motor angetrieben wird. Die „Feder“ in jedem ATP wird von einer kleinen, rotierenden Molekülmaschine „entsichert“, die durch Elektrostatik angetrieben wird. Die Reaktion ist umkehrbar, und ATP kann den Motor auch antreiben, wobei er zu einem elektrostatischen Generator wird. Ein durchschnittlicher menschlicher Körper enthält 1016 dieser rotierenden, elektrostatischen Motoren.

Und jetzt etwas ganz Großes. Die Welt besteht aus Molekülen, diese wiederum aus Atomen, die ihrerseits aus positiv und negativ geladenen Teilchen bestehen. Atome werden von elektrostatischer Anziehung zusammengehalten. Wenn Materie aus lauter kleinen „Kügelchen“ besteht, dann bestehen die „Streben“, die diese Kügelchen verbinden, aus elektrostatischen Feldern. Atome werden auch durch chemische Prozesse verbunden, und chemische Verbindungen basieren ebenfalls auf elektrostatischen Anziehungs- bzw. Abstoßungsprozessen.

Ohne „statische Elektrizität“ gäbe es also keine Chemie, kein Leben. Ohne „statische Elektrizität“ würden sich feste Stoffe und Flüssigkeiten in Gas verwandeln, das in Atome zerfallen würde, die wiederum in einzelne Elektronen und Kerne zerfallen würden. Ohne Elektrostatik wäre das ganze Universum eine langweilige, formlose, aus neutralen Teilchen zusammengesetzte Gaswolke. Es gibt Leute, die Elektrostatik langweilig finden. Das Gegenteil ist der Fall: Elektrostatik ist genau das, was dieses Universum zu einem interessanten Ort macht!