Tanssivat tölkit!? Staattisen sähkön taika ja induktion salaisuus (Hauska Van de Graaff -kokeilu)
Tässä on Keni Kuwako, tiedekouluttaja. Joka päivä on koe.
Sähkökoetta Van de Graaffin generaattorilla! Miten tyhjä tölkki liikkuu?
Se ’täräyttävä’ ja ikävä staattinen sähkö. Talvella sitä saa usein kokea ovenkahvoista ja muista. Tunnetko Van de Graaffin generaattorin, laitteen, jolla tuota staattista sähköä voi tuottaa tarkoituksella massiivisia määriä? Se on kuuluisa näyttävistä kokeista, joissa hiukset nousevat pystyyn tai sormenpäistä lentää kipinöitä… mutta tänään tartumme staattisen sähkön kummalliseen voimaan arkisemman tyhjän tölkin avulla. Tölkki lähtee liikkeelle kuin taianomaisesti!
Alkaako tölkki tanssia? Tarkkaile kummallista liikettä!
Koe on todella yksinkertainen. Aseta sähköä johtamaton, litteä levy Van de Graaffin generaattorin (joka kerää staattista sähköä) metallikuulan lähelle. Sitten vain asetat alumiinisen tölkin kyljelleen sen päälle. Oletko valmis? Kytketään Van de Graaffin virta päälle! …Mitä luulet tölkille tapahtuvan? Uskomatonta kyllä, tölkki alkaa liikkua itsestään! Katso tämä video ja näe itse tämä odottamaton ja hieman mystinen liike!
Miksi se liikkuu? Avain on ”sähköstaattinen induktio”
Videolla tölkki vetäytyy Van de Graaffin puoleen, ja kosketuksen hetkellä se puolestaan singahtaa kovaa vauhtia poispäin… se liikkuu edestakaisin kuin elävä olento! Tämän kummallisen liikkeen salaisuus on ilmiössä nimeltä ”sähköstaattinen induktio”.
Pohditaanpa yhdessä.
Oletetaan, että Van de Graaffiin on kerääntynyt suuri määrä esimerkiksi negatiivista (–) sähkövarausta.
Tällöin lähellä olevan metallisen tölkin (joka on alun perin sähköisesti neutraali) sisällä positiivinen (+) sähkövaraus vetäytyy Van de Graaffin puolelle, ja negatiivinen (–) sähkövaraus työnnetään vastakkaiselle puolelle. Tämä on ”sähköstaattinen induktio”. Tässä vaiheessa Van de Graaffin lähellä olevaan puoleen kerääntynyt positiivinen (+) varaus ja Van de Graaffin negatiivinen (–) varaus vetävät toisiaan puoleensa (Coulombin voima), ja tölkki vierii kohti Van de Graaffia.
Sitten, sillä hetkellä, kun tölkki ”napsahtaa” Van de Graaffiin kiinni! Generaattorista virtaa valtava määrä negatiivista (–) sähköä tölkkiin. Tämän seurauksena koko tölkki saa saman negatiivisen (–) varauksen kuin Van de Graaff.
Mitä tapahtuu seuraavaksi? Aivan oikein, negatiivinen (–) ja negatiivinen (–) hylkivät toisiaan! Tämän tuloksena tölkki vierii voimakkaasti poispäin, ikään kuin se olisi työnnetty irti Van de Graaffista.
Tämä ”vetäytyminen, kosketus ja hylkiminen” -sarja toistuu, ja juuri näin syntyi tuo hauska liike. Tämä on erittäin mielenkiintoinen koe, jossa sähkön ”vetovoima” ja ”hylkimisvoima” tulevat näkyviksi!
Katso tarkemmat tiedot myös tästä artikkelista.
Tämä mekanismi, jossa esine saa sähkövarauksen kosketuksesta ja sen jälkeen hylkii, on itse asiassa käytössä eräässä vanhassa ja hauskassa laitteessa: sähköstaattisessa kellossa. Seuraavalla kerralla tarkastelemme tämän periaatteen soveltamista ja sähköstaattisen kellon kummallisia ääniä. Se on todella kiehtova ilmiö!
Näin hauskoja kokeita sähkögeneraattorilla (Van de Graaff) voi tehdä!
Van de Graaffilla tehdyt kokeet eivät rajoitu tähän. Olemme julkaisseet monia muita hauskoja kokeita sisältäviä videoita. Mukana on jopa niitä, joita teimme televisio-ohjelmassa upeiden vieraiden, kuten Suzu Hirosen, Ryohei Suzukin, Yasuko-sanin sekä Chocolate Planet -koomikkoduo Osadan ja Matsuon kanssa! Lue lisää tästä.
Kokeista nauttiminen turvallisesti
※ Huomioithan, että kokeissa, joissa käytetään Van de Graaffin generaattoria (staattisen sähkön tuottaja), käsitellään korkeaa jännitettä. Ne on aina suoritettava asiantuntijan valvonnassa. Vältä kokeilemasta tätä kotona.
Jos haluat pyytää meiltä staattiseen sähköön liittyvää toimintaa (esim. tiedetyöpajat, TV-konsultointi tai esiintymiset), ota yhteyttä tästä.
[TEEMA] Koukuttavat staattisen sähkön kokeet!
Yhteydenotot ja pyynnöt
Tuo tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäksi! Olemme koonneet selkeästi hauskoja tiedekokeita, joita voit tehdä kotona, sekä niihin liittyviä vinkkejä. Selaa ja etsi lisää! ・Tieteen Ideakirja-sisällöstämme on tehty kirja. Lisätietoja täältä ・Lisätietoja ylläpitäjä Ken Kuwakosta täältä ・Kaikenlaiset pyynnöt (kirjoitukset, luennot, tiedetyöpajat, TV-konsultointi/esiintymiset jne.) tästä ・Artikkelipäivitykset lähetetään X:ssä!
Koevideoita julkaistaan Tieteen Ideakanavalla!
