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!
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。
