Johdantokuva:

Kuvaan liittyy video, jonka voi näyttää oppilaille. Ukkonen on eräs voimakkaimmista luonnonilmiöistä Suomessa. Ukkosta ei tarvitse pelätä, kun tietää, miten siltä voi suojautua. Oppilaiden ryhmämuistion kirjoittamien kokemuksien perusteella asiata voidaan keskustella ja tuoda esille oikea tapa toimia suojautua ukkoselta.

Ryhmämuistion keskustelussa kerätään oppilaiden kokemuksia ukkosesta. Esimerkiksi:

• oppilas on nähnyt salaman iskevän pilvestä maahan tai toiseen pilveen
• oppilas on nähnyt, kun puuhun on iskenyt salama
• salama on iskenyt lähelle rakennusta, jossa oppilas on ollut ja sen seurauksena sähköt ovat katkenneet jne.

Ukkosta ei mennä suojaan puun alle. Aavalla alueella ei ole suositeltavaa olla ukkosen aikaan. Auto suojaa ukkoselta (Faradayn häkki). Sateenvarjon käyttöä kannattaa välttää (ukkosen johdatin). Vesillä ollessa kannattaa tulla rantaan mahdollisimman pian ja lähellä rantaa ei kannata jäädä oleskelemaan. Sisällä ollessa tulee välttää sähkölaitteiden, tulisijojen ja vesihanojen läheisyyttä ja käyttöä.

Katso myös Ilmatieteen laitoksen ohje ukkoselta suojautumiseksi:​

Video: © Ilmatieteen laitos.


Video - varatut ilmapallot
Videolla tuodaan esille varausten väliset veto- ja poistovoimat. Ilmapallon hankaaminen turkilla saa ilmapallon varautumaan negatiivisesti ja muovilla hankaaminen saa aikaan positiivisen varauksen. Videolla havaitaan, että pallot vetävät toisiaan puoleen. Kun roikkuvia ilmapalloja hangataan villasukalla, ne varautuvat samanmerkkisesti, jolloin ne hylkivät toisiaan.


Video - polarisaatio
Videolla havainnollistetaan sähköistä vetovoimaa ja polarisaatiota. Hangattu pallo vetää neutraaleja hiuksia puoleensa.

Kun sähköisesti varattu ilmapallo viedään kiinni valkokankaaseen (eriste), tarttuu se siihen kiinni. Valkokankaassa (eristeessä) olevat elektronit eivät pääse liikkumaan vapaasti. Eristeen atomit tai molekyylit asettuvat siten, että siihen syntyvät positiivisesti ja negatiivisesti varautuneet puolet


Video - sähköinen influenssi
Kun varattu eboniittisauva viedään elektroskoopin kannan lähelle, heilahtaa elektroskoopin osoitin. Elektroskoopin runko ja osoitin varautuvat samanmerkkisesti varausten jakaantumisen seurauksena ja alkavat siten hylkiä toisiaan. Tämä havaitaan osoittimen heilahduksena. Kun sauvalla kosketaan kantaan, siirtyvät varaukset kokonaisuudessaan elektroskooppiin, jolloin osoitin jää osoittamaan jotain lukemaa. Varaus purkautuu, kun kantaan kosketaan sormella.


Appletti - varausten vuorovaikutus
Appletin avulla voidaan osoitaa veto- ja poistovoimat sekä niiden suuruudet, kun hiukkasten varausta muutetaan. Sähköisen vuorovaikutuksen etäisyysriippuvuus tulee esille myös tehokkaasti.


Appletti - sähkövirta
Appletilla saadaan havainnollistettua sähkövirran kulkua johtimessa tasa- kuin vaihtovirran tapauksissa. Sähkövirran suunnaksi on sovittu suunta + navalta kohti - napaa. Sähkövirran havaittiin olevan elektronien liikettä. Samalla huomattiin, että sovittu suunta oli väärä suhteessa sovittuun sähkövirran suuntaan. Elektronit liikkuvat - navalta kohti + napaa. Sopimus sähkövirran suunnasta jäi kuitenkin voimaan. Puhutaan "sopimuksen varaisesta sähkövirran suunnasta".


Video - van de Graafin generaattori
Videolla havainnollistetaan sähkökentän kenttäviivojen suuntia.


Video - sähköinen influenssi
Videolla havainnollistetaan sähköistä influenssia eli varausten jakautumista johdemateriaalissa. Johteena toimii elektroskoopin metallinen kanta, runko ja osoitin. Kun varattu (videolla negatiivisesti) eboniittisauva tuodaan metallisen kannan läheisyyteen, sen metalliosien elektronit pyrkivät mahdollisimman kauaksi sauvasta. Varausten jakautumisen ansiosta elektroskoopin osoitin ja runko saa samanmerkkisen varauksen. Tämän seurauksena ne hylkivät toisiaan ja se havaitaan osoitimen heilahduksena.


Luvun tavoitteena on:
- sähkövaraus, positiivinen ja negatiivinen varaus
- polarisaatio
- sähköinen influenssi
- salaman synty, suojatuminen ukkoselta

Arvio luvun käsittelyyn kuluvasta ajasta: 3-4 oppituntia (45 min oppitunnit), 2-3 oppituntia (75 min oppitunnit)