Super Saiyaniksi staattisella sähköllä! Tiedettajan 20 vuoden unelma: hiukset pystyyn -suurkoe (Van de Graaff -generaattori)
Tervehdys! Olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Minulle jokainen päivä on uusi koe.
Jo pikkupoikana magneetit ja sähkön ihmeet lumosivat minut täysin. Muistan elävästi, kuinka jännittävältä tuntui se näkymätön voima, joka liikutti esineitä edes koskematta niihin. Yläasteella törmäsin luonnontiedon kirjassa valokuvaan, joka muutti kaiken. Siinä tyttö piti kättään hopeisella pallolla, ja hänen hiuksensa nousivat pystyyn kohti taivasta, aivan kuin painovoima olisi lakannut olemasta.
Hän näytti aivan lempianimeni sankarilta, Son Gokulta. Sillä sekunnilla vannoin itselleni: ”Jonain päivänä minäkin otan tuollaisen Super Saiyan -kuvan!”
Vuodet kuluivat, ja lukioaikana löysin vihdoin fysiikan luokan nurkasta tuon unelmieni laitteen, Van de Graaff -generaattorin! Anelin opettajalta lupaa kokeilla sitä ja sain vihdoin tilaisuuteni. Sydän pamppaillen napsautin virran päälle… mutta mitään ei tapahtunut. Hiukset eivät hikahtaneetkaan. Vain pieni pistely sormenpäissä kertoi, että sähkö sentään kulki. Opettaja ei silloin osannut selittää syytä, mutta nyt tiedän tarkalleen, missä mentiin vikaan:
- Hiukseni olivat liian lyhyet noustakseen pystyyn.
- En ollut ”eristänyt” itseäni kunnolla maasta.
Erityisesti kohta kaksi oli ratkaiseva: kaikki kehooni kerääntynyt staattinen sähkö karkasi jalkojen kautta suoraan maahan. Sähkö on kuin vesi – se etsii aina helpoimman reitin virrata. Kehoni ei ollut sähköä keräävä sammio, vaan pelkkä vuotava siivilä. Silti tuo epäonnistuminen ja kämmenessä tuntunut sähkön voima vain vahvistivat uskoani: ”Jos teen tämän oikein, onnistun varmasti!” Se oli kipinä, joka sytytti tutkimusmatkani tieteen maailmaan.
Hiukset kohti taivasta!
Nyt, kun työskentelen luonnontiedon opettajana, minulla on Van de Graaff -generaattori käytössäni päivittäin! Päätin toteuttaa lapsuuden unelmani ja aloin tutkia asiaa perusteellisesti. Miten sähköä saa kerättyä kehoon tehokkaimmin? Mikä materiaali eristää parhaiten? Monien kokeilujen jälkeen onnistuin vihdoin ottamaan täydellisen ”tukka pystyyn” -kuvan!
Tämä oli todella liikuttava hetki.
Näin teet kokeen
Esittelen teille nyt, kuinka koe suoritetaan onnistuneesti.
Tarvikkeet
Van de Graaff -generaattori
Peruukki
Eristysalusta
Vaihe 1: Peruukin valinta
Voit tietysti käyttää omia hiuksiasi, mutta jos haluat todella näyttävän lopputuloksen, suosittelen peruukkia. Testattuani useita malleja totesin, että ”polkkatukka” eli bob-malli on paras valinta.
Miksi juuri se? Koska yksittäiset hiukset ovat siinä tarpeeksi kevyitä. Kun kehoosi kerääntyy staattista sähköä, jokainen hius saa samanlaisen sähkövarauksen. Aivan kuten magneetin samanlaiset navat hylkivät toisiaan, myös negatiivisesti varautuneet hiukset huutavat toisilleen: ”Pysy kaukana minusta!” Tämä hylkimisvoima nostaa hiukset pystyyn painovoimaa vastaan. Jos hiukset ovat liian pitkät ja raskaat, tarvitaan paljon enemmän voimaa niiden nostamiseen.
Kevyt ja sopivan lyhyt bob-peruukki on siis ihanteellinen tähän kokeeseen.
Vaihe 2: Tee maailman paras eristysalusta
Tämä on kokeen onnistumisen kannalta tärkein vaihe: sähkö ei saa päästä karkuun maahan. Rakensin oman eristysalustani kiinnittämällä IKEAsta ostetun muovituolin jalkoihin sähköä huonosti johtavia kumimattoja.
Aineita, jotka johtavat sähköä hyvin, kutsutaan ”johtimiksi”, ja niitä, jotka eivät johda, ”eristeiksi”. Ihmiskeho ja maa ovat johtimia. Siksi tavallisesti generaattoriin koskettaessa sähkö virtaa heti läpisesi maahan. Vasta kun eristät itsesi fyysisesti maasta muovin tai kumin kaltaisilla eristeillä, kehosi voi alkaa toimia kuin sähköä varastoiva akku.
Sitten toimeen! (Tule yhteyteen staattisen sähkön kanssa)
Kun valmistelut on tehty, laita peruukki päähän ja nouse eristysalustalle. Kosketa hitaasti generaattorin metallipalloa ja tunne, kuinka sähkö leviää koko kehoosi. Ja katso…!
Tämä on se hetki, josta unelmoin vuosia! Se leijuva tunne ja hiusten nouseminen pystyyn on yhtä säväyttävää joka kerta. Suosittelen ehdottomasti kokeilemaan tätä ihmeellistä ja hauskaa ilmiötä. Siihen jää koukkuun! Muuten, saman kokeen voi tehdä myös mallinuken avulla.
※ HUOMIO: Van de Graaff -generaattori tuottaa erittäin korkean jännitteen. Koe on suoritettava aina asiantuntijan valvonnassa ja turvaohjeita noudattaen.
Katso myös tämä artikkeli. Video on melko hurja.
Muuta mielenkiintoista
Generaattorilla voi tehdä paljon muutakin kuin vain nostaa hiuksia pystyyn. Olen päässyt tekemään näitä kokeita useissa televisio-ohjelmissa yhdessä japanilaisten kuuluisuuksien kanssa. Lue lisää näistä yllättävistä kokeista täältä.
Jos olet kiinnostunut yhteistyöstä (tiedetyöpajat, TV-konsultointi jne.), ota yhteyttä tästä.
【Erityisartikkeli】Et voi lopettaa! Staattisen sähkön kiehtova maailma
Yhteystiedot ja tiedustelut
Haluan tuoda tieteen ihmeet lähemmäksi arkeasi! Sivustoltani löydät helppoja ja hauskoja kokeita kotiin. Tutustu rohkeasti! ・Lue lisää minusta (Ken Kuwako) täältä ・Työpyynnöt (luennot, työpajat, TV jne.) täältä ・Seuraa uusimpia päivityksiä X-palvelussa!
Tiedevideokanavallani julkaisen uusia koevideoita!
