Jeder kennt das Phänomen: Plötzlich verhalten sich die Haare seltsam widerborstig - sie stehen vom Kopf ab und werden vom Kamm angezogen. Dieses Phänomen tritt nicht immer auf, aber wenn, dann meist unter bestimmten Bedingungen.
Die Haare müssen frisch gewaschen und trocken sein, die Luftfeuchtigkeit gering und der Kamm idealerweise aus Naturmaterialien, da Kämme aus Kunststoff das Problem verstärken können. Die Ursache ist Elektrizität, genauer: statische Elektrizität.
Beim Kämmen geraten Elektronen aus den Haaren in den Kamm. Dadurch ist der Kamm elektrisch negativ geladen und die Haare positiv. Dieser Effekt lässt sich auch mit einem Luftballon demonstrieren: Reibt man ihn an den Haaren, entzieht er ihnen Elektronen und zieht sie an.
Abstehende Haare bei Gewitter können ein Zeichen für einen bevorstehenden Blitzschlag sein. (Quelle: WetterOnline)
Erstmals beschrieben hat solche elektrostatischen Phänomene der griechische Naturforscher Thales von Milet um 550 vor Christus. Er beobachtete, dass sich Bernstein durch Reiben an einem Tierfell elektrisch auflädt und kleine Federn und Strohstückchen anzieht. Dieses Phänomen wird heute als Reibungselektrizität oder Triboelektrizität bezeichnet.
Während elektrische Leiter eine Vielzahl freier Elektronen enthalten, kreisen in nichtleitenden Materialien nahezu alle Elektronen fest um ihre Atomkerne. Durch die thermische Bewegung der Atome kann an der Oberfläche eines Materials hin und wieder ein Elektron einen Stoß erhalten, der es kurzzeitig ein winziges Stück aus dem Material herausbefördert.
Die Anzahl der austretenden Elektronen hängt vom Material und dessen charakteristischer Austrittsarbeit ab. Beim Kontakt zweier unterschiedlicher Stoffe treten aus dem Material mit der niedrigeren Austrittsarbeit mehr Elektronen aus als aus dem Stoff mit der höheren Austrittsarbeit. Für den Übergang der Elektronen ist ein direkter Kontakt auf atomarer Ebene notwendig.
Indem man die Oberflächen gegeneinander reibt, kann der Elektronenaustausch an deutlich mehr Stellen stattfinden. Mithilfe der Austrittsarbeit lassen sich viele triboelektrische Phänomene erklären - aber keineswegs alle. So sollte sich jeder Stoff in eine „triboelektrische Reihe“ sortieren lassen: Ganz oben steht das Material mit der niedrigsten Austrittsarbeit, ganz unten jenes mit der höchsten.
Tatsächlich sträuben sich manche Kombinationen von Materialien dagegen und bilden „triboelektrische Zyklen“. Auch das Auftreten von Triboelektrizität zwischen zwei Gegenständen aus ein und demselben Material zeigt, dass allein die Erklärung über die Austrittsarbeit unvollständig und unzuverlässig ist. Bislang gibt es keine vollständige Theorie des triboelektrischen Effekts, die alle damit verbundenen Phänomene korrekt beschreibt.
Besonders gefährlich wird es, wenn die Haare bei einem Gewitter plötzlich zu Berge stehen. Dies ist ein Warnsignal und deutet auf einen unmittelbar bevorstehenden Blitzschlag hin.
Das liegt an elektrischer Aufladung. In dieser Phase sucht ein potenzieller Blitz mögliche Wege zum Ladungsausgleich. Dabei werden mehrere Ziele "erwogen", die der Wolke Fangladungen zusenden. Fangladungen sind unsichtbare, elektrisch leitende "Adern" in der Luft, die dem Hauptblitz zeigen, dass er sich hier entladen könnte.
Sobald der Blitz den Weg mit dem geringsten elektromagnetischen Widerstand gefunden hat, schlägt er ein. Daher sollte man bei aufgestellten Haaren sofort das Weite suchen und sich in Sicherheit bringen.
Touristen in China, deren Haare aufgrund eines nahenden Gewitters abstehen. (Quelle: KameraOne Panorama)
Generell wird die Gefahr von Gewittern oft unterschätzt. Jahr für Jahr werden weltweit Hunderte von Menschen durch Blitzschlag verletzt. Daher ist es wichtig, folgende Regeln zu beachten:
Zur Abschätzung der Entfernung eines nahenden Gewitters sollte man auf die Zeit achten, die zwischen Blitz und Donner vergeht. Der Schall des Donners legt pro Sekunde etwas über 300 Meter zurück. Bei drei Sekunden ist der Blitz also etwa einen Kilometer entfernt und es besteht höchste Gefahr!
Neben Gewittern kann auch trockene Luft im Winter zu statisch aufgeladenen Haaren führen. Dies geschieht häufig beim Überziehen von Pullovern oder Abnehmen von Mützen.
Die Reibung zwischen den Haaren und den oft chemischen Fasern von Kleidungsstücken erzeugt eine elektrische Spannung. Die Haare laden sich dabei aber nie gegenseitig auf, sondern stoßen sich eher ab.
Es gibt eine Reihe von Maßnahmen und Pflegemitteln, mit denen man statisch aufgeladenes Haar wieder in den Normalzustand versetzen kann:
Feines Haar neigt besonders zur elektrostatischen Aufladung. Die Trockenheit der Haare ist ein entscheidender Faktor für die physikalischen Geschehnisse der „elektrischen Haare“.
| Faktor | Einfluss auf statische Aufladung |
|---|---|
| Haartyp | Feines Haar lädt sich leichter auf |
| Luftfeuchtigkeit | Trockene Luft fördert die Aufladung |
| Materialien | Kunststoffe fördern die Aufladung |
| Kleidung | Synthetische Fasern fördern die Aufladung |
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