Pikachun voittaja! Paljasta staattisen sähkön salaisuus ja näe 10 000 voltin kipinät Leyden-purkilla!
Olen Ken Kuwako, tiedekouluttaja. Joka päivä on kokeilu.
Oletko koskaan saanut sitä ”sähäkkää” kipinää ja pientä tärähdystä kurkottaessasi ovenkahvaan kuivana talvipäivänä? Se pieni valonvälähdys on itse asiassa ilmiö nimeltä sähköpurkaus, jossa sähkö hyppää sormesi ja ovenkahvan välin yli. Sillä hetkellä syntyvä jännite on aivan uskomaton – se ylittää reilusti sen, mitä osaisimme kuvitella!
Staattinen sähkö: Voimaa kymmenien tuhansien volttien edestä!
Jos sormesi ja ovenkahvan välissä olisi vaivainen 1 cm rako, purkauksen syntymiseen tarvittaisiin huimat noin 30 000 volttia! Ajattele, että tavallinen pistorasia antaa vain 100 V, eli jännite on 300-kertainen! Tämän täytyy havainnollistaa, kuinka raju voima staattisessa sähkössä piilee.
Mutta miksi ihmeessä et saa hengenvaarallista sähköiskua noin valtavasta jännitteestä? Syy on siinä, että vaikka jännite on korkea, läpi kulkeva sähkövirta on erittäin pieni ja tapahtuma kestää vain välähdyksenomaisen hetken. Voit ajatella sitä näin: vaikka vesi suihkuaisi letkusta kovalla paineella (korkea jännite), jos se on vain kupillinen vettä (pieni virta), vahinko on olematon!
No, entä jos purkausetäisyys olisikin vain 3 mm? Silloinkin jännite on peräti noin 10 000 volttia – edelleen 100-kertainen pistorasiaan verrattuna! (Vertailun vuoksi: tämä on vasta kymmenesosa Pikachun legendaarisesta ”100 000 voltin” iskusta. Sitä voi jo sanoa tykitykseksi!)
Tätä kokeilua varten kuvattiin, kuinka turvallisesti luodaan ja puretaan tätä arjessamme piilevää 10 000 voltin staattista sähköä. Näe pieni ”salama” iskeä videolla!
Haaste kotiin: Tarkkaile 10 000 voltin purkausta itse!
Kokeile tarkkailla videolla näkemääsi purkausta itse. Käytämme tähän tarkoitukseen laitetta nimeltä Leydenin pullo. Se on muuten maailman ensimmäinen sähköä varastoiva laite (eli kondensaattori), joka keksittiin jo 1700-luvulla!
Tarvitset:
Leydenin pullo (katso ohjeet sen tekemiseen täältä), lyijykynä, jossa on kiinni alumiinifoliota, teippiä, ilmapallo, pyyhe.
Näin teet sen:
１. Valmista Leydenin pullo (katso ohjeet täältä).
２. Kerää Leydenin pulloon staattista sähköä hankaamalla ilmapalloa pyyhkeellä. Katso sähkön keräysohjeet täältä. (Kuvittele kerääväsi ilmapallolla hankaamalla syntyneen sähkön pullon sisään!)
３. Leikkaa alumiinifoliosta nauha ja kiinnitä se lyijykynään teipillä.
４. Muodosta sähköpiiri yhdistämällä lyijykynän folionauha Leydenin pullon sisä- ja ulkopuolen folioihin. Kun lähennät niitä hitaasti, hitaasti… näet kipinän!
Mekanismi: Miten sähkö varastoituu ja miksi se syttyy?
Leydenin pullo on pohjimmiltaan kuin ”sähköinen voileipä”, jossa sähkö (eli negatiivisesti varautuneet elektronit) on puristettu pullon sisä- ja ulkopuolen alumiinifolioiden väliin. Ilmapallolla hankauksen avulla kerätyt elektronit varastoituvat sisäfolioon.
Kerää Leydenin pulloon mahdollisimman paljon staattista sähköä, tavoitteena noin 10 000 volttia. Kun tässä tilassa yhdistät varautuneen sisäfolion ja ulkofolion lyijykynän folion avulla, tapahtuu ”koronapurkaus”, ja näet kirkkaan välähdyksen.
Tämän saa aikaan kymmenien tuhansien volttien korkea jännite: se pakottaa elektronit hyppäämään ilmaan ja saa normaalisti eristävän ilman ”ionisoitumaan” (eli muuttumaan sähköä johtavaan tilaan). Kun sähkövirran reitti on kerran luotu, siihen syöksyy yhä enemmän elektroneja – kyseessä on kuin sähköinen ”lumivyöry” – jonka me näemme kirkkaana valona ja kipinänä.
Koe, jolla on paikka tieteen historiassa
Tämä Leydenin pullo on tosiaan näytellyt erittäin merkittävää osaa tieteen historiassa. Leydenin pullon historiallisesta taustasta löydät lisätietoa täältä.
Leydenin pullolla voit tehdä tällaisia hauskoja kokeita!
Tällä Leydenin pullolla pääsee tekemään monenlaisia hauskoja kokeita, alkaen ”sadannen ihmisen pelottelusta” (perinteinen tiedekoe, jossa kaikki pitävät toisiaan kädestä ja kokevat staattisen sähkön!)! Näihin kuuluu jopa kokeita, jotka on tehty televisio-ohjelmissa kuuluisuuksien kanssa, kuten Suzu Hirose, Ryohei Suzuki, Yasuko, ja Chocolate Planet -komediaduo Osada ja Matsuo. Sähkön voima on todella ihastuttanut ja hämmästyttänyt ihmisiä kautta aikojen! Lue niistä lisää tästä.
Se ovenkahvan ”sähäys” on toisesta näkökulmasta katsottuna pieni 10 000 voltin salama! Kun katsot asioita tieteen silmin, huomaat arjen olevan täynnä ihmeitä ja yllätyksiä!
※ Huomio: Kokeet sähkögeneraattoreilla (Van de Graaff) on ehdottomasti tehtävä asiantuntijan valvonnassa. Kokeile varoen! Jos sinulla on kyselyitä staattisen sähkön kokeisiin liittyen (esim. kokeilutunnille pyytäminen, TV-konsultointi/esiintyminen jne.), ole hyvä ja ota yhteyttä tämän linkin kautta.
【Erikoisartikkeli】Et voi lopettaa! Staattisen sähkön kokeilut
Yhteydenotot ja pyynnöt
Tuodaan tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäksi arkea! Täältä löydät selkeät ohjeet hauskoihin kotona tehtäviin tieteellisiin kokeisiin ja vinkkejä niiden toteuttamiseen. Kokeile tehdä hakuja! ・Tietoa ylläpitäjästä, Ken Kuwakosta, löydät täältä ・Erilaiset toimeksiannot (kirjoittaminen, luennot, kokeilutunnit, TV-konsultointi/esiintymiset jne.) täältä ・Artikkelien päivitykset julkaistaan X:ssä!
Kokeiluvideoita julkaistaan Tiedeideoiden kanavalla!
３月のイチオシ実験！
- 押し花を作ろう！：梅や桜の花の押し花を作ってみましょう。特別なケースに入れると、長く保存できて、しおりにもなります。
テレビ番組・科学監修等のお知らせ
- 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。
- 2月27日放送予定「チコちゃんに叱られる」（NHK）の科学監修しました。
書籍のお知らせ
- 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
- サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
講師・ショー・その他お知らせ
- 3/20（金） 日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③ 11:20-12:20
- 7/18（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
- 10/10（土） 秘密兵器「帯電ガン」が炸裂！ビリビリ！ドキドキ！静電気サイエンスショー＠千葉市科学フェスタ（午後予定）
- 各種SNS X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
