Der Faradaysche Käfig

Erklärung: Ein Blitz, der Kilometer Luft durchschlagen hat, wird von wenigen Zentimetern Gummi nicht aufgehalten. Der Schutz ist die leitende Karosserie — ein Faradayscher Käfig, dessen Influenzladungen das äußere Feld im Innenraum kompensieren und der den Blitzstrom über die Außenhaut zur Erde führt.

Erklärung: Solange innen ein Feld herrscht, wirken Kräfte auf die freien Elektronen und sie wandern. Gleichgewicht ist erst erreicht, wenn die verschobenen Ladungen das äußere Feld im Inneren exakt aufheben — deshalb ist das Innere eines Leiters im elektrostatischen Gleichgewicht feldfrei, ganz ohne Erdung.

Erklärung: Die Influenzladungen auf der Karosserie stellen sich bei jedem äußeren Feld neu so ein, dass ihr Gegenfeld es im Inneren exakt aufhebt. Der Innenraum bleibt feldfrei — das ist keine Frage der Feldstärke, sondern des elektrostatischen Gleichgewichts.

Erklärung: Die Höhe macht den Baum zum wahrscheinlichen Einschlagsort, aber anders als die Karosserie umschließt er keinen feldfreien Innenraum. Der Strom quält sich durch den Stamm (Explosionsgefahr) und breitet sich im Boden aus — direkt daneben zu stehen ist lebensgefährlich. Im Auto fließt er außen über das Blech.

Erklärung: Das Potential fällt rund um die Einschlagstelle steil ab. Stehen die Füße einen Schritt auseinander, liegen sie auf verschiedenen Potentialen — die Differenz treibt einen Strom durch Beine und Rumpf. Füße zusammen minimiert diese Potentialdifferenz.

Erklärung: Verkehrsflugzeuge werden im Schnitt etwa einmal pro Jahr getroffen. Die leitende Außenhaut führt den Strom um die Kabine herum — dasselbe Prinzip wie beim Auto, nur ganz ohne Reifen. Gummireifen sind offensichtlich nicht der Grund für den Schutz.

Erklärung: Jedes Restfeld würde die freien Elektronen weiter verschieben; Gleichgewicht herrscht erst bei E = 0 im Inneren.

Erklärung: Die Influenzladungen auf dem Blech wachsen mit dem äußeren Feld und heben es innen bei jedem Wert exakt auf.

Erklärung: Die Karosserie aus Blech ist der Faradaysche Käfig. Ein Cabrio mit Stoffdach oder ein Auto mit Kunststoffkarosserie schützt deshalb nicht.

Erklärung: Ohne leitende Hülle kann sich keine Influenzladung bilden; das Feld läuft ungehindert durch den Innenraum, Eᵢ = E₀ = 150 kV/m.

Erklärung: Das Potential fällt um die Einschlagstelle steil ab; die Differenz zwischen zwei Füßen treibt einen Strom durch die Beine.

Erklärung: Unter dem Baum springt der Strom über, und liegend überbrückt der Körper die größte Schrittspannung. Füße zusammen und hocken ist die Notlösung, die die Schrittspannung klein hält; Schutz bietet erst ein Gebäude oder ein Auto mit Blechdach.