बस टिश्यू से रगड़ो! “चलती हुई स्ट्रॉ” से सीखिए प्लस और माइनस स्थैतिक विद्युत का विज्ञान
साइंस ट्रेनर केन कुवाको की ओर से। हर दिन एक प्रयोग है।
क्या सर्दियों में कभी दरवाज़े के नॉब को छूने पर “चट!” करके स्टैटिक बिजली का झटका महसूस किया है? वह छोटा-सा झटका जो आपकी उंगली के सिरे पर लगता है। यह सर्दियों में, जब हवा शुष्क होती है, होने वाली एक आम घटना है। दरअसल, उस “चट!” के पीछे की सच्चाई एक बहुत ही शक्तिशाली, अदृश्य “बिजली की शक्ति” का कमाल है। अगर आप उस अदृश्य शक्ति को अपने हाथों से नियंत्रित कर पाएं, तो क्या यह मज़ेदार नहीं होगा?
आज हम इसी स्टैटिक बिजली की शक्ति का उपयोग करके एक ऐसा प्रयोग करेंगे, जिसमें एक स्ट्रॉ पर जैसे जादू हो जाएगा – इसका नाम है “घूमता हुआ स्ट्रॉ” (“Moving Straw”)। इसके लिए आपको ज़्यादा खास उपकरण नहीं चाहिए। आइए, स्टैटिक बिजली की इस जादुई दुनिया का अनुभव साथ में करते हैं!
ज़रूरी चीज़ें
लकड़ी का एक टुकड़ा, कील (नेल), एक मुड़ने वाला स्ट्रॉ (Bending Straw), और टिश्यू पेपर। (※वीडियो में गुब्बारे का भी इस्तेमाल किया गया है, लेकिन शुरुआत में सिर्फ टिश्यू से भी काम चल जाएगा!)
तरीका
१. लकड़ी के टुकड़े में कील ठोंक कर एक ऐसा स्टैंड बनाएं जो गिरे नहीं।
२. मुड़ने वाले स्ट्रॉ को मोड़कर, कील के सिर पर धीरे से इस तरह रखें कि वह संतुलित हो जाए और ऊपर से ढका रहे। इससे स्ट्रॉ आज़ादी से घूम सकेगा।
३. अब जादू की तैयारी है! सबसे पहले, कील के ऊपर रखे स्ट्रॉ को टिश्यू पेपर से खूब अच्छी तरह रगड़ें। इसके बाद, उसी रगड़े हुए टिश्यू पेपर को स्ट्रॉ के पास धीरे-धीरे लाएं। अगर आपके पास गुब्बारा है, तो उसे भी टिश्यू से रगड़कर स्ट्रॉ के पास लाकर देखें।
स्ट्रॉ क्या प्रतिक्रिया देता है?
इस वीडियो में आप इसकी असली हरकत देख सकते हैं!
स्ट्रॉ क्यों घूमा? अदृश्य शक्ति का रहस्य
स्ट्रॉ भले ही अपने आप घूमता हुआ दिखा, लेकिन यह कोई जादू नहीं है। यह “स्टैटिक बिजली” (Static Electricity) की शक्ति है। जब दो चीज़ों को आपस में रगड़ा जाता है, तो “इलेक्ट्रॉन” (Electron) नामक बिजली के छोटे कण एक चीज़ से दूसरी चीज़ में चले जाते हैं। इस प्रयोग में, हमने स्ट्रॉ और टिश्यू पेपर को रगड़ा। इन दोनों चीज़ों में, टिश्यू पेपर इलेक्ट्रॉन आसानी से खो देता है, जबकि स्ट्रॉ इलेक्ट्रॉन को आसानी से ग्रहण कर लेता है।
नतीजतन, टिश्यू पेपर में इलेक्ट्रॉनों की कमी हो जाती है और वह “पॉजिटिव (+)” आवेश की स्थिति में आ जाता है, जबकि स्ट्रॉ में ज़्यादा इलेक्ट्रॉन होने के कारण वह “नेगेटिव (–)” आवेश की स्थिति में आ जाता है। बिजली के इस असंतुलित होने को ही “चार्ज होना” (Electrification) या “आवेशित होना” कहते हैं। (वैसे, रबर के गुब्बारे को भी टिश्यू पेपर से रगड़ने पर वह भी स्ट्रॉ की तरह ही इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके “नेगेटिव (–)” आवेशित हो जाता है।)
इलेक्ट्रिफिकेशन सीरीज़ (Electrification Series) स्रोत: केन कुवाको/जूनिचीरो ताकेदा, ‘विज्ञान योग्यता परीक्षा आधिकारिक प्रश्न संग्रह 5/6 ग्रेड’ (कोडांशा)
ऊपर दिया गया चित्र “इलेक्ट्रिफिकेशन सीरीज़” (Triboelectric Series) कहलाता है, जिसमें यह दिखाया गया है कि कौन सी चीज़ें “पॉजिटिव” और कौन सी “नेगेटिव” चार्ज होने की प्रवृत्ति रखती हैं। रगड़ने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली चीज़ों के जोड़ से तय होता है कि कौन सी चीज़ पॉजिटिव चार्ज होगी। अब, बिजली का एक बहुत ही महत्वपूर्ण नियम है। वह यह है कि…
- एक ही प्रकार के आवेश (पॉजिटिव और पॉजिटिव, नेगेटिव और नेगेटिव) एक-दूसरे को धक्का देते हैं (विकर्षण)।
- विपरीत प्रकार के आवेश (पॉजिटिव और नेगेटिव) एक-दूसरे को खींचते हैं (आकर्षण)।
यह बिल्कुल चुंबक के उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों के संबंध जैसा है। इसीलिए, जब हम नेगेटिव चार्ज हुए स्ट्रॉ के पास, उसी तरह नेगेटिव चार्ज हुए गुब्बारे को लाते हैं, तो क्या होता है?
जी हां, वे दोनों एक-दूसरे को “दूर रहो!” कहकर पीछे हटाते हैं (विकर्षित करते हैं)। चूंकि स्ट्रॉ कील के ऊपर आज़ादी से घूम सकता है, वह गुब्बारे से दूर भागता हुआ घूमने लगता है। तो, अगर हम नेगेटिव चार्ज वाले स्ट्रॉ के पास, अब पॉजिटिव चार्ज वाला टिश्यू पेपर (वही टिश्यू जिससे हमने स्ट्रॉ को रगड़ा था) लाएं, तो क्या होगा?
इस बार, वे दोनों एक-दूसरे को खींचेंगे! स्ट्रॉ टिश्यू पेपर की ओर खींचा जाता हुआ घूमने लगता है। इस प्रयोग के माध्यम से, हम स्ट्रॉ की हरकत से “बिजली के आकर्षण और विकर्षण” की अदृश्य शक्ति का अनुभव कर सकते हैं।
पास लाने पर “अचानक” क्यों घूमने लगता है?
क्या आपने एक और दिलचस्प बात पर ध्यान दिया? जब आप टिश्यू या गुब्बारे को पास लाते हैं, तो दूर होने पर कुछ नहीं होता, लेकिन एक निश्चित दूरी तक पहुँचते ही, स्ट्रॉ “अचानक” से घूम गया होगा। दरअसल, स्टैटिक बिजली की यह शक्ति (जिसे कूलम्ब बल भी कहते हैं) दो चीज़ों के बीच की “दूरी” से बहुत गहराई से जुड़ी हुई है।
यह फॉर्मूला बहुत ही आसान शब्दों में यह दर्शाता है कि: “आप जितना करीब लाएंगे, बल उतनी ही तेज़ी से बढ़ेगा।” उदाहरण के लिए, जब दूरी आधी (1/2) हो जाती है, तो बल आश्चर्यजनक रूप से 4 गुना (2×2) हो जाता है। जब दूरी एक-तिहाई (1/3) हो जाती है, तो बल 9 गुना (3×3) तक बढ़ जाता है! इसीलिए, जब आप इसे दूर से लाते हैं तो बल इतना कम होता है कि स्ट्रॉ नहीं घूमता, लेकिन एक निश्चित बिंदु (दूरी) को पार करते ही, स्ट्रॉ को घुमाने के लिए काफी मजबूत बल “अचानक” पैदा हो जाता है, और ऐसा लगता है जैसे स्ट्रॉ अचानक से घूमने लगा हो।
स्टैटिक बिजली बनाने वाली मशीन से ऐसे मज़ेदार प्रयोग भी! !
स्टैटिक बिजली हाथ से रगड़ने पर भी दिलचस्प होती है, लेकिन एक खास “स्टैटिक बिजली पैदा करने वाली मशीन (वैंडेग्राफ जनरेटर)” का उपयोग करने पर, और भी शक्तिशाली और आश्चर्यजनक प्रयोग किए जा सकते हैं। हमने स्टैटिक बिजली मशीन (वैंडेग्राफ) का उपयोग करके और भी मज़ेदार प्रयोग साझा किए हैं। इनमें वे प्रयोग भी शामिल हैं जो हमने टीवी शो में सूज़ू हिरोसे, रयोहेई सुज़ुकी, यासुको, और चॉकलेट प्लैनेट्स के ओसाडा और मात्सुओ जैसे कलाकारों के साथ किए थे।ज़्यादा जानकारी के लिए यहां क्लिक करें।
※ ध्यान दें: स्टैटिक बिजली पैदा करने वाली मशीन (वैंडेग्राफ जनरेटर) का उपयोग करके किए जाने वाले प्रयोग हमेशा किसी विशेषज्ञ की देखरेख में ही करें। कृपया सावधानी के साथ प्रयोग करें। स्टैटिक बिजली प्रयोगों से संबंधित अनुरोधों (जैसे प्रयोग कक्षाएं, टीवी सुपरविजन/उपस्थिति आदि) के लिए, कृपया यहां संपर्क करें।
【विशेष लेख】आप खुद को रोक नहीं पाएंगे! स्टैटिक बिजली के प्रयोग
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