De natuurkunde van 't vrije veld. Deel II

Geluid, warmte, elektriciteit

[p. 232]

Aardmagnetisme en luchtelektriciteit.¹⁾

192. Magnetisme van ijzer in het aardveld.

IJzeren voorwerpen worden zelf magnetisch in het aardveld; vooral als ze lange tijd in dezelfde stand blijven, kan dit geïnfluenceerde magnetisme sterk worden. We nemen een kompasje en gaan allerlei vast georiënteerde voorwerpen buiten onderzoeken. Het is niet voldoende waar te nemen dat ze enige invloed op de magneetnaald uitoefenen: dat doet gewoon niet-magnetisch ijzer ook! Nader echter tot het ijzeren voorwerp van de O.- of

Fig. 84. In het magnetisch veld der aarde worden ijzeren en stalen voorwerpen door influentie magnetisch.

W.-zijde, en zie nu hoe de kompasnaald afwijkt, dan kunt u het eigenlijke magnetisme beoordelen.

Horizontale ijzeren staven, zoals brugleuningen, die in het Noord-Zuid-vlak geplaatst zijn, vertonen zoals we verwachten een Z-pool aan het zuidelijke eind, een N-pool aan het noordelijke (fig. 84a).

Vertikale staven van profielijzer of bundels van dergelijke

1) Schonland, Atmospheric Electricity (London 1932).

[p. 233]

staven, telefoonpalen, palen voor elektrische geleidingen enz. hebben altijd een Noordpool beneden, een Zuidpool boven (die laatste echter dikwijls niet bereikbaar, fig. 84b). Dat klopt: het aardveld loopt schuin, en heeft niet alleen een horizontale, maar ook een sterke vertikale komponente, waardoor de onderkant der ijzeren voorwerpen N-pool moet worden. Een ijzeren hek, dat altijd in het meridiaanvlak ongeveer stond, had duidelijk zijn polen in N en Z, terwijl het bij de hoekpunten O weinig of niet magnetisch was (fig. 84c). Een enkele maal vindt men aan de bovenkant van een klein paaltje Zuid-magnetisme, beneden geen duidelijk magnetisme: blijkbaar zit er nog een groot stuk van het paaltje onder de grond, en is dit juist het uiteinde met Noord-magnetisme.

Daarentegen zijn de gietijzeren lantarenpalen en wegwijzers precies omgekeerd van polariteit!! Zonder uitzondering zijn ze boven Z, onder N (fig. 84d). En dit in alle steden waar ik het beproefd heb. Verklaring: gietijzer is veel minder week dan gesmeed of geplet ijzer, het behoudt het magnetisme dat het bij zijn vorming gekregen heeft. Bij het gieten hebben blijkbaar al die lantarenpalen onderste boven gestaan, hetgeen ook inderdaad technisch het eenvoudigste is; aan hun magnetisme is sedertdien niets meer veranderd.

193. Scheepsmagnetisme.

Zeer bijzondere storingen ondergaat het kompas op een ijzeren schip. Om daar een denkbeeld van te krijgen moeten we trachten de toelating te bekomen tot waarnemen aan boord, of gebruik maken van de gelegenheid als we eens een reisje per stoomschip maken. Reeds op een gewone ijzeren lichter kunnen de voornaamste verschijnselen waargenomen worden.

Vóór we aan boord gaan, op een afstand van tenminste 3 of 4 maal de lengte van het schip, en ver van ijzeren hekken enz., bepalen we de richting van een duidelijk zichtbare verre toren of van de zon (een lucifer vertikaal houden, dat zijn schaduw op het middelpunt van het kompas valt). Gaan we nu aan boord, dan bemerken we dat de magneetnaald geheel en al mis wijst; we houden hierbij het kompas b.v. een 50-tal cm boven het dek. Al naar gelang van de plaats waar we de proef nemen is de afwijking een andere, dikwijls bedraagt ze 90^o en meer! Binnen in het schip wijst het kompas evenzeer fout. Deze afwijkingen zijn te wijten aan remanent magnetisme van de ijzeren delen

[p. 234]

van het schip, en aan de influentie die zij in het aardveld ondergaan.

Een tweede merkwaardig verschijnsel is de vermindering der intensiteit van het aardmagnetisme binnen

Fig. 85. Vergelijking van de aanwijzing ener magneetnaald met de richting der zonnestralen.

in het schip. Dit onderzoeken we door de snelheid der schommelingen van de magneetnaald te bepalen. Vóór we aan boord gingen, hebben we aan de naald een niet te kleine uitwijking gegeven door even een sleutel in de buurt te houden, en we hebben op de sekundewijzer van ons horloge gekeken hoe lang 10 volle slingeringen duren. In het schip herhalen we deze waarneming (doe deze proef niet vlak bij een mast noch bij de machine), en vinden dat de schommelingen daar langzamer geschieden. Aangezien de magnetische kracht omgekeerd evenredig is met het vierkant van de slingertijd, bewijst dit dat het magnetisme in het schip geringer is: de ijzeren omhulling speelt de rol van een ‘pantser’ dat een groot gedeelte van de krachtlijnen opneemt. Dikwijls vinden we, dat de slingertijd in het schip wel 1,5 of 2 maal groter geworden is, de veldsterkte dus 2 tot 4 maal kleiner.

Het is belangwekkend, de aanwijzing van het kompas waar te nemen als het schip omzwaait of een grote bocht maakt. Leg het kompas op een tafeltje en houd een speld of lucifer vertikaal, zo dat hij schaduw werpt nauwkeurig op het middelpunt van het kompas (fig. 85). Zorg nu, als het schip draait, dat het kompas daar tegen in gedraaid wordt, zodat de schaduw altijd bij dezelfde schaalverdeling van de windroos valt: u ziet dan hoe de naald van stand verandert, en kunt de fout als functie van de oriëntatie optekenen. Door een dergelijke proef is het, dat de invloed van het aardveld op het scheepsmagnetisme wordt onderzocht, en dat men nagaat of de fouten van het kompas voldoende met hulpmagneten en ijzeren staven gecompenseerd zijn.

194. Het normale elektrische aardveld (fig. 86).

Ga op een mooie dag naar een open plein, ver van bomen en huizen; het best is een grasveld met kort gras. Stel op de grond een gewone goudbladelektroskoop, van het soort dat in de meeste scholen als demonstratietoestel gebruikt wordt. De omhulling

[p. 235]

van het instrument is nu vanzelf geleidend met de Aarde verbonden; aan de knop bevestigen we een lange geïsoleerde koperdraad, waarvan we het uiteinde enkele meters hoog gaan heffen, met de bedoeling te

Fig. 86. Meting van het spanningsverval in de dampkring.

onderzoeken of er een spanningsverschil bestaat tussen de aarde en een punt op die hoogte in de dampkring. Natuurlijk moet ervoor gezorgd worden, dat het uiteinde van de draad dezelfde spanning als de omgevende lucht aanneemt. Dit gelukt, door een staaf eboniet of zegellak aan een wandelstok te binden, en daarop een plankje te bevestigen met een brandend kaarsje; de draad van de elektroskoop moet door de vlam gaan; om het kaarsje tegen de wind te beschermen, wordt er een cylinder metaalgaas omheen bevestigd. De kaarsvlam werkt hier als ‘collector’, doordat ze de luchtgassen ioniseert en geleidend maakt.¹⁾ Liefst moet de ebonietstaaf wel 50 cm lang zijn, anders wordt de potentiaal op de plaats van de vlam merkbaar gewijzigd door de nabijheid van de min of meer geleidende stok en van den waarnemer.

1) Men krijgt een minder goed resultaat met dikke katoendraad, gedrenkt in een oplossing salpeter (KNO₃) van zodanige concentratie, dat hij met een snelheid van 1 tot 2 cm per seconde afbrandt; zulk een pit smeult langzaam en gaat niet door de wind uit (Phys. Zs. 14, 41, 1913). Of men bevestigt op de ebonietstaaf een blikje met water, voorzien van een klein gaatje waar het water langzaam uit druppelt (druppel-elektrode).

[p. 236]

Zodra we de kaarsvlam met de draad hoog in de lucht heffen, slaan de blaadjes van de elektroskoop duidelijk uit; ze vallen weer dicht als men de vlam laat zakken. Het teken der elektroskooplading is gemakkelijk te bepalen, door een staafje zegellak tegen uw mouw te wrijven, en dit voorzichtig dichter bij de elektroskoop te brengen; vallen de blaadjes neer, dan was hun lading eerst positief. U zult vinden dat de Aarde negatief geladen is ten opzichte van de hogere luchtlagen.

Vergelijk de uitslag van de elektroskoop met die welke we verkrijgen door verbinding aan de polen van het stadsnet (220 volt gelijkstroom¹⁾; het blijkt dat het spanningsverval in de dampkring sterk veranderlijk is van dag tot dag, maar bij goed weer 's zomers gemiddeld 60 volt per meter, 's winters 500 volt per meter bedraagt: een bedrag dat u stellig verrassen zal!

Zodra neerslag gevormd wordt, verandert het normale spanningsverval. Het kan 1000 volt per meter en meer worden, als een regenwolk nadert; het verandert sprongsgewijs van teken bij buien, en nog meer bij onweders.

1) In steden met wisselstroomnet is deze ijking niet mogelijk.

195. Het ontstaan van onweer en bliksem.²⁾

Het elektrische veld,

Fig. 87. Het ontstaan van een warmte-onweder.

dat in de dampkring der Aarde bij mooi weer heerst, kan door snelle opstijgende luchtstromen en neerslag ontzaglijk versterkt worden, tot tenslotte een echte ontlading tot stand komt: onweer en bliksem (fig. 87). We onderscheiden in hoofdzaak twee soorten onweders.

1. Warmte-onweders. Hiertoe behoort het grootste aantal onzer onweders. Zij ontstaan meest bij dag, maar ook 's avonds en 's nachts, des te

2) A. von Hippel, Naturwiss. 22, 701, 1934. - Hoofdcommissie voor de Normalisatie, Ontwerp- voorschrift voor aanleg van bliksemafleider-installaties V 1014 (met uitvoerige inleiding van E. van Everdingen). - H. Schwenkhagen, Schriften naturf. Ges. Dantzig, 20, 95, 1937. Nieuwste onderzoekingen in Proc. R. Soc. 1934-1938.

[p. 237]

veelvuldiger naarmate men zich van de kust verwijdert. Het weerkaartje vertoont zeer vlakke gebieden van lage druk of ‘zadelgebieden’; dikwijls vertonen op het weerkaartje de isobaren van 1000 en 1050 millibaar S-vormige bochten, zogenaamde ‘onweerszakken’; de barometerdruk is dus niet buitengewoon laag, zoals vele mensen denken. De wind is zwak. Enkele dagen van grote hitte zijn voorafgegaan, en nu is de Aarde zo sterk verhit, dat de toestand van de lucht labiel wordt en dat ze ineens snel begint op te stijgen; daarbij wordt ze kouder, de waterdamp condenseert, en daar vormen zich cumulonimbuswolken, bekroond door een scherm van ijssluiers: de onweerscirri. Het onweert dan dikwijls over een groot oppervlak tegelijk en men ziet het in alle richtingen bliksemen; deze onweders verplaatsen zich weinig, kunnen soms uren aanhouden en zware regenval veroorzaken, maar ze worden niet gevolgd door weeromslag.

2. Wervelonweders of frontonweders. Deze zijn zeldzamer, zij ontstaan in alle jaargetijden, dikwijls 's nachts, en vooral in de nabijheid van de zeekust. Hun oorzaak is te zoeken in het vooruitschieten van koude zeelucht ('s zomers) of van koude poollucht, die als een wig onder gebieden van warme lucht dringt en die opheft (fig. 53, § 125); daarbij ontstaat afkoeling en neerslag, evenals bij de warmte-onweders. Wervelonweders trekken in breed front vooruit met een snelheid van 30 tot 70 km/uur; van enige invloed van bomen of rivieren op de voortplanting van het onweersfront is zeer weinig te bespeuren - wat de volksmond hierover ook moge beweren! Het aantal ontladingen op één bepaald punt is meest gering, maar dikwijls zijn de bliksemslagen heftiger dan bij warmte-onweders.

Tot deze afdeling behoren de buien, waarvan de doorgang een werkelijk groots en prachtig natuurverschijnsel oplevert. Voorafgegaan door een cirrusscherm komt een machtige donkere boog aanrukken. De wind waait naar de bui toe. Op het ogenblik dat de wolkenboog over ons heen trekt, voelen we een plotselinge windstoot, gepaard met regen, sneeuw, hagel en dikwijls met onweerontladingen. De barometer schommelt plotseling: een daling, gevolgd door een stijging. De wind is omgeslagen en waait van de achterzijde van de bui; tevens is de temperatuur plotseling sterk gedaald: we bevinden ons nu in de wig van koude lucht die vooruitglijdt, en die haar koude temperatuur bewaart door de sterk afgekoelde neerslagen. Snel klaart de hemel op.

[p. 238]

Het snelle opstijgen van de lucht kan nu op verschillende wijzen aanleiding geven tot versterking van het elektrische veld. De twee belangrijkste dezer verschijnselen zijn de volgende (fig. 88).

a. Wanneer een plotselinge windstoot in enkele honderdsten van een sekunde een regendruppel uit elkaar blaast, vormen

Fig. 88. De versterking van het potentiaalverval in de dampkring bij onweders. a. tengevolge der waterval-elektriciteit; b. tengevolge der influentie.

zich talloze zeer kleine druppeltjes, die negatief geladen zijn; en een kleiner aantal grotere druppeltjes, positief geladen. De grotere druppeltjes vallen, en de fijnere worden door de luchtstroom zwevende gehouden of stijgen mee (Lenard's watervalelektriciteit; fig. 88a).

b. In het normale lucht-elektrische veld wordt een regendruppel door influentie geladen: onder positief, boven negatief. Als zulk een druppel door de lucht valt, ontmoet hij positief geladen deeltjes en negatief geladen deeltjes: zogenaamde ionen. De negatieve ionen zijn het bewegelijkst, komen op hem af en worden gevangen; de positieve ionen worden eerst afgestoten en kunnen daarna niet intijds de druppel vervoegen (fig. 88b). Zo slepen vallende regendruppels voornamelijk negatieve ladingen met zich mee (theorie van Wilson). Naarmate het ene of het andere effekt overheerst, ziet men dat het spanningsverval van boven naar beneden of van beneden naar boven gericht kan zijn.

De waarnemingen hebben geleerd, dat in grote trekken de wolken van een warmte-onweder aan de bovenkant positief

[p. 239]

geladen zijn, aan de onderkant negatief (proces b); maar dat er bijna altijd ook een geïsoleerd gebied van positieve lading voorkomt, helemaal onderaan, daar waar de lucht het snelst opstijgt en de regen valt (proces a).

Tenslotte verschijnt de bliksem. De vroegere opvatting was, dat er zulk een grote spanning ontstond tussen een wolk en de Aarde, dat op een gegeven ogenblik de doorslagspanning der lucht overschreden werd, en de bliksem als een reusachtige vonk de ladingen overbracht en de spanningen vereffende. Intussen zijn we door tal van onderzoekingen heel wat meer van de bliksem te weten gekomen, en hebben met uiterst vernuftige toestellen zijn ontwikkeling om zo te zeggen op den voet kunnen volgen; we weten nu, dat dit natuurverschijnsel geheel anders verloopt dan men oorspronkelijk dacht (fig. 89).

Zelfs vlak voor de ontlading is het veld tussen Aarde en wolk nog vele malen zwakker dan wat voor een echte vonk nodig zou zijn. Het sterke veld ontstaat ergens in de wolk door ruimteladingen, maar strekt zich slechts over een beperkt gebied uit. De negatieve ionen, die het bewegelijkst zijn, krijgen in het sterke veld een zo grote snelheid, dat ze bij botsing tegen de luchtmolekulen deze ioniseren, d.w.z. op hun beurt in ionen verdelen; van die nieuw gevormde ionen voegen zich de negatieve bij de ionen die wij al hadden, en zo ontstaat - volgens het sneeuwbal-systeem - een echte ‘lawine’ van negatieve ionen! De positieve ionen echter blijven achter, het veld vervormt zich: de grootste veldsterkte vindt men niet meer tussen A en B, maar tussen C en D (fig. 89b). De ontlading dringt dus dieper en dieper; het sterke veld verschuift mee, maar het is steeds beperkt tot een zeer klein volume, n.l. juist tot die plaatsen waar de ontlading groeiende is. De ontladingsbaan bereikt punten die oorspronkelijk veldvrij waren, eindelijk - min of meer bij toeval - raakt ze de Aarde. Deze hele ontwikkeling heeft zich in rukjes voltrokken, met een gemiddelde snelheid van de orde 500 km/sec, in elk geval dus in een zeer klein breukdeel van een sekunde. Tevens zijn er in alle richtingen zijdelingse vertakkingen gevormd. We noemen deze ontlading: de vóórslag.

Nauwelijks is de Aarde bereikt, of een nieuw verschijnsel ontstaat: de hoofdslag, die bestaat in een snel vereffenen der spanningen langs het reeds gevormde kanaal, waarin de lucht goed geleidend is geworden door de ontlading. Met een snelheid van 150000 km/sec. (de helft van de lichtsnelheid!) loopt de ontlading van de Aarde naar de wolk terug.

[p. 240]

Hiermede is een gedeeltelijke ontlading afgelopen. De gehele bliksem bestaat uit verscheiden van die gedeeltelijke ontladingen, ieder dus uiterst kort, maar met tussenruimten van 0,01 sec.

Fig. 89. Het ontstaan van de bliksem. a, b, c: het begin van de vóórslag; d: overzicht der ontladingen waaruit één bliksem bestaat.

tot 0,1 sec., en die zich samen over wel enkele tiendedelen ener sekunde kunnen uitstrekken (fig. 89d).

Zij ontstaan door de achtereenvolgende ontlading van de onderscheidene ladingscentra der wolk, die een voor een verbinding zoeken met het reeds gevormde kanaal. Van de tweede gedeeltelijke ontlading af bemerkt men dat de vóórslag niet meer in rukjes vooruitschiet, maar ineens (snelheid nu 5000 km/sec),

[p. t.o. 240]

PLAAT XIV.
Stereoskopische foto van de bliksem.
Achter in dit boek bevindt zich een tweede afdruk van deze plaat, geschikt om in de stereoskoop bekeken te worden.
Naar B. Walter, Physik. Zs. 13, 1096, 1912.

[p. 241]

terwijl de zijtakken verdwijnen: de geleidende baan wordt nu verder onveranderlijk gevolgd.

Het netto-resultaat van de bliksemontlading is, dat negatieve lading naar de Aarde wordt gevoerd. Vermoedelijk is het door het grote aantal onweders die zich voortdurend over de aardbol ontladen, dat de negatieve lading der Aarde tegenover de dampkring in stand gehouden wordt, en dat ook het normale veld bij mooi weer verklaard moet worden.

196. De bliksem.¹⁾

Bepaal de lengte van een ver verwijderde bliksem uit de hoek α (in radialen) waaronder u hem ziet; de tijdsafstand tussen bliksem en donder geeft u zijn afstand A (§ 106, 200, 218). De lengte van de bliksem is dus αA.

Men vindt op die wijze dat de bliksem meestal 1 tot 3 km lang is, maar soms 10 en zelfs 50 km bereikt. Uit foto's en uit het onderzoek van blikseminslag besluit men, dat het bliksemkanaal 40 tot 50 cm middellijn heeft; maar het grootste deel van de ontlading schijnt door een buis van slechts enkele cm middellijn te stromen. De stroomsterkte bedraagt tot 30000, in zeldzame gevallen tot 200000 Ampère (vgl. § 211). Om het vermogen van deze ontzagwekkende elektriciteitsbron behoorlijk te waarderen, moet men bedenken dat er bij sommige onweders duizenden bliksems gevormd worden, en dat er over de gehele wereld gemiddeld honderd per sekunde ontstaan.

Het schijnt moeilijk, de vorm van de bliksem goed waar te nemen; althans is de overgeleverde zigzagvorm, die de schilders hem vroeger en nu nog geven, geheel bezijden de waarheid. De ware vorm is slechts duidelijk geworden sedert men foto's van de bliksem is gaan maken (plaat XIV). Ik verbeeld me, dat ik duidelijk de algemene slingerende en grillige vorm van de bliksem met zijn vertakkingen kan waarnemen; maar dit zal wel zijn doordat ik de foto's gezien heb.

De kleur van de bliksem is in de nacht gemakkelijker na te gaan dan overdag, hetzij dat men naar de bliksem zelf kijkt, of naar een blad papier dat door hem verlicht wordt. Het aantal

1) Een aantal verhandelingen van E. Mathias in C.R. 179 en volgende tot 195, 1932. - Arago, Oeuvres, deel 4, en Flammarion, Caprices de la Foudre bevatten een groot aantal feiten, maar moeten zeer kritisch gelezen worden. Hun theorieën zijn natuurlijk hopeloos verouderd.

[p. 242]

witte, rode en blauwe bliksems schijnt ongeveer even groot te zijn, de violette en gele zijn half zo talrijk, de oranje en groene een vierde maal zo talrijk; anderen vinden 2 maal zoveel rode als blauwe. Men heeft wel beweerd, dat rode bliksems gewoonlijk gevolgd worden door rollende donder, blauwe door kraken, witte door knallen, terwijl de groene met een bijzonder sterk gedonder zouden samengaan; blauwe bliksems zouden gepaard gaan met hagel (?).

Vermoedelijk ontstaat de rode bliksem als er regen in de lucht is, en de door de ontlading vrijgemaakte waterstof de bliksem kleurt met licht van de rode waterstoflijn Hα; bij afwezigheid van regen ziet men alleen de uitstraling van zuurstof en stikstof en lijkt de bliksem wit. Zo zou men ook kunnen begrijpen dat de witte bliksems gemiddeld meer tot brand aanleiding geven dan de rode: de voorwerpen zijn niet nat, dus brandbaarder, daarenboven wordt de bliksem minder goed afgeleid.

Het ‘nalichten’ van de lucht na de bliksem, dat men soms kan waarnemen, is niet te wijten aan fosforescentie, maar aan de na-ontladingen door dezelfde bliksembaan.

Als de bliksem vlak bij ons inslaat, hoort men soms een scherpe knal, soms een scheurend geluid of gesis, dat tegelijk met de lichtflits wordt waargenomen, dus een breukdeel van een sekunde vóór de donder.¹⁾ Dit schijnt vooral opgemerkt te zijn door personen die zich dichtbij een geaarde geleider bevonden.

Men beweert, dat bij zware onweders de dieren al de sterke ontladingen ‘voelen aankomen’: de hond blaft een breukdeel van een sekunde vóór de bliksemflits, kippen geven alarm. Vroeger verklaarde men de gedragingen dezer dieren door te zeggen, dat ze op een of andere manier de sterke velden merken die aan de bliksem voorafgaan. Nu we echter weten dat deze velden er helemaal niet zijn, tot op het ogenblik dat de ontlading de Aarde bereikt en de hoofdslag doorgaat, is er alle reden om deze oude waarnemingen kritisch te onderzoeken en aan nieuwe ervaring te toetsen.

De geur van de bliksem, die men na onweders duidelijk merken kan, is dikwijls beschreven als een ‘zwavellucht’, maar heeft daar natuurlijk niets gemeens mee: hij is waarschijnlijk toe te schrijven aan het mengsel van stikstofoxyden dat bij de ontladingen ontstaat.

Donder: zie § 40.

1) Nat. 115, 801 en 912; 116, 98 en 499, 1925.

[p. 243]

197. De duur van de bliksem.

Hoe lang duurt de bliksemontlading? We krijgen er een denkbeeld van, door in de nacht bewegende voorwerpen te bekijken die door de bliksem verlicht worden: een rijdende trein, boomtakken door de wind bewogen. Het blijkt nu dat dikwijls deze voorwerpen scherp worden gezien, als stonden ze volkomen stil; maar dat het toch soms voorkomt dat zij in beweging worden waargenomen.¹⁾ Dikwijls heeft de bliksem iets flikkerends, dat op achtereenvolgende ontladingen wijst. Dit onderzoek kan nu veel nauwkeuriger worden uitgevoerd met de draaiende schijf.

We nemen een schijf van zwart karton, 10 cm in diameter, en trekken daarop met krijt één duidelijke straal (ca. 4 mm dik). Nu moet deze schijf draaien met een snelheid van bijvoorbeeld 50 omwentelingen per sekunde, wat men bereikt door ze op de as te monteren van een elektrische ventilator. Is men tevreden met een kleinere snelheid, dan prikt men er eenvoudig een spijker door, en doet de schijf als een tol met de hand draaien.

Wacht tot er eens een nachtelijk onweer komt en onze schijf af en toe door de bliksems verlicht wordt. We draaien het licht uit en brengen ze aan het draaien. Bij één goed afzonderlijke bliksem zien we het volgende.

1.	Soms een volmaakt scherp beeld van de lichtlijn; de duur van de bliksem is dan kleiner dan 0,0002 sec ongeveer (waarom?).
2.	Vaker zien we twee of drie afzonderlijke beelden van de witte lijn, die het oog tegelijk waarneemt tengevolge van het voortduren der lichtindrukken (I, § 80); dit is een bewijs dat de bliksem in 't algemeen uit achtereenvolgende gedeeltelijke ontladingen bestaat; de afstand der beelden kan zeer verschillend zijn.
3.	Soms vloeit de witte lijn alleen aan de randen een weinig uit, wat zou wijzen op het nalichten van een enkelvoudige ontlading, bijvoorbeeld gedurende 1/1000 sec.
4.	In zeldzame gevallen licht de gehele schijf of een deel daarvan gelijkmatig grauw op.

Deze resultaten zijn in hoofdzaak bevestigd door de moderne onderzoekingen langs fotografische weg (§ 198).

1) C.R. 109, 12, 1889.

[p. 244]

198. Bliksemfoto's. (Plaat XIV, XV).¹⁾

Hoe fotografeer ik een zo onverwacht en vluchtig verschijnsel? - Dat gaat vanzelf, als u een nachtelijk onweer kunt waarnemen. U stelt de camera in op zeer verre afstand (‘op oneindig’), richt op de onweerswolk, zet de sluiter open, en wacht eenvoudig tot er een mooie bliksem in die richting verschenen is. Maak nu de sluiter dicht en ontwikkel. De resultaten zijn in 't algemeen verrassend fraai, en het is zo eenvoudig!

Op dergelijke fot's is vooreerst de algemene vorm van de bliksem te bestuderen, die aan een rivier met haar bijrivieren en beken herinnert. Het schijnt wel, dat de bliksems die van een negatief geladen wolk naar de aarde slaan, minder zijontladingen vertonen dan de bliksems die uit een positieve wolk komen. De lengte van de bliksem is te bepalen door uitmeten van het beeld, en te bedenken hoeveel maal het verkleind is: die faktor is de afstand van camera tot bliksem (bepaald uit de tijdsruimte tussen bliksem en donder), gedeeld door de afstand lens-film (= de brandpuntsafstand der camera). Voorbeeld:

Dikwijls komt het voor dat men opnamen krijgt waarop de bliksem door de wind zijdelings verplaatst is tijdens de ontlading, zodat ze enigszins op een breed lint gelijken; daaraan kan men soms waarnemen, dat de ontlading niet ineens, maar in verschillende achtereenvolgende stoten gebeurd is. Hebben we de afstand van de bliksem bepaald uit de tussenruimte bliksem - donder, dan is uit de opname ook te berekenen over welke afstand de wind de bliksem heeft verplaatst tijdens de opname: men vindt soms afstanden tot een meter of tien.

Wanneer dergelijke bandbliksems echt zijn, dus niet ontstaan door een toevallige beweging van de camera, wijzen zij op een uitzonderlijk lange duur van de ontlading of althans op een groep ontladingen.

Het ligt nu voor de hand, dat we een dergelijke ontleding van het bliksemverschijnsel nog veel beter kunnen verkrijgen, door de camera een langzame draaiende beweging te geven.¹⁾ Druk de camera met de twee handen tegen u aan, en draai u zeer langzaam, ongeveer over ¼ slag in 5 sekunden, terwijl u

1) Br. Walter, Phys. Zs. 30, 261, 1929; 35, 88, 1934; Ann. d. Phys. 10, 393, 1902; Met. Zs. 51, 139, 1934.

1) Br. Walter, Phys. Zs. 30, 261, 1929; 35, 88, 1934; Ann. d. Phys. 10, 393, 1902; Met. Zs. 51, 139, 1934.

[p. 245]

tevens een haartje in vertikale richting kantelt. De bliksemopname zal nu verschillende, bijna evenwijdige ontladingsbanen vertonen, die dus eigenlijk op dezelfde plaats maar na elkaar zijn gevormd (Plaat XVb). Met het vergrootglas ziet u, hoe verscheiden dezer gedeeltelijke ontladingen fijne zijtakken vertonen. De verschillende gedeeltelijke ontladingen hebben niet altijd nauwkeurig dezelfde weg gevolgd, soms is er een plotseling van richting veranderd, gebruik makend van een reeds gevormde zijtak. Stel dat de verschillende ontladingen ongeveer 2 mm van elkaar verwijderd zijn; we schatten, dat we aan de camera één omwenteling in de 18 sekunden hebben gegeven, en de brandpuntsafstand is 12 cm; dan is het tijdsinterval tussen de ontladingen:



sec ongeveer. Deze tussenruimten blijken nooit meer dan 0,2 sec te bedragen, de totale tijdsduur kan 1 sec bereiken.

Onmiddellijk na een sterke ontlading kan er soms een tweede ontlading van een ander punt der wolk uitgaan, en gebruik maken van een deel der reeds gevormde bliksembaan. - Een andere maal weer vindt men verschil tussen een bliksem die inslaat op goed geleidend water en op slecht geleidende grond: in het tweede geval verschijnt een soort na-ontlading. - Meer dan eens vindt men, dat de eigenlijke ontladingen gevolgd werden door een continu nastromen der elektriciteit langs de bliksembaan, hetgeen op onze opnamen als gelijkmatige verlichting te voorschijn komt (Plaat XVb).¹⁾ Het is geen fosforescentie: het licht is niet in elk punt evenredig met de sterkte van de bliksem. het variëert grillig in de loop van het nastromen. Soms is er eerst een pause van b.v. 0,01 sec tussen ontlading en nastromen. - Andere bliksemopnamen vertonen weer een merkwaardige dwarse streping.²⁾

Zo is er met eenvoudige middelen een schat van gegevens te verkrijgen, en zo kan men het bliksemverschijnsel met fijn onderscheidingsvermogen in zijn ontwikkeling volgen. De aldus verkregen uitkomsten zijn in de allerlaatste tijd aangevuld door buitengewoon belangwekkende onderzoekingen met speciale camera's, voorzien van sneldraaiende lenzen of van bewegende film. Het is daarbij gebleken, dat elke gedeeltelijke ontlading uit een vóórslag en een hoofdslag bestaat, die met grote snelheid

1) Ann. d. Phys. 18, 863, 1905. Vgl. ook § 197.

2) Ann. d. Phys. 19, 1032, 1906.

[p. 246]

eerst naar de Aarde en dan terug naar de wolk lopen, op de reeds hoger geschetste wijze (§ 195).

Een andere mogelijkheid, die weer wel binnen ons bereik ligt, is het verkrijgen van stereoskopische opnamen, door twee (stilstaande) camera's gelijktijdig te gebruiken. Men krijgt aldus twee foto's van uit een ietwat verschillend standpunt, die stereoskopisch gecombineerd kunnen worden, en dan de ligging van de bliksembaan met al zijn krommingen in de ruimte vertonen¹⁾ (Plaat XIV).

Bij het opnemen van bliksemfoto's dient men verdacht te zijn op enkele fotografische effekten, die den onervarene wel eens in de war hebben gebracht! Soms is per ongeluk een melkglaslamp op de plaat gekomen en voor een bolbliksem gehouden. Een wisselstroomlamp in de verte gaf met een bewegende camera een stippellijn en werd een ‘parelsnoerbliksem’. - Andere malen vond men zwarte bliksems op de plaat!! Dit merkwaardige effekt ontstaat, als de plaat door de belichting van de wolken bijvoorbeeld eerst een algemene vóórbelichting heeft gekregen; het beeld van de eigenlijke bliksembaan, daarop gesuperponeerd, wordt dan fotografisch omgekeerd.²⁾

Men heeft wel eens beproefd of de bliksem ook Röntgenstralen bevat, - een onderstelling die zeker niet onmogelijk lijkt -³⁾. Een fotografische plaat werd in zwart papier gewikkeld, en aan 300 bliksems blootgesteld. Na ontwikkeling was de plaat nog geheel helder. Die proef, welke we gemakkelijk kunnen herhalen, viel dus negatief uit.

1) Br. Walter, Phys. Zs. 13, 1082, 1912.

2) Wood, Science, 10, 717, 1899. De omkering ontstaat slechts, als de bliksembelichting korter dan 1/50000 sec. duurt.

3) Naturwiss. Rundschau, 1892.

199. Het luchtelektrische veld gedurende een onweer.

De volgende proef heb ik niet zelf genomen, ze lijkt echter veelbelovend.

Neem een vrij groot vat, met een kraan waaruit het water in een mooi fijn straaltje loopt; het kan bijvoorbeeld ook een emmer met een hevel zijn (fig. 90). - Dit straaltje is bovenaan een samenhangend watercylindertje, lager lost het zich op in druppels, die zo snel voorbijschieten dat men ze niet goed afzon-

[p. 247]

derlijk ziet, maar die toch de straal ondoorzichtig maken en doen glinsteren. De emmer rust op drie isolerende blokjes paraffine.

Stel dit toestel ergens buiten als een onweer nadert, liefst ver van huizen en bomen, en merk op wààr precies de straal zich in druppels begint te verdelen.

Fig. 90. Invloed van de onweerselektriciteit op een uitstromende waterstraal.

Het schijnt nu, dat bij het voorbijgaan van het onweer de straal over een veel groter lengte gaat samenhangen dan anders.¹⁾ Inderdaad is een dergelijke vloeistofstraal een zeer gevoelig reagens op elektrische velden, het is welbekend dat hij ineenvloeit zodra men een gewreven lakstang in de buurt houdt.

Anderen hebben weer waargenomen dat de waterstraal zich net vóór de bliksem in fijne druppeltjes verdeelt, terwijl hij onmiddellijk na de ontlading weer samenhangend wordt.²⁾ Dit lijkt moeilijker te begrijpen, vooral omdat we weten, dat de bliksem niet door een bijzonder veld voorafgegaan wordt.

Deze proef is ongevaarlijk. Daarentegen is Franklin's beroemd vliegerexperiment levensgevaarlijk en kan alleen door deskundigen herhaald worden!²⁾

1) Mc. Adie, Nat. 40, 223, 1889.

2) Americ. Met. Journ. 8, 97, 1891.

2) Americ. Met. Journ. 8, 97, 1891.

200. Tijdsafstand tussen bliksem en donder. De banen der onweershaarden.³⁾

Het is welbekend dat men de afstand van een bliksemontlading bepalen kan uit het tijdsverschil ‘tussen licht en slag’; 1 sekunde komt overeen met 340 meter.

Ieder natuuronderzoeker moet sekunden kunnen tellen zonder uurwerk; men oefent zich door tot 60 te tellen en daarna op 't horloge te kijken, of er inderdaad een minuut verlopen is. Zakhorloges hebben een sekundewijzer, maar tikken vijfde

3) A.J. Aalders, Hemel en Dampkring, 14, 1916 en 15, 17, 1917.

[p. 248]

delen van een sekunde; het meetellen op 't gehoor vergt enige oefening. De goedkope wekkers tikken 200 maal per minuut: dit is juist erg praktisch voor het bepalen van de afstand van een onweer: want in een minuut legt het geluid 340 × 60 = 20400 m af, dus vrijwel 100 meter per tik van de wekker.

Gedurende een tropisch onweer zag een waarnemer¹⁾ een

Fig. 91. De weg van een voorbijtrekkend onweer, bepaald uit het tijdsverschil tussen licht en slag.

felle bliksem vlak boven zijn hoofd, en hoorde de donder slechts 18 sec. later: deze bliksem was dus 6000 m hoog!

Van de meting der tijdsverschillen tussen licht en slag kan men gebruik maken om de weg van een onweer te volgen. Met een kompas wordt de richting bepaald waarin men de bliksem ziet, het tijdsverschil geeft de afstand. We doen dit voor de achtereenvolgende bliksems, zo dikwijls mogelijk, en tekenen nu op schaal de punten waar de onweerswolk zich achtereenvolgens bevond; zij vormen samen de haardlijn (fig. 91). - Een andere manier is, een plankje dat om een spijker draait als vizier gebruiken om de richting van de bliksem te bepalen; men trekt telkens een rechte lijn langs het plankje, op een blad zuiver georiënteerd papier, en kan bij elke richtlijn de bepaalde afstand schrijven.

Wat de waarnemingen bemoeilijkt is, dat er meestal verscheiden

1) Zs. f. Met. 5, 276, 1870.

[p. t.o. 248]

PLAAT XV.
Opnamen van de bliksem.
Boven: op stilstaande camera.
Beneden: op bewegende camera; tussen de eerste bliksem (rechts) en de laatste (links) verliep ongeveer 0,5 sekunde.
Beide opnamen zijn tegelijk gemaakt.

[p. 249]

onweershaarden tegelijk in min of meer evenwijdige richtingen over het land trekken. Het is dus zaak, te trachten altijd dezelfde onweerswolk in het oog te houden, en de op zichzelf prachtige methode niet blindelings, maar met enig verstand toe te passen! Sommigen beweren dat de haarden slechts een paar honderd meter groot zijn en dat men zuivere lijnen vindt als men ze maar nauwkeurig volgt. Met oefening kan men zover komen, dat men de verschillende haardlijnen gelijktijdig opneemt, en dan ook haardassen of onweersfronten kan tekenen: het zijn lijnen die voor één gegeven ogenblik alle ontladingspunten verbinden; men vindt ze uit de tijden die we overal hadden bijgeschreven (fig. 91). Er zijn aanwijzingen voor, dat de snelheid der fronten wel eens veel kleiner kon zijn dan die van de bui als geheel.

Afstand van grootste hoorbaarheid van de donder: zie § 14.

201. Invloed van de bliksem op de regen?

Dit is een oud verhaal dat telkens weer terugkeert, en waarvan de juistheid nog niet uitgemaakt is. Als men bij een onweersbui het geruis van de regen nu en dan plotseling hoort versterken, ligt het voor de hand die versterkingen in verbinding te brengen met bliksemontladingen. Bedenk echter wel, dat de regen een hele tijd nodig heeft om van de wolk naar beneden te komen. Het lijkt dus niet onmogelijk, als een waarnemer beweert dat hij telkens 1¾ minuut na de bliksem zulk een toeneming van de regen hoorde;¹⁾ die tussenruimte zou overeenkomen met een valhoogte van de orde 8 m × 105 = 840 m. Dit klopte met de tijdsafstand bliksem - donder (2 tot 3 sec.); aannemend dat de bliksem hoog aan de hemel van de ene wolk naar de andere overging, is dit een niet te slechte maat voor de hoogte van de onweerswolk, en men kan dus zeggen dat de overeenstemming goed is.

Nieuwe waarnemingen zijn nodig! Vgl. ook I, § 126.

1) Wetter, 26, 43, 1909.

202. Bliksem en donderslag bij heldere lucht.

1.

Iedereen kent de stille ontladingen op een warme zomeravond, ware oppervlakte-bliksems (§ 203), die soms geruime tijd lang telkens en telkens weer opflikkeren, een aanzienlijk deel van de hemel tegelijk verlichtend, terwijl geen geluid gehoord wordt. ‘'t Is de luwte die speelt’, zegt men in Vlaanderen. Dit

[p. 250]

	verschijnsel heeft geen invloed op de verdere ontwikkeling van het weer.
2.	In andere gevallen ziet men de lucht af en toe verlicht door bliksems van een ver verwijderd en soms onhoorbaar onweer; het licht van de bliksem is veel verder zichtbaar dan het geluid te horen is.
3.	Soms was de lucht niet werkelijk ‘helder’: de onweerswolken waren er, echter niet boven ons hoofd, maar lager aan de hemel. Het komt vrij dikwijls voor dat de bliksem schuin verloopt, b.v. 45^o met het waterpasvlak helt, zodat de plaats waar hij inslaat verscheiden km verwijderd kan zijn van de wolk; in een bepaald geval was het zelfs 4,5 km.
4.	Oudere waarnemers verhalen van donder zonder bliksem, van donder bij heldere lucht.^1) Al die berichten moeten met voorzichtige kritiek gelezen worden!

1) Arago, Oeuvres. 4, 84 (Le Tonnerre).

203. Oppervlaktebliksem, weerlicht.

Dikwijls ziet men hoe wolken in hun geheel verlicht worden door een bliksem die soms zelf achter een wolk verborgen is. Geheel anders zijn de echte oppervlaktebliksems, die waarschijnlijk ‘glimontladingen’ zijn tussen de waterdruppeltjes van de wolk, wellicht in de hoge lagen van de dampkring waar de drukking al veel geringer is dan hier beneden; er is beweerd dat zij een bandenspektrum vertonen, terwijl de echte bliksem een lijnenspektrum heeft - maar dit is op zijn minst nog twijfelachtig.

204. Bandbliksem.

We hebben al opgemerkt, dat bliksems die er op een foto lintvormig uitzien die eigenaardigheid te danken hebben aan het meevoeren der ontladingsbaan met de wind. Merkwaardig blijft het verschijnsel daarom toch nog, want de gevonden afmetingen wijzen op een zeer grote duur van dit bliksemverschijnsel: de bandbliksem is een bliksem die abnormaal lang duurt. Hiermee enigszins in overeenstemming is een waarneming, waarbij men drie bandbliksems gedurende wel 20 sekunden in de lucht zag hangen;²⁾ en een ander geval, waarin de bandbliksem in een bolbliksem overging.³⁾

2) Nat. 53, 272, 1896.

3) Nat. 49, 577, 1894.

[p. 251]

De dwarse streping ontstaat, doordat de baan onregelmatig gekronkeld is, zodat we op sommige punten meer loodrecht, op andere meer schuin op de richting der baan kijken; bij zijdelings verplaatsen geeft dit heldere en minder heldere arcering. Daarenboven liggen bepaalde delen van de baan meer evenwijdig aan de richting van de windverplaatsing, andere meer loodrecht daarop.

205. Parelsnoerbliksem.¹⁾

Herhaaldelijk waargenomen, zelfs al gefotografeerd is een bliksemvorm die uit een aantal lichtstreepjes of lichtbolletjes bestaat, als een stippellijn. Men merkt dat er iets bijzonders is, doordat de meeste bliksems nalichten, wel 1 sekunde lang, en dan soms in een oranje of roodachtig kralensnoer uiteenvallen; bijna altijd is het de laatste ontlading van een groep bliksems die deze eigenaardigheid vertoont. Ziet men één parelsnoerbliksem, dan is er grote kans dat tijdens ditzelfde onweer het zeldzame verschijnsel nog opnieuw zal optreden.

Uit de afstand bliksem - donder kan men de ware afmetingen schatten. In de meeste gevallen was er een centrale draad van slechts een 3-tal cm dikte; daarop ‘geregen’ zitten korrels van 25-80 cm; streepjes zijn van de orde van 30 m lengte en enkele centimeters dikte, gescheiden door tussenruimten van 20 m. Bij een bepaalde waarneming hing de wolk zeer laag, de kralen waren ongeveer 7 m × 5 m groot en bevonden zich op afstanden van ruim 7 m van elkaar, verbonden door een roodachtig kanaal van 3 m middellijn. Een ander maal zag men de normale bliksembaan zich in 0,1 sec. verbreden tot 3,50 m breedte, dan uiteenvallen in lichtbollen van 3 m middellijn, die zich in de loop van 2 sekunden samentrokken tot 1 m middellijn en dan verdwenen.

Het is niet onwaarschijnlijk dat er eerst een gewone lijnbliksem ontstaat, bijna onmiddellijk gevolgd door het eigenlijke parelsnoer. De afwezigheid of aanwezigheid van een centrale draad zou dan verklaard worden door de grotere of kleinere tijdsruimte tussen lijnbliksem en snoer. - Naar een theorie van het verschijnsel moet men liever niet vragen: daar is niets van bekend!

Uit alle schetsen en foto's krijg ik de indruk dat de parelsnoerbliksem enkelvoudig en onvertakt is. Is dat algemeen zó?
²⁾

1) E. Mathias, C.R. 192, 653; 193, 1140 en 1375. - Met. Zs. 27, 83, 1910.

2) Toepler, Met. Zs. 34, 225, 1917.

[p. 252]

Misschien behoort ook tot de parelsnoerbliksems een merkwaardige schroefvormige bliksem.¹⁾

1) Craigie, Science, 72, 344, 1930.

206. Bolbliksem.²⁾

Aan het werkelijk bestaan van dit verschijnsel valt niet te twijfelen, ongelukkiglijk is het even veranderlijk als zeldzaam: ongeveer 2% van de inslaande bliksems zouden deze vorm vertonen. Als een bolbliksem verschijnt, dan is het bijna altijd direkt na een heftige blikseminslag en vlak bij de inslagplaats; soms vormen er zich verscheidene tegelijk.

Men ziet een ronde of iets afgeplatte vuurbol, meestal van 5 tot 30 cm groot, soms zo groot als een wagenwiel, zelfs tot 20 m toe.³⁾ Hij is meestal roodachtig, in enkele gevallen door een diffuse gloed omgeven of onregelmatig uitgerafeld, alsof hij in snelle omwenteling verkeerde; slechts zelden is hij wit van kleur en scherp begrensd. Hij verschijnt op eens in de lucht, ofwel hij vertoont zich op een of ander voorwerp. Zodra hij dicht bij de aarde is gekomen verplaatst hij zich niet snel meer, ‘als een voorbijvliegende vogel’, met een snelheid van b.v. 2 m/sec.; hij kan ook even stilstaan. Soms volgt hij de goot of de bliksemafleider of de lichtleiding buiten, andere malen legt hij een volmaakt grillige baan door de lucht af, onafhankelijk van de windrichting; maar men krijgt wel de indruk dat hij toch een neiging tot vallen heeft, dus zwaarder is dan de lucht. Raakt hij de grond, dan kaatst hij terug als een gummibal. Ook bij gesloten deuren kan hij in de kamer binnendringen, dwars door panelen, vensters, muren zelfs. Soms is hij omhuld door rook, of laat hij achter zich een regen van vonkjes. Men hoort een sissend, zoemend of fladderend geruis. Na een duur van een paar sekunden tot verscheidene minuten ziet men de vuurbol meestal uitzetten en in stilte verdwijnen; soms echter ontploft hij tengevolge van een schok met een zwakke of sterke knal, korte bliksems uitzendend, en men ruikt een scherpe ‘zwavellucht’ (ozon? stikstofoxyden?) terwijl er een lichte nevel blijft hangen.

2) Met. Zs. 12, 241, 1895. - Fr. Sauter, Programmabh. Realgymn. Ulm, ca. 1894. - W. Brand: Der Kugelblitz (Hamburg). - Verhandelingen in Accad. Nuovi Lincei, 1908-16. - E. Mathias, Mémorial de l'office nat. météorol. nr. 24, 1935.

3) Vgl. Jensen, Physics, 4, 372, 1933.
Een goed waargenomen bolbliksem van 15 m middellijn: Onweders 30, 76, 1909.

[p. 253]

Sterke velden schijnen er in de bolbliksem niet te heersen, want eenmaal ging hij dwars door een bundel telegraafdraden, zonder een spoor van ontlading te vertonen. In een bepaald geval werd een tramdraad gesmolten, hetgeen op een zeer hoge temperatuur wijst; in andere gevallen weer bleek de temperatuur verwonderlijk laag. Het schijnt wel, dat men in dit en in andere opzichten het bestaan van twee soorten bolbliksems moet aannemen: die welke zich langs goede geleiders voortbewegen, verblindend helderwit zijn, en waarvan de aanraking brandwonden veroorzaakt en dodelijk is; en die welke vrij in de lucht verschijnen, de geleidende voorwerpen en de mens vermijden, een rode kleur vertonen en veel minder heet zijn.

Soms verdeelt de vuurbol zich in verscheidene kleinere bolletjes, vooral nadat hij een ijzeren voorwerp tot smelten heeft gebracht: er zijn dus bepaalde krachten werkzaam die de bolbliksem telkens opnieuw de bolvorm geven. Bolbliksems graven soms gaten of voren in de grond.

Het zou van belang zijn, iets naders te weten te komen omtrent de beweging der gassen in de vuurbol: wellicht is dit af te leiden uit dwarrelingen in de lichtgevende massa of uit bewegingen van lichte voorwerpen in de buurt. Waren er om de bolbliksem heen nog lichtverschijnselen, elders in de lucht of op de grond bijvoorbeeld? Bij de waarneming is het van groot belang, de afstand tot aan de bolbliksem niet te onderschatten, want anders kan men zich zeer vergissen in zijn afmetingen; het tijdsverloop tussen het verdwijnen van de bol en de knal der ontploffing geeft een betrouwbare schatting voor de afstand.

Niet verwarren tussen een bolbliksem en een meteoorsteen! Een bolbliksem verschijnt niet tenzij bij onweer; verder is de wijze van bewegen geheel anders, terwijl ook de ‘zwavellucht’ kenmerkend is.

Theorieën van de bolbliksem zijn door een aantal geleerden voorgesteld, maar geen enkele kan bevredigend genoemd worden.¹⁾ Zoveel is wel zeker, dat de vuurbol uit dampkringsgassen bestaat, die op de een of andere wijze tot lichten gebracht zijn. Elke goede beschrijving van het verschijnsel is waardevol. Het is een toetssteen voor een waarnemer of hij, in levensgevaar verkerend, toch nog juist en betrouwbaar kan blijven opmerken en onthouden.

1) Kort geleden heeft Neugebauer de bolbliksem verklaard als een zwerm ionen en vrije elektronen: de quantummechanica toont aan dat zulk een zwerm voldoende stabiel is (Zs.f. Phys. 106, 474, 1937).

[p. 254]

207. Stille ontladingen bij onweer.¹⁾

Van verschillende zijden beschrijft men een eigenaardig verschijnsel dat bij zware onweders optreedt: een soort vertikale lichtstrook langs de natte boomstammen op vochtige grond; soms vertoont het zich als een groep kleine lichtbolletjes (1 cm groot). In andere gevallen liepen lichtbollen langs ijzeren hekken, langs telegraafdraden. Deze verschijnselen zijn lichtzwak, alleen in de nacht te zien als een soort luminescentie. We schijnen hier te doen te hebben met een soort Sint Elmusvuur (§ 215), maar misschien met geringere stroomsterkte en hogere spanning.

Ook andere gevallen van stille ontladingen zijn bekend, hoewel ze zeer zelden voorkomen. Soms vormden zich aan de rand van een onweerswolk een paar lichtvlekken of lichtbanden, die een kwartier of een half uur lang licht gaven.²⁾ Andere malen zijn het boomtoppen die zacht lichten, of besneeuwde hellingen, of wateroppervlakken.

Ongetwijfeld zou men door aandachtige waarneming wel meer van die belangwekkende gevallen vinden. Het is echter van belang de feiten uiterst zorgvuldig te controleren, daar gezichtsbedrog niet uitgesloten is (Vgl. I, § 227, 231).

1) Süring, Met. Zs. 29, 389, 1912; 35, 94, 1918. Samenvatting in Hemel en Dampkring, 16, 57, 1918-1919. - Oudere waarnemingen in Arago, Oeuvres, 4, 70.

2) Een dergelijke waarneming in Nederland: Kruisinga, Hemel en Dampkring, 35, 381, 1937. Eens heb ik zelf zulk een lichtverschijnsel gezien, dat aanhoudend flikkerde (ongeveer 3 maal in de sekunde).

208. Ontladingen tussen regendruppels.³⁾

Bij een onweer heeft men eens waargenomen hoe er ontladingen van 5-10 cm lengte tussen de naburige vallende regendruppels ontstonden, telkens nauwkeurig op het ogenblik dat het bliksemde. Als de ontladingen de huid van het gelaat of de handen troffen, voelde men een steek.

Enigszins hiermee te vergelijken is een verschijnsel, door mij eens waargenomen te Jenbach bij Innsbruck: een stoomtreintje reed onder hoogspanningsdraden, en daarbij ontstond een allermerkwaardigste lichtflikkering in de wolk van rook en stoom die het lokomotiefje uitpufte. Het licht flikkerde ongeveer 12 maal per sekunde, wat met de frequentie van de wisselstroom overeenkwam. Het was een verrassend en eerst geheel onbegrijpelijk gezicht! Blijkbaar gingen ontladingen van het ene naar het andere druppeltje over.

3) M.W.R. 31, 425, 1903.

[p. 255]

209. Uitwerkingen van de bliksem.

De bliksem volgt zoveel mogelijk de metalen voorwerpen die hij op zijn weg vindt. Bochten maakt hij zelden, want bij zulk een plotselinge stroomstoot is de zelfinduktie veel belangrijker dan de gewone weerstand, en die wordt juist groot bij zulk een bocht. De geleiders langs dewelke de bliksem loopt, worden door de ontzaglijke stroomsterkte dikwijls tot hoge temperatuur verhit, in talloze gevallen gesmolten wanneer hun weerstand plaatselijk te groot was. Draden van een millimeter diameter smelten geregeld, draden van enkele millimeters dikte slechts bij uitzondering. De schakels van een ketting werden aan elkaar gelast. Soms verdampt een gedeelte van het metaal en slaat op andere voorwerpen in de nabijheid neer: zeer ten onrechte heeft men vroeger iets geheimzinnigs gezien in zulk een ‘vervoer door de bliksem’, zoals men toen ook neiging had, zich de warmtewerkingen overdreven sterk voor te tellen.

In metalen platen boort de bliksem gaten van een paar cm middellijn. Ruiten worden soms gesmolten of doorboord zonder dat ze barsten; in een bepaald geval had het gaatje een middellijn van 4 mm. Zware balken, muren, stenen worden weggeslingerd.

Soms gaat de ontlading door de telegraafdraden; vogeltjes die op de draad zaten worden op slag gedood, de draden worden verbrijzeld. - Bij het inslaan in de kabel van een tramnet, veroorzaakte de bliksem boogvorming tussen de kern van de kabel en de metalen mantel; de boog brandde zelfs onder water door, en het gevormde knalgas ontplofte verschillende malen!¹⁾ - Elektrische geleidingen trekken de bliksem niet aan, maar wanneer ze getroffen worden plant zich naar beide kanten een sterke stroomstoot voort, die gevaarlijk kan zijn. - Twee lichtleidingen, vlak naast elkaar gelegen, hadden bij blikseminslag elkaar zo sterk aangetrokken dat de metalen draden hun isolatiemantels hadden doorgescheurd! Hiervoor moeten ze elkaar hebben aangetrokken met een kracht van 150 kg per cm, wat met 60000 A zou overeenkomen.²⁾

Soms ziet men gloeilampen oplichten bij elke bliksem, blijkbaar omdat er telkens een induktiestoot in de leiding ontstaat. In een bepaald geval gaf een lamp een groenblauwe flikkering bij blikseminslag.

Waar de bliksem door vochtig hout gaat, ontmoet hij een

1) Hemel en Dampkring, 19, 59, 1921.

2) Nat. 128, 872, 1931.

[p. 256]

grote weerstand, en ontwikkelt plotseling zoveel warmte, dat het water verdampt en het hout in splinters uiteen vliegt; vandaar ook dat zo dikwijls de dakpannen van de balken weggeslingerd worden. Spijkers worden uit de muur gerukt of liever weggedrukt, omdat de sporen van vochtigheid onder hun koppen in stoom overgaan.

Allermerkwaardigst en ongelofelijk zijn de oude verhalen over een harsachtige, bruine, brandbare stof die soms na blikseminslag op de grond en de naburige voorwerpen te vinden zou zijn. Er zijn zoveel dergelijke waarnemingen overgeleverd, dat men zich werkelijk gaat afvragen of men die allemaal als produkt der verbeelding moet beschouwen ....

210. Bliksembuizen, fulgurieten.

Vochtige grond geleidt de bliksem vrij goed. Daarentegen ontmoet deze in droge grond een grote weerstand, zodat hij een aanzienlijke hitte ontwikkelt. In lichte leemgrond vond men een gat van 60 cm diepte, boven 16 cm breed, op 30 cm diepte reeds vernauwd tot 5 cm. In zandgrond wordt de wand van zulk een buis soms tezamengesmolten tot een glasachtige laag, die eigenlijk kwarts is: men kan er glas mee krassen. De buitenwand is bedekt met hobbeltjes en oneffenheden. Waar het zand zuiver is zijn dergelijke ‘bliksembuizen’ mooi blank, maar meestal is de kleur gewijzigd door humus of verontreinigingen. Men kent bliksembuizen die tot 10 m lang waren, meestal enkelvoudig, soms vertakt; het uiteinde vertoont enkele uitsteeksels in de vorm van horentjes, maar de wand blijft overal een gesloten geheel vormen zonder openingen.¹⁾

De bekende Amerikaanse natuurkundige Wood vertelt, hoe hij eens de bliksem dicht bij zich zag inslaan, en de inslagplaats terug kon vinden doordat het gras daar beschadigd was; hij ontdekte er bij goed zoeken twee gaten van 2,5 cm en van 0,6 cm middellijn. De aarde was zeer nat; Wood smolt enige kilogrammen soldeer in een ijzeren pan, goot het gesmolten metaal in de openingen en kon dan gemakkelijk de bliksembuizen in hun geheel uitgraven. Ze waren meer dan een meter lang, verbonden door een dwarsbuis en hier en daar vertakt. De wand bestond uit witte zandkorrels die klaarblijkelijk aaneengesmolten waren, aan de buitenkant waren ze bedekt met kleine knopjes

1) Americ. Journ. of Sc. 8, 17, 1899.

[p. 257]

en lijsten. De buizen waren min of meer onregelmatig kurkertrekkervormig gewonden.

Deze merkwaardige vormingen heb ik wel eens door toeval in zandverstuivingen bij Soest gevonden, zij het dan van kleinere afmeting en niet als geheel bewaard.

211. Magnetisering door de bliksem.¹⁾

Als men te weten komt waar een bliksem is ingeslagen, moet men er altijd op uit gaan om de sporen van de ontlading nader te onderzoeken. Tot het merkwaardigste wat men daarbij beleven kan, behoort het ontdekken van magnetisch geworden voorwerpen in de buurt

Fig. 92. Magnetisering van rotsblokken in de buurt van een bliksembaan. a. rotsen om een boom; b. bliksemspoor langs een groot rotsblok.

van de bliksembaan; een eenvoudig zakkompasje is voldoende om die op te sporen.

In een bepaald geval had de bliksem een boom in een park getroffen; al de gietijzeren paaltjes van de afrastering waren magnetisch geworden. In een huis waar de bliksem was ingeslagen waren allerlei stalen voorwerpen gemagnetiseerd.²⁾ Tracht door vergelijking met gelijksoortige, verder verwijderde voorwerpen met zekerheid uit te maken dat dit geen werkingen zijn van het normale magnetische aardveld (§ 192), maar wel van de bliksemontlading.

In gebergten waar ijzerhoudende gesteenten voorkomen, treft de bliksem soms een boom of een rotspunt die toevallig omringd is door blokken bazalt, fonoliet, doleriet. Met ons kompasje vinden we dan, dat deze rotsblokken een Noord- en een Zuidpool hebben gekregen; die polen liggen in ringen om de bliksembaan, zoals krachtlijnen van ijzervijlsel om een stroom-

1) Met. Zs. 18, 481, 1901.

2) Ann. d. Phys. 140. 656, 1871.

[p. 258]

geleider (fig. 92a). - Over de oppervlakte van basaltrotsen glijdt de bliksem onder achterlating van een sterk magnetisch spoor (fig. 92b); aan de ene zijde van de stroombaan is het gesteente Noord-magnetisch, aan de andere Zuid-magnetisch: de naald van ons kompasje draait soms 180^o bij verplaatsing over slechts enkele cm. Helaas zijn veel rotstoppen reeds herhaaldelijk getroffen zodat de sporen talrijk en verward geworden zijn. Uit de ligging van die N- en Z-polen is onmiddellijk af te leiden of de bliksem van de wolk naar de Aarde stroomde of van de Aarde naar de wolk. Beide gevallen komen voor, het tweede het veelvuldigst: de ‘stroom’ gaat van de Aarde naar de wolk, dus de elektronen van de wolk naar de Aarde. Deze bevinding is in de laatste jaren langs geheel andere weg met behulp der nieuwere technische hulpmiddelen bevestigd (§ 195).

Het zou de moeite waard zijn, naar remanent magnetisme te zoeken bij bakstenen muren in de buurt van bliksemafleiders waar de bliksem ingeslagen heeft; want bakstenen zijn ook ijzerhoudend. In een bepaald geval kon men inderdaad hun magnetisme bemerken, hoewel de bliksemsfleider op 10 tot 20 cm afstand van de muur liep.¹⁾

De sterkte van het magnetisme der bazaltstukken om een bliksembaan hangt alleen af van de grootste stroomsterkte, die gedurende ontlading is voorgekomen (niet van de gemiddelde!). Pockels koos een der sterkst magnetische stukjes, schatte de afstand R waarop het van de bliksembaan verwijderd was, en hakte er nu met hamer en beitel een staafje uit, gericht volgens de magnetische as. Hiervan bepaalde hij het magnetisch moment met een magnetometer, en zocht daarna welk een stroom hij door een spoel moest leiden om hetzelfde magnetische moment in een daarin geschoven staafje bazalt teweeg te brengen. De stroomsterkte van de bliksem is dan ongeveer π × n × R/r maal groter geweest (wanneer n = aantal windingen van de spoel, r = straal van de spoel, R = afstand van 't bazaltstukje tot de bliksembaan). Zo werd de stroomsterkte van de bliksem gemeten (§ 195). De N.V. Kema te Arnhem gebruikt thans stalen staafjes met sterk remanent magnetisme, die aan hoogspanningsleidingen worden bevestigd, en die later door hun magnetisme de sterkte van de bliksemstroom aangeven als die in hun buurt is voorbijgegaan.

Verhalen over de inwerking van de bliksem op scheepskompassen komen veelvuldig voor in alle avonturenromans²⁾: men beweert, dat bij een hevige bliksem Noord- en Zuidpool van de naald van plaats kunnen omwisselen. - Juist is, dat in bepaalde gevallen het scheepskompas bij bliksemontlading grote schom-

1) G. Platania, Nat. 98, 209, 1916. - C.R. 141, 974, 1905.

2) Bijvoorbeeld in Jules Verne: Voyage au Centre de la Terre.

[p. 259]

melingen maakte, waarna het tot zijn normale stand of in de buurt daarvan terugkeerde.¹⁾ Blijkbaar is dit de normale verplaatsing van een magneet in het veld van een stroom; tevens worden ijzeren kabels en andere ijzeren onderdelen van het schip in het veld van de bliksem magnetisch, ten dele zelfs blijvend magnetisch, zodat het kompas dan bestendig mis wijst. Het is misschien denkbaar dat de bliksem ook een enkele maal zo sterk op de naald gewerkt heeft, dat deze blijvend omgepoold werd.

1) Arago, Oeuvres, 4, 128 en volgende. - Terrestrial Magnetism, 14, 103, 1909. - Enz.

212. De uitwerking van de bliksem op levende wezens.

Lange tijd heeft men beweerd dat de kans op het treffen van populieren en wilgen vooral, maar ook van eiken, sparren, iepen veel groter was dan die van de beuken. Men schreef dit toe aan verschillen in de elektrische weerstand van het hout.²⁾ Thans is vrijwel uitgemaakt, dat de kans op blikseminslag voor [...] deze soorten bomen even groot is, maar de uitwerking is veel heftiger bij de eerste dan bij de tweede groep.³⁾ Want bij bomen met gladde schors vormt de regen waterstroompjes die de bliksem weggeleiden; terwijl bij de andere samenhangende waterdraadjes ontbreken, zodat de bliksem tot het cambium doordringt, daar een grote hitte ontwikkelt, het water doet verdampen en de schors doet afsplijten. Men kan deze opvatting staven, door bij beginnende regen op te nemen hoeveel tijd er nodig is eer de regen de schors voldoende bevochtigt om er af te vloeien; men merkt op dat er nog geen water vloeit langs de sparren, terwijl de beuken al zeer merkbare hoeveelheden afvoeren.

Het gevaar van blikseminslag is niet groter in een bos dan daarnaast. Slaat de bliksem in, dan wordt hij bijna altijd langs een boomstam weggeleid. Er is dus geen reden om bij onweer het bos te vermijden, maar men stelle zich nooit dicht bij de stam, onder welke soort boom men ook moge schuilen. Wel blijft waar, dat de trefkans groter is bij vrijstaande bomen of bomen die boven hun buren uitsteken; misschien is zij ook

2) Voor een eenvoudige manier om de weerstand van bomen te bepalen, als men maar over een galvanometer beschikt, zie Phys. Zs. 6, 835, 1905.

3) Oudere litteratuur in: Van Everdingen, Hemel en Dampkring, 5, 17, 1907. - E. Stahl: die Blitzgefährdung der verschiedenen Baumarten (Jena, 1912). - Walter, Phys. Zs. 33, 306, 1932.

[p. 260]

groter voor bomen op vochtige (= goed geleidende) grond. Dat dorre bomen de bliksem in hoge mate zouden aantrekken is een zeer onwaarschijnlijk verhaaltje.¹⁾

Zoals wij reeds hebben uiteengezet, wordt de bliksem meestal het best geleid door het cambium en de dunne laag vochtig splinthout vlak onder de schors, en verhit hij dit zo dat het water in stoom overgaat en de boom letterlijk ontploft. De schors wordt geheel of gedeeltelijk afgerukt, soms in een schroefvormige strook, van onder tot boven om de stam. Het hout wordt gekloven tot splinters en vezels, uiteengerafeld en weggeblazen, uitgedroogd of gezengd; in een bepaald geval was het hout van een populier 's anderendaags dieprood geworden.¹⁾ Waar de bliksem in de grond verdwenen is ziet men opgewoelde aarde en een gat als van een stok.

Het is merkwaardig dat soms verscheidene bomen bij één enkele blikseminslag getroffen worden;²⁾ in een bepaald geval waren het 72 oude sparrebomen tegelijk! Dit wijst op vertakking van de bliksembaan naar de aarde toe, zoals we dat ook uit de foto's kennen.

Weinig is bekend over bliksemschade aan kruidachtige planten. Tabak, bieten, rapen, aardappelplanten kunnen gedood worden. Bij deze laatste is de inslagplaats te herkennen aan ronde vlekken van enige meters middellijn, waar de planten wit geworden zijn; die in het midden zijn al dood, die aan de randen kunnen nog weken lang leven. - Slaat de bliksem in een korenveld, dan vindt men de aren dikwijls geknakt, uitgespreid in de richting van de bliksembaan. - In een onbebouwd veld, met distels bedekt, waren deze planten getroffen over een oppervlak van 18 m middellijn.³⁾ - In een veld met jonge bonenplanten was al het gewas geknakt in een kring van 10 m middellijn; in een kringetje van 0,50 m in het midden was de aarde omgewoeld en waren de planten geblakerd en verzengd.⁴⁾

Men heeft beweerd dat de bliksem die in de nabijheid van een. hoenderhok inslaat de eieren doodt door zijn felle ultraviolette straling(?). Aan dezelfde oorzaak heeft men willen toeschrijven dat in de buurt van een boom die getroffen wordt dikwijls verscheiden andere aan 't kwijnen gaan, verspreid over een halve

1) Schr. naturf. Ges. Dantzig, 10, 149, 1902.

1) Schr. naturf. Ges. Dantzig, 10, 149, 1902.

2) L. Häpke, Abh. naturw. Ver. Bremen, 14, 145, 1897.

3) Arago. Oeuvres, XI, blz. 638.

4) Hemel en Dampkring, 6, 26, 1908.

[p. 261]

cirkel met een straal van de orde van 20 m: de getroffen boom zou zelf schaduw werpen.¹⁾

Wanneer mensen door de bliksem getroffen worden, vindt men soms dat het lichaam werkelijk beschadigd is (verbrand, gekwetst); andere malen zijn mensen gedood zonder dat er iets aan de lijken waar te nemen valt: sommigen vermoeden dat het hart van schrik verlamd is op het ogenblik dat de bliksem vlak bij de slachtoffers insloeg. - Ziehier enkele merkwaardige gevallen, zo gekozen dat voor elk geval een aantal voorbeelden te geven zouden zijn.

Persoon op slag gedood, blijft onbeweeglijk in dezelfde stand die hij op dit ogenblik innam.

Persoon dodelijk getroffen, kleren en schoenen verscheurd en in alle richtingen verspreid.

Persoon dodelijk getroffen, huid verbrand, kleren onbeschadigd.

Persoon ongedeerd, kleren vernield, schoenen weggeslingerd.

De getroffen persoon is onthaard: hoofdhaar, baard, haren van de huid verdwenen. Voorwerpen die de getroffene in de hand hield zijn weggeslingerd.

De personen die door de bliksem getroffen zijn en die later weer bijkomen, herinneren zich niets meer van het gevaar dat ze gelopen hebben; blijkbaar is de ontlading uiterst kort van duur. De getroffenen gaan soms lijden aan katarakt (= troebeling van de lens en andere gezichtsstoringen); men zoekt daarvan de oorzaak in bepaalde elektrolytische werkingen van de stroom in het oog, waardoor cellen sterven en bloedsaandrang ontstaat.²⁾

Op het lichaam van personen die door de bliksem getroffen zijn vertonen zich soms grillig gevormde figuren, vertakt als het blad van een varen, waarin de verbeelding van het volk een soort fotografie heeft gezocht van de omringende voorwerpen!³⁾ Ook zonder deze sprookjes is het verschijnsel merkwaardig genoeg: het is geen verbranding, de kleine haartjes zijn niet eens verzengd; men denkt veeleer dat de ontlading, zich aan de oppervlakte van het lichaam vertakkend zoals bij de proeven van Lichtenberger, een plaatselijke verlamming en verwijding van de bloedvaten veroorzaakt, waarin het bloed zich uitstort.

Het volksgeloof, dat men bij onweer niet hard zou mogen lopen of zich in de tocht bevinden, uit vrees dat de bliksem

1) C.R. 192, 390, 1931.

2) Arch. f. Ophth. 50, 1, 1900.

3) Sc. Americ. 108, 576, 1913. - Met. Zs. 35, 193, 1918.

[p. 262]

daardoor ‘aangetrokken’ wordt, is van elke grond ontbloot. - Lange tijd heeft men getracht de bliksem af te wenden door de kerkklokken te luiden; later dacht men integendeel dat het luiden van de klokken bij onweer een gevaarlijk gebruik was! We weten thans wel, dat het klokkegeluid op zichzelf geen invloed heeft; maar hoge torens worden vanzelf meer getroffen dan woonhuizen, en het klokketouw zal de rol van geleider spelen als de bliksemafleider ontbreekt.

Is het waar dat de bliksem nooit op een trein inslaat? Waarom?¹⁾

1) F. Priess, Abh. naturw. Ver. Bremen, 14, 217, 1897.

213. Plaatsen waar de bliksem gewoonlijk inslaat.

Er zijn plaatsen waar blikseminslag keer op keer voorkomt. Het is uiterst belangwekkend dergelijke punten op te sporen en te onderzoeken! Het zijn volstrekt niet altijd de hoogste punten van het terrein; belangrijker dan de hoogte is de geologische aard van de grond. Het schijnt wel dat de lucht op deze plaatsen sterker geleidend is dan normaal, en die ionisatie zou toe te schrijven zijn aan een hoog gehalte aan radioaktieve delfstoffen in de bodem; maar daarnaast kan het geleidingsvermogen enz. een rol spelen. In Nederland zijn de streken die het veelvuldigst getroffen worden: oostelijk Zeeland en de Gelderse Achterhoek.²⁾

2) W. Bleeker, Hemel en Dampkring, 34, 428, 1936.

214. De bliksemafleider.³⁾

Aangezien de elektrische velden in de dampkring zoveel sterker zijn tussen twee wolken dan tussen een wolk en de aarde, is het uitgesloten dat bliksemafleiders door de werking hunner spitsen de wolken zouden ontladen. Slechts als de bliksem de aarde bijna bereikt heeft, kunnen ze hem een gemakkelijke weg bieden, en aldus de kans op inslag wellicht een weinig kleiner maken; plotselinge afwijkingen van de bliksembaan in de richting naar torenspitsen toe zijn inderdaad rechtstreeks waargenomen.⁴⁾

Het werkelijke nut der bliksemafleiders bestaat echter in het verminderen van de kans op brand en op levensgevaar voor de bewoners ingeval de bliksem inslaat; de kans op brand wordt tot minder dan 1/10 teruggebracht. Hoge opstaande stangen hebben geen zin en zijn duur; doelmatiger zijn korte stangen, en

3) Hoofdcommissie voor de Normalisatie, Ontwerp-voorschrift voor aanleg van bliksemafleider-installaties, V 1014.

4) B. Walter, Zs. f. techn. Phys. 18, 105, 1937.

[p. 263]

een aantal geleiders die het huis als met een ‘kooi van Faraday’ omspannen. De afleiders moeten zo recht mogelijk zijn; want de bliksem is een zo plotselinge stroomstoot, dat elke bocht hem tengevolge van de zelf-induktie een bijna onoverkomelijke weerstand biedt: nog liever springt hij over een luchtinterval van de ene geleider naar de andere over. Bij rieten daken wordt de afleider altijd op enige afstand van het riet bevestigd, zodat geen brand kan ontstaan ook al bezwijkt de draad door te hoge stroomsterkte.

Tegen bolbliksems helpen bliksemafleiders niet.¹⁾

Onderzoek de plaatsen waar bliksem is ingeslagen, neem de schade op, kijk of er een bliksemafleider was en zoek overal sporen van de inslag.

1) E. Mathias, C.R. 188, 1355, 1929.

215. Sint Elmusvuur.

Een beroemd verschijnsel²⁾, met een zekere mystiek omkleed, vrij zelden in ons vlakke land waar te nemen, maar wel af en toe op zee; aan boord van onze lichtschepen wordt het elk jaar een aantal keren opgemerkt. Men ziet het alleen 's nachts, in de regel bij onweders, sneeuw- of hagelval, of even daarna. Op hoge stangen, masten, molenwieken, windvanen, torenspitsen, bliksemafleiders, op struiken of ook op mensen (snor, haren, kleren) verschijnen bleke, bevende vlammetjes, onheilspellend in de donkere onweersnacht; éénmaal slechts schijnt het waargenomen op de toppen der golven van de zee (door ‘l'Impératrice Eugénie’ in 1869); soms verschijnt het gedurende enkele ogenblikken op een gebouw, dat onmiddellijk daarna door de bliksem getroffen wordt (op de kerktoren te Tjummarum in 1898). Dikwijls is het vergezeld van een merkwaardig zoemend geruis. Bij dag kan men het St. Elmusvuur niet zien, men merkt alleen het gesis en het zachte knetteren der bliksemafleiders als het windstil is. De aanraking schijnt een lichte pijn te veroorzaken. Het verschijnsel duurt dikwijls slechts enkele minuten.

Het St. Elmusvuur is een echte glimontlading, die ontstaan kan als het lucht-elektrische veld een bedrag van enige tienduizenden Volt per cm bereikt. Zolang de stroomsterkte van de orde 10^-4 A/cm² is, ziet men slechts een gelijkmatig lichthuidje dat de spitse punten overdekt; neemt de stroomsterkte toe, dan ontstaan

2) De naam schijnt verband te houden met Hermes, de god aan wien de Grieken meestal dit verschijnsel toeschreven (Zs. f. Met. 19, 499).

[p. 264]

lichtbundeltjes van 10^-4 A tot 10^-3 A ieder. Soms is de aarde de + elektrode, soms de - elektrode; de andere elektrode moet men denken in de geladen luchtlagen. De bundels die zich aan de + zijde vormen hebben een roodachtig-witte steel, die zich vertakt in fijne stralen, violet aan hun uiteinde; zij omvatten een hoek van meestal meer dan 90^o en zijn 1 tot 10 cm lang. De blauwachtige bundels aan de - pool hebben geen eigenlijke steel; een lichtpuntje draagt een lichtschijn, die zich geleidelijk tot een openinghoek van slechts ongeveer 45^o verwijdt, en minder dan 1 cm lang is (fig. 93). Het zijn dezelfde lichtbundeltjes als die welke men in 't laboratorium op een elektriseermachine in de duisternis ziet ontstaan. Dikwijls verandert het St. Elmusvuur

Fig. 93. St. Elmusvuur. Links de positieve, rechts de negatieve ontladingsvorm.

in korte tijd verscheiden malen van teken. Op de kleren ziet men de + bundeltjes als de haartjes van een pels; in de diepte der plooien zijn ze korter, op de naar buiten konvexe krommingen zijn ze langer: blijkbaar hangt de lengte af van het plaatselijke spanningsverval. De - bundeltjes doen zich voor als een onrustig licht, met hier en daar donkere vlekken.

Het is een leuke proef, de vinger boven de spits van een bliksemafleider te houden en op te merken hoe het vlammetje, dat er op zat, op de vingertop overwipt! Let op hoe het precies gebeurt: als de vinger boven de stang is, dooft het vlammetje uit, en een ander verschijnt op de vinger, zodra die tenminste 2 cm boven de spits gehouden wordt. Blijkbaar is het spanningsverval maar sterk genoeg op de verst uitstekende voorwerpen, en neemt nu de vinger de rol van de spits over.

Evenzo wordt vermeld, dat een waarnemer die St. Elmusvuur aan de punten van zijn snor opmerkte, het licht zag uitdoven zodra hij in de nabijheid van huizen of onder bomen liep: hij behoorde dan niet meer tot de vooruitspringende delen van het aardoppervlak!

[p. t.o. 264]

PLAAT XVI.
Poollicht.
Boven: diffuse lichtschijn en stralenbundels; bemerk enkele beelden van heldere sterren. Opname van de Nederlandse Pooljaarexpeditie te Angmagsalik, 1936.
Beneden: lichtboog aan de noordelijke horizon, met donker segment.
Naar F. Störmer, Atlas of Auroral Forms, fig. 2.

[p. 265]

216. Het Poollicht of Noorderlicht (Plaat XVI).¹⁾

Een brandstee diep verholen stond
in 's noordens allerdiepsten grond,
die straten licht hervoorwaarts zond,
tot boven onze hoofden.

G. Gezelle, Tijdkrans (Het Noordvier).

Theet een viervlaghe, op zijn dietsch,
ofte noordscijn, soo 't bediet.

G. Gezelle, Liederen enz. (Die Viervlaghe).

Zie ook: R. Browning, Easter-day, XV en XVII.

In onze streken is er gemiddeld ongeveer 4 maal 's jaars noorderlicht te zien, maar in gunstige jaren wordt het wel 10 maal en meer waargenomen. De verschijnselen duren dikwijls maar een uur of twee, zijn onzichtbaar als het bewolkt is of als de maan schijnt, of te midden der straatverlichting van de stad; en dan moet het nog lukken dat men net op zulk een gunstig ogenblik buiten is en rondkijkt en oplet .... Voorwaar, het is niet verwonderlijk dat veel mensen nooit het poollicht gezien hebben! - Reden te meer om zich vooruit voor te stellen hoe het zich voordoet; dan zal men het althans minder licht over 't hoofd zien. De meeste kans heeft men als er grote zonnevlekken in 't midden der zonneschijf staan, dus omstreeks de jaren 1938, 1949, 1960, die vermoedelijk maxima van zonne-aktiviteit brengen.

1.	Zwakke lichtschijn zonder bepaalde vorm, ongeveer even helder als de melkweg, gemakkelijk te verwarren met het licht van verre steden of van de maan. Sommige nachten zijn veel helderder dan andere, ook al is er geen maan; de hele lucht schijnt dan licht te geven.
2.	Lichtschijn in de vorm van wolken of rook; gelijkt soms op lichtgevende cirruswolken, lichtbanden of lichtplaten. Blauwachtig of bleekgeelgroen licht; het flikkert onregelmatig, b.v. 2 of 3 maal per sekunde, dan enkele sekunden rust, dan weer; in andere gevallen pulsaties met een periode van 10 tot 30 sec.
3.	Lichtende bogen, meestal enige graden breed, groengeel, soms verscheidene boven elkaar. Meestal is er aan de noordelijke gezichtseinder een donker segment, omringd door de boog, die naar onder toe scherp begrensd is, naar boven toe wazig

1) Vegard, Hdb. d. Experim. Physik, 25, 385, 1928. - Hewson, Rev. of Modern Phys. 9, 403, 1937. - Een goede beschrijving van bogen in onze streken: Phys. Zs. 9, 675, 1908; verder in: Onweders, enz.

[p. 266]

	uitloopt. Soms ziet men de lichtbogen uit het donkere segment opstijgen en uitdoven vóór ze 't zenith bereiken. Nauwkeuriger onderzoek bewijst dat het midden van donker segment en lichte bogen niet het eigenlijke Noorden is, maar het magnetische Noorden.
4.	Pulserende banden. Dit zijn bogen die uit verschillende evenwijdige banden bestaan, met donkere tussenruimten. Men ziet er lichtgolven over lopen, meestal van West naar Oost, met een snelheid van b.v. 20^o per sec.
5.	Draperievormige bogen, opgebouwd uit evenwijdige stralen die loodrecht op de boog lopen. De onderste grens is scherp, soms dieprood. Deze bogen bewegen als slangen, er lopen plooien over. Soms zijn er verscheidene bogen tegelijk.
6.	Stralen zonder boog. Als zoeklichtbundels die van de gezichteinder opstijgen, langer worden, zich verplaatsen, zich weer intrekken, ‘spelen’, ‘dansen’. Ze zijn dikwijls gecombineerd met andere noorderlichtvormen.
7.	Draperieën, als gordijnen in voortdurende golving, zeer dun, duidelijk opgebouwd uit evenwijdige stralen; ze zijn onderaan meestal helder en scherp begrensd, boven waziger. Zeer zeldzaam bij ons.
8.	De noorderlichtkroon: talloze evenwijdige stralen die perspektivisch schijnen uit te stralen van één punt hoog aan de hemel, dikwijls met schitterende kleurverschijnselen. Komt bij ons haast nooit voor.

De kleur dezer lichtverschijnselen is meestal ‘spookachtig’ groenig, zwavelgeel, de zwakste stralen soms blauwachtig; bij sterke noorderlichten verschijnen ook dieprood of groen, rood vooral aan de ondereinden (anderen zeggen: in de richting naar dewelke de bundels groeien).¹⁾ De totale lichtsterkte is meestal kleiner dan die der maan in het eerste kwartier; vergelijk de zichtbaarheid van voorwerpen op afstand bij noorderlicht met die bij verschillende maanstanden en maanhoogten.

Er wordt beweerd dat het fonkelen der sterren bij poollicht toeneemt: dit lijkt zeer onwaarschijnlijk, maar zou belangwekkend zijn. Niet minder merkwaardig zou het zijn als de oudere waarnemers eens gelijk krijgen, die beweren dat het poollicht een merkbare absorptie van het sterrelicht uitoefent,²⁾ en dat het

1) Voor een kleurrijk noorderlicht in Nederland, zie bv. Hemel en Dampkring, 27, 199, 1929.

2) Phys. Zs. 9, 675, 1909.

[p. 267]

dikwijls gevolgd wordt door ijle cirrusluiers, die men kan zien zodra de dag aanbreekt. Verklaren die sluiers dan de lichtverzwakking?

Twijfelachtig is lange tijd geweest, of er bij sterk poollicht ook enig geruis te horen is, zoals het volksgeloof bericht: ‘als ruisen van zijde, of als meel dat gezeefd wordt, of als de stormwind die in de takelage fluit.’ Er zou hier een grond van waarheid aanwezig kunnen zijn; men luistere echter bij kalm weder, ver van bomen, water en steden, en houde rekening met het ruisen der oren (§ 57)! Het is dan nog de vraag of het geluid niet te wijten is aan het uitstromen van elektrostatische ladingen uit naburige spitse voorwerpen, en dus misschien slechts op indirekte wijze met het poollicht samenhangt.

Voor de meeste landen van ons halfrond vertonen zich de lichtverschijnselen aan de noordzijde van de hemel, meestal vrij nauwkeurig in de richting van de magnetische pool. De vormen wisselen voortdurend, soms sneller, soms langzamer. Die eigenaardige rusteloosheid, de ijiheid hunner stralingen, waar men de sterren ongestoord door heen ziet schijnen, maken een onvergetelijke indruk: het is, alsof iets bovenaards naar ons toe kwam. - En waarlijk! De moderne theorie heeft ons geleerd, dat de oorsprong van het poollicht te zoeken is in stromen zeer ijl gas, uitgezonden door de zon, voor een groot gedeelte geioniseerd in positieve en negatieve ionen, zich krommend in het magneetveld der Aarde en haar nabij de polen treffend. Vandaar dat zij ons ook in de nacht kunnen bereiken, terwijl lichtstralen rechtlijnig bewegen en alleen de dagkant der Aarde zouden treffen.

De hoogte van tal van poollichten is bepaald door fotograferen van uit twee verschillende waarnemingsplaatsen: ze blijkt vrij geregeld omstreeks 100 km te liggen, al zijn allerlei hoogten van 60 tot 300 km gevonden. Poollichten boven 300 km en tot 1000 km toe, met een merkwaardige paarsgrijze tint, die zeer zelden voorkomen, zijn gebleken altijd te ontstaan in lagen van de dampkring welke nog rechtstreeks door de zon beschenen worden; ze hebben dus een ietwat ander karakter dan de lagere, ‘eigenlijke’ poollichten. Sommigen beweren dat de poollichten die we in landen zoals Nederland waarnemen, te wijten zijn aan storingen in het aardmagnetische veld, waardoor de elektronenbundels van hun normale weg zijn gaan afwijken en buiten het poolgebied terechtgekomen zijn. De ware richting der poollichtbundels in de ruimte is vrijwel precies evenwijdig aan de

[p. 268]

magnetische krachtlijnen der Aarde, en hun schijnbare convergentie naar een punt onder de horizon is aan perspektief te wijten; de bogen wijken echter dikwijls sterk af van de magnetische parallelcirkels.

Het spektrum van het poollicht is een bandenspektrum van stikstof, met daarenboven enkele afzonderlijke zuurstoflijnen; van deze laatste is de groene noorderlichtlijn 5577 de belangrijkste. Van lichte gassen zoals helium en waterstof vindt men geen spoor. Hierdoor wordt de onderstelling bevestigd, dat de stratosfeer niet veel in samenstelling verschillen kan van de diepere lagen van de dampkring; de abnormale geluidsvoortplanting is dus alleen te verklaren door hoge temperaturen in de stratosfeer aan te nemen (§ 15).

Nog in ons aller herinnering is het prachtige poollicht, dat zich in de nacht van 25 tot 26 Januari 1938 over heel Nederland vertoonde, en dat ook over een groot gedeelte van Europa te zien is geweest.¹⁾ Niet alleen was het een opvallend helder verschijnsel, maar het trok nog bijzonder de aandacht door de ongewone rode kleur, die naast het vaalgeel en lichtpaars voorkwam en veelal zelfs overheerste. Er vertoonden zich op verscheiden plaatsen van de hemel diffuse lichtwolken, met wisselende stralenbundels die er doorheen schoten; af en toe draperieachtige strukturen; aan de noordelijke kim zag men een ontzaglijke vaalgele boog, op sommige plaatsen zelfs een dubbele boog, waaruit stralenbundels opschoten. Af en toe vlagen van licht, die van de horizon naar het zenith golfden. Een voortdurende wisseling van zachte kleuren en vormen, die zich in diepe stilte afspeelde. Plaat XVI vertoont dergelijke lichtverschijnselen.

In het spektrum vertoonden zich, buiten de stikstofbanden, nog de groene en de rode zuurstoflijnen.

Het verschijnsel ging gepaard met magnetische stormen en storingen in het telegrafisch verkeer, zo sterk als sedert 1921 in de Bilt niet meer waren opgetekend.

1) Hemel en Dampkring, 36, 89, 1938.

217. Het aardlicht.²⁾

Ver van steden en dorpen, midden in de nacht, als er geen maan is en de zon al meer dan 18^o onder de gezichteinder staat, turen we naar het donkere hemelgewelf met al zijn sterren. De

2) G. Déjardin, Rev. of Modern Physics, 8, 1, 1936.

[p. 269]

hemel is zeer merkbaar helder; neem een stuk stevig, matzwart papier, maak er een gaatje in en houd het op enige afstand van uw oog met de hemel als achtergrond; het gaatje is duidelijk minder donker dan het omringende scherm, vooral wanneer u in dit laatste een knik maakt, zodat het geen bestraling van boven kan krijgen. - U zoudt kunnen denken dat dit licht is van al de sterren tezamen, en wel vooral van de talloze zeer zwakke sterren die men niet één voor één kan onderscheiden. Maar dit is niet zo! Zulk sterrelicht zou nabij de gezichteinder merkbaar zwakker moeten worden, tengevolge van de toenemende lichtverzwakking door de dampkring (I, § 46). We zien daarentegen, dat de lichtschijn op 45^o hoogte nog nauwelijks waar te nemen is, 20^o boven de kim al duidelijk lichter wordt, op 15^o het helderst is, en dat hij zich tot de horizon voortzet. De oppervlakte-helderheid van dit aardlicht is meestal zwakker dan die van de melkweg, maar toch veranderlijk van nacht tot nacht. Soms is het 's nachts zo licht, dat men een telegraafpaal op 100 m kan zien, zijn horloge kan aflezen en grote drukletters onderscheiden, terwijl de melkweg haast onzichbaar is geworden. De eenvoudigste manier om de helderheid van de nachtelijke hemel te bepalen, is het waarnemen van de zwakste sterretjes die in een gegeven sterrebeeld nog net te onderscheiden zijn; door opzoeken in een ster-atlas vindt men dan hun grootteklasse.

De toenemende helderheid van het aardlicht tot dicht bij de gezichteinder bewijst, dat het de lucht zelf is die licht geeft: bij de kim kijken we door een dikkere laag. Het aardlicht moet een soort zwak, diffuus noorderlicht zijn, want spektroskopisch heeft men er de groene noorderlichtlijn in gevonden. Maar in andere opzichten zijn de spektra verschillend; en even zeldzaam als het eigenlijke, plaatselijke noorderlicht voorkomt, even gewoon en algemeen is het aardlicht. En zo zien we weer dat een der meest alledaagse verschijnselen die we in 't vrije veld kunnen waarnemen, ons op het spoor brengt van buitengewoon belangwekkende en nog weinig bekende kosmische processen.