靜電是傲嬌火山?范德格拉夫起電機的「相愛相殺」科學秀!
我是科學教練桑子研。每天都是一場實驗。
靜電大爆發,火山噴啦!用科學的力量創造奇蹟!
「啪滋!」冬天摸門把時,不小心叫出聲來的那個現象。對很多人來說,「靜電」可能只是個有點麻煩又愛惡作劇的小東西。但如果,這個小小的靜電,其實隱藏著超強大的能量呢…?
也許你不敢相信,但這是真的!這次我們要用能產生大量靜電的裝置「范德格拉夫起電機(Van de Graaff generator)」,挑戰一個超震撼的實驗:讓無數保麗龍粒像火山爆發一樣,瞬間衝上天空!親眼見證靜電所擁有的「互相排斥的力量」,你對靜電的印象絕對會徹底改觀!
這就是這次「火山爆發」的材料:保麗龍粒。
我們把這些保麗龍粒放進底部開了洞的塑膠杯裡,然後固定在范德格拉夫起電機的頂端。看,就像岩漿聚集在火山口一樣!
接著,我們打開范德格拉夫起電機的開關!伴隨著微弱的馬達聲,看不見的能量正往「火山口」不斷累積…。這個驚人的結果,請大家直接看影片吧!
開關一開…
轟隆!超級大爆發!
那些保麗龍粒就像有了生命一樣,猛烈地飛向空中!
為什麼會噴發?~負電們的「沙丁魚列車」~
這個神奇現象的關鍵,就在於靜電的真面目「電子(-)」。范德格拉夫起電機是一種裝置,當打開開關時,它會將**負電(電子)**大量聚集到金屬球體上。放在上面的保麗龍粒,也會漸漸沾染上這些負電。
接下來會發生什麼事呢?每一顆保麗龍粒都會帶上相同的負電。電力有一個很重要的規則:「同性相斥(相同種類的電荷會互相排斥)」。被負電塞滿的保麗龍粒,就像擠滿人的電車一樣,大喊著「受不了了,不要靠近我!」開始互相推擠,當這個力量達到頂點時,它們就會一起爆衝出去。這就是「靜電火山爆發」的真相!看著它們放射狀擴散開來的樣子,就像親眼看到了電流互相排斥的路徑(電力線)一樣,真的非常壯觀!
一下被吸過去,一下又逃走!?電力傲嬌的個性
那麼,接下來如果我們手拿著保麗龍,靠近正在運轉的范德格拉夫起電機,又會發生什麼事呢?這一次,保麗龍竟然會像磁鐵一樣,「唰」地被吸過去!
剛才明明是互相排斥,現在卻被吸過去,真的很不可思議吧?不過,仔細觀察會發現,黏在金屬球上的保麗龍粒,又會「啪」的一聲彈開。這到底是為什麼呢?其實,這就是「靜電感應」這個現象在作怪。
范德格拉夫起電機上大量的負電(-),會把靠近的保麗龍粒裡面的負電(-)「趕走!給我滾遠一點!」。結果,靠近起電機的那一側就會變成**正電(+)**的狀態。
電力還有另一個規則:「異性相吸(不同種類的電荷會互相吸引)」。范德格拉夫起電機上的負電(-)和保麗龍粒上的正電(+)會互相吸引,然後「啪」地黏在一起。
然而,在黏住的那一瞬間,范德格拉夫起電機上的大量負電(-)會流過來,讓保麗龍粒最後也變成了負電(-)。一旦又變成「同性相斥」,這次它就會排斥彈開。一下被吸過去,一下又被彈開。這簡直就像是在觀察電力傲嬌的個性一樣,讓人充滿了無窮的好奇心呢!
靜電產生器(范德格拉夫起電機)就是一個科學的百寶箱!
除此之外,范德格拉夫起電機還有很多有趣的實驗。這些實驗也曾在電視節目上,和廣瀨鈴、鈴木亮平、Yasuko、搞笑組合「Chocolate Planet」的長田先生、松尾先生等藝人一起進行過。詳細資訊請看這邊。
※ 進行靜電產生裝置(范德格拉夫起電機)的實驗時,務必請專業人士在場指導。請小心嘗試。關於靜電實驗的各種委託(實驗教室、電視節目監製/出演等),請由此聯繫。
【專題】讓你玩到停不下來!靜電實驗
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