빛을 비췄더니 전기가 사라졌다!? 금박 검전기로 체험하는 아인슈타인의 위대한 발견
사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 실험입니다.
“빛을 비추기만 했는데 전기가 사라진다.”
마치 마법 같은 일이 실제 실험실에서 일어납니다. 게다가 이 발견은 바로 그 아인슈타인이 노벨상을 받게 된 위대한 업적과 깊은 관련이 있죠. 이번에는 박검전기를 이용한 조금 신기한 과학 실험을 소개해 보겠습니다.
박검전기란?
박검전기는 정전기(전하)를 확인하는 실험 도구입니다. 안쪽에는 아주 얇은 금속박 두 장이 매달려 있는데, 전하가 쌓이면 서로 밀어내며 벌어집니다. 이번 실험은 바로 이 “금속박이 벌어진 상태”에서 시작합니다. 즉, 금속박이 열려 있다는 건 검전기 안에 전하가 저장되어 있다는 뜻입니다.
자외선을 비추면 어떤 일이 벌어질까?
벌어져 있는 박검전기의 금속판 위에 자외선을 비춰 보았습니다. 그러자——놀랍게도 금속박이 점점 닫히기 시작합니다!
아래 영상에서 직접 확인해 보세요.
마치 빛이 전기를 빨아들여 버린 것처럼 보이죠. 도대체 무슨 일이 일어난 걸까요?
이것이 바로 ‘광전효과’
이 현상은 광전효과라고 불립니다. 금속에 빛, 특히 자외선처럼 파장이 짧은 빛을 비추면 금속 표면에서 전자가 튀어나오는 일이 일어납니다.
이번 실험에서 박검전기에는 음전하(전자)가 쌓여 있었습니다. 그런데 자외선을 비추자 금속판 표면의 전자들이 하나둘 밖으로 빠져나가게 되었고, 저장되어 있던 전하가 줄어들었습니다. 그 결과 서로 밀어내던 금속박이 다시 닫히게 된 것입니다.
아인슈타인과 노벨상의 뜻밖의 연결고리
사실 광전효과는 굉장히 깊은 의미를 가진 현상입니다. 19세기 말 당시 과학자들은 “빛은 파동이다”라는 기존 개념만으로는 이 현상을 설명할 수 없어 큰 고민에 빠져 있었습니다.
그때 등장한 인물이 바로 알베르트 아인슈타인입니다. 그는 1905년에 “빛은 에너지를 가진 입자(광자, 포톤)의 집합이다”라는 혁신적인 아이디어를 발표했고, 이를 통해 광전효과를 완벽하게 설명해 냈습니다.
그리고 바로 이 업적으로 아인슈타인은 1921년 노벨 물리학상을 받게 됩니다. 많은 사람들이 상대성이론으로 노벨상을 받은 줄 알고 있지만, 실제 수상 이유는 광전효과 연구였다는 점이 꽤 흥미롭죠.
광전효과는 현대 기술의 핵심
광전효과는 단순히 교과서 속 이야기만이 아닙니다. 사실 현대 기술 곳곳에서 활용되고 있습니다.
예를 들어 태양광 발전(태양전지)은 빛의 에너지로 전자를 움직여 전기를 만들어 내는데, 이것이 바로 광전효과를 응용한 대표적인 기술입니다.
또한 디지털카메라나 스마트폰 카메라에 들어 있는 이미지 센서 역시 빛을 전기 신호로 변환하는 과정에서 광전효과와 깊은 관련이 있습니다.
즉, 금속박이 천천히 닫히는 그 작은 실험 속에 오늘날 문명을 떠받치는 물리학의 핵심 원리가 숨어 있었던 셈입니다.
박검전기에 자외선을 비추기만 해도, 아인슈타인이 밝혀낸 빛의 정체인 “빛은 입자이기도 하다”라는 놀라운 발견의 일부를 직접 눈으로 확인할 수 있습니다. 영상을 여러 번 보면서 금속박이 닫히는 순간을 천천히 관찰해 보세요.
문의 및 의뢰 안내
과학의 신기함과 재미를 더 가까이에서 느껴보세요! 집에서도 할 수 있는 재미있는 과학 실험과 노하우를 알기 쉽게 소개하고 있습니다. 다양한 글도 꼭 검색해 보세요!
・과학의 네타장이 책으로 출간되었습니다. 자세한 내용은 여기
・운영자 쿠와코 켄 소개는 여기
・각종 의뢰(집필·강연·실험교실·TV 감수·출연 등)는 여기
・최신 글 업데이트는 X에서 확인하세요!
과학 네타 채널에서는 다양한 실험 영상을 공개 중입니다!
５月のイチオシ実験！
キーンと冷えるドライアイス！気温が上がってくるこの時期・ドライアイスを使った昇華・凝結・等速度直線運動の実験はいかが？
液体ゼロ！ドライアイスが消えるまでの３時間を科学する（昇華・凝結・等速度直線運動）
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- 4月30日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ）の科学監修を担当しました。
- 5月8日（金）理科教育ニュースを担当しました。
- 6月14日（日） 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 6月26日（金） 千葉大学の公開研究会（中学理科について授業公開予定）
- 7月18日（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。
書籍のお知らせ
- 『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。
各種SNS（更新情報をお届け！）
X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）
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。
