찌릿! 내가 바로 전기 인간?! 집에서 형광등 켜는 마법의 정전기 실험!
짜릿한 전기 인간이 되어보자!
정전기는 우리 주변에서 아주 흔하게 볼 수 있는 현상 중 하나예요. 혹시 추운 날 스웨터를 벗을 때 ‘파직!’ 소리와 함께 따끔함을 느끼거나, 문손잡이를 잡을 때 ‘찌릿!’ 하는 경험 해본 적 없으시나요? 이 모든 게 바로 정전기 때문이랍니다. 정전기는 물체들이 서로 마찰하면서 생겨나는 전기이며, 특히 건조한 계절에 잘 발생해요.
이번에는 이 정전기를 이용해서 ‘나 자신이 전기 인간이 되어’ 형광등을 켜는 신기한 실험을 소개해 드릴게요. 이 실험은 집에서 흔히 구할 수 있는 물건들로도 간단하게 해볼 수 있어요. (물론, 반데그라프(Van de Graaff) 정전기 발생기를 사용하면 훨씬 더 쉽게 할 수 있답니다.) 정전기의 신기함과 재미를 온몸으로 느껴볼 수 있는 실험이니, 꼭 한번 도전해 보세요!
형광등에 불이 들어오는 마법!
반데그라프에 정전기를 충분히 모은 후, 형광등을 들고 이 발생기에 닿으면… 놀랍게도 형광등이 빛을 냅니다! 정말 흥미롭지 않나요?
형광등이 빛날 때, 우리 몸에도 전기가 흐르기 때문에 약간의 따끔함을 느낄 수도 있어요. 이는 반데그라프에서 방출된 마이너스 전하가 형광등을 통과해 제 몸으로 흘러 땅으로 빠져나가기 때문인데요. 즉, 아주 미세한 전류가 몸에 흐르는 거랍니다.
이 현상은 형광등 안에 채워진 가스(주로 아르곤이나 수은 증기)가 반데그라프에서 오는 높은 전압에 의해 들뜨면서(여기되면서) 빛을 방출하기 때문에 일어납니다. 더 선명하게 관찰하고 싶다면 방을 어둡게 하고 실험해 보세요. 형광등이 환상적으로 빛나는 모습을 잘 볼 수 있을 거예요. 이 원리를 알고 나니, 우리 주변의 전기 현상이 더 궁금해지지 않으세요? 형광등 전체가 아니라 손으로 잡고 있는 부분까지만 빛나는 것도 정말 재미있는 부분이죠!
자, 그럼 이제 직접 우리 몸에 전기를 모아서 형광등을 켜보는 실험을 해봅시다!
몸에 전기를 모아 형광등 켜기!
준비물
절연대 (플라스틱 의자 다리에 고무를 붙인 것 등), 풍선, 스웨터 (울 100%), 형광등, 친구 1~5명
실험 방법
울 100% 스웨터를 입고 절연대 위에 올라섭니다.
친구들에게 풍선으로 스웨터를 1분 정도 계속해서 문질러 달라고 부탁하세요. 세게 문지르는 것이 중요합니다.
친구 한 명이 형광등의 한쪽 끝을 잡고, 나는 다른 한쪽 끝을 손으로 만져봅니다. 과연 형광등에 불이 들어올까요?
참고로 이 실험은 예전에 배우 히로세 스즈(広瀬すず) 씨와 함께 TV 프로그램에서 진행했던 실험 중 하나입니다. 자세한 내용은 여기에서 확인해 보세요.
작동 원리
절연대 위에 서게 되면 우리 몸에 모인 전기가 땅으로 쉽게 빠져나가지 못하게 됩니다.
풍선으로 옷을 문질러 줍니다.
1분 동안 열심히 문지르는 게 중요해요!
이렇게 하면 우리 몸에는 + 전하가 쌓이게 됩니다.
실험에 사용했던 절연대. 다리에 고무 시트를 붙여 절연 성능을 더욱 높였습니다.
그리고 제가 형광등을 내밀고 다른 사람이 만지면…
제 몸에 쌓여있던 전자가 흘러들어 오면서 형광등이 순간적으로 빛을 발합니다.
이것은 실험용으로 제작된, 세 가지 색으로 빛나는 형광등을 사용했을 때의 모습입니다. 빛나는 모습이 더 확실하게 보이죠.
방전 거리를 보면 전압이 약 10,000V 정도였음을 짐작할 수 있습니다. 정전기로 형광등이 순식간에 빛난다니 정말 신기하지 않나요! 집에서도 충분히 해볼 수 있는 실험이에요. 방전할 때는 방의 불을 끄고 하면 형광등이 빛나는 모습을 더욱 잘 관찰할 수 있습니다. 놀랍게도 이 실험은 **에도 시대(江戸時代)**에도 유행했었다고 해요. 이 사진을 한번 보세요.
이것은 반데그라프와 비슷한 **엘레키텔(エレキテル)**이라는 정전기 발생 장치를 사용해 사람에게 전기를 모으고, 그것을 방전시키는 모습을 그린 그림입니다. 에도 시대에도 이런 과학 실험이 구경거리로, 사이언스 쇼로 유행했다는 것을 알 수 있습니다.
※ 정전기 발생 장치를 이용한 실험은 반드시 전문가의 지도 하에 진행해 주세요. 안전에 유의하여 시도해 주시기 바랍니다. 또한 정전기 실험 관련 섭외 (실험 교실, TV 자문·출연 등)는 여기로 문의해 주세요.
※ 이 실험은 히로세 스즈 씨와 TV 프로그램에서 진행했던 실험 중 하나입니다. 자세한 내용은 여기에서 확인하세요.
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