풍선으로 빈 깡통 산책!? 정전기의 놀라운 실험!
사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 실험이죠!
겨울에 스웨터를 벗을 때 ‘파지직!’ 소리가 나던 일, 자로 머리카락을 곤두세우며 장난치던 추억… 우리 주변에 흔하디 흔한 “정전기”! 사실 이 작은 전기 힘으로 빈 캔을 마치 마법처럼 움직일 수 있다는 거 알고 계셨나요? 손도 대지 않았는데, 풍선을 가까이 대기만 해도 빈 캔이 스르륵 따라오는 모습이 마치 풍선이랑 친해져서 산책하는 것 같죠? 오늘은 집에서 아주 쉽게 해볼 수 있는 이 신기하고 재미있는 과학 마술을 소개해 드릴게요!
자, 마법을 준비해 볼까요!
준비물은 아주 간단해서, 마음만 먹으면 바로 실험할 수 있어요.
- 빈 캔 (알루미늄 캔처럼 가벼운 것)
- 풍선
- 손수건, 수건, 또는 티슈
실험 방법
- 풍선을 손수건 등으로 벅벅 문질러 주세요. 이게 바로 마법의 에너지를 모으는 주문이랍니다!
- 캔 입구가 옆을 향하게 해서 책상 같은 평평한 곳에 놓아주세요.
- 문지른 풍선을 살~짝 빈 캔에 가까이 대어 보세요. 자, 어떤 일이 벌어질까요?
정말 신기하죠? 빈 캔이 꼬물꼬물 굴러가면서 풍선에 이끌려 와요. 이것이 바로 ‘빈 캔의 산책’이랍니다!
왜? 빈 캔이 움직이는 마법의 비밀
이 마법의 정체는 “정전기 유도(靜電氣 誘導)”라는 과학 현상이에요. 말이 좀 어렵게 들릴 수도 있지만, 빈 캔 안에서 벌어지는 일들을 이야기처럼 살펴보면 아주 쉽게 이해할 수 있어요.
- 풍선이 악당으로 변신?! 풍선을 손수건으로 문지르면, 풍선은 마이너스(－) 전기를 잔뜩 뒤집어쓴 상태(대전)가 돼요.
- 빈 캔 속 전자(電子)들이 대혼란! 마이너스 전기를 띤 풍선이 가까이 다가오면, 알루미늄 캔 안에 있는 ‘자유 전자'(마이너스 전기 알갱이)들은 “악, 마이너스가 온다!” 하며 대패닉에 빠져요. 마이너스끼리는 서로 밀어내는 성질이 있기 때문에, 모두 풍선에서 가장 먼 곳으로 도망가 버린답니다.
- 플러스와 마이너스가 끌어당기는 힘! 전자들이 도망간 결과, 풍선과 가까운 쪽은 전자가 없는 ‘플러스(+) 전기’가 많은 상태가 돼요. 마이너스로 대전된 풍선과 플러스가 된 빈 캔! 마치 자석의 N극과 S극이 끌어당기듯이, 서로 “이리 와!” 하고 끌어당기는 힘이 생겨나는 거죠.
이렇게 전기를 띤 물체(풍선)를 가까이 가져가면, 상대방(빈 캔)의 전기가 플러스와 마이너스로 나뉘어 반대되는 전기가 끌어당겨지는 현상. 이것이 바로 정전기 유도 랍니다. ‘고요한(靜) 전기(電)가, 상대방의 전기 배열을 꾀어서(誘) 이끈다(導)’고 기억하면 이해하기 쉬울 거예요.
알루미늄 캔처럼 가볍고 둥근 모양은 이 작은 힘으로도 굴러갈 수 있는 거죠! 여러분도 꼭 집에서 이 과학 마술을 시도해 보세요! (참고로 이 실험은 ‘석세스 12(グローバル教育出版)’의 3·4월호에 실린 “과학 마술: 사이 좋은 풍선과 알루미늄 캔” 기사 감수도 제가 맡았었습니다.)
【심화】 더 대단한 정전기의 세계!
정전기의 힘을 더욱 키우면 훨씬 재미있는 현상들을 볼 수 있어요. 정전기 발생 장치 “반데그라프(Van de Graaff)”를 이용한 실험에서는 머리카락이 전부 곤두서거나, 손대지 않았는데도 형광등이 빛나기도 한답니다!
저는 이 실험을 히로세 스즈, 스즈키 료헤이, 야스코, 초콜릿 플래닛의 오사다, 마츠오 등과 TV 프로그램에서 함께 진행하기도 했습니다. 그 모습은 여기서 보실 수 있습니다.
※ 참고로, 정전기 발생 장치(반데그라프)를 이용한 실험은 매우 위험하므로, 반드시 전문가의 입회 하에 진행해 주세요. 또한 정전기 실험에 관한 의뢰(실험 교실 및 TV 감수/출연 등)는 여기로 문의해 주시기 바랍니다.
문의 및 의뢰에 대하여
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