空中的小精靈:用氣球和靜電製造一場夢幻蝴蝶秀

我是科學教練桑子研。每天都是一場實驗!

一到冬天,手碰到門把就會「啪!」一聲,脫毛衣時也會發出「噼哩啪啦…」的聲音。這種有點惱人的靜電,你是否知道它其實蘊藏著一股強大的魔法力量呢?這次,我們就要利用靜電的魔力,來進行一個不可思議的科學實驗:讓塑膠袋做的蝴蝶,像活著一樣輕盈地漂浮在空中!這個實驗不需要什麼特殊道具,只要用家裡現有的東西,就能體驗科學的奇妙魔法。

這個實驗其實是赫赫有名的「靜電水母(Electric Jellyfish)」實驗的應用版。靜電水母是用撕成細條的塑膠膠帶,但我們這次將它變成蝴蝶的形狀,讓眼前的景象更加夢幻、更引人入勝。

靜電水母的樣子

塑膠蝴蝶會一直輕盈地、翩翩起舞地停留在你的手上… 整個過程會讓你感覺自己就像是個小魔法師!首先,請先透過這段影片,來看看這個奇特的景象吧。

如何?是不是很有趣呢!那麼,我們就趕快來看看這個科學魔術的實作方法吧。

浮いているチョウチョの図

準備材料:召集魔法道具!

  • 氣球 (Balloon)
  • 輕薄的塑膠袋 (例如:超市的購物袋)
  • 油性麥克筆 (Permanent Marker)
  • 剪刀 (Scissors)
  • 毛巾 (乾的) (Dry Towel)

20121203230322


實作步驟:為蝴蝶注入生命

步驟一:製作蝴蝶

首先,在超市的塑膠袋等材料上,用你喜歡的顏色畫出蝴蝶的圖案。記得把翅膀畫得大一點,這是成功的關鍵!

ビニールでチョウチョを作る

接著,用剪刀小心翼翼地沿著邊緣剪下來,你的塑膠蝴蝶就完成囉!

步驟二:積蓄靜電(摩擦起電)

這一步是整個實驗的重中之重!我們要分別用毛巾摩擦蝴蝶和氣球,讓它們都帶上靜電。將蝴蝶平放在桌上,用毛巾用力往下壓並徹底摩擦。你會發現,蝴蝶會被靜電力吸附,緊緊地貼在桌面上。氣球也一樣,要用毛巾均勻地摩擦整個表面。

步驟三:讓蝴蝶飛向天空!

將緊貼在桌上的蝴蝶,快速且有力地丟向空中。這時候蝴蝶很容易黏在手上,訣竅就是果斷地「輕輕一拋」!然後,在蝴蝶落下時,迅速將摩擦過的氣球伸到牠的下方。請務必讓毛巾摩擦過的那一面朝向蝴蝶喔!

步驟四:魔法時刻開始!

如果成功,蝴蝶就會輕柔地漂浮在氣球上方,彷彿活著一樣持續飛舞。慢慢移動氣球,蝴蝶也會跟著移動喔。如果一直不成功,可以試著將蝴蝶的尺寸再做小一點。越輕越容易漂浮起來。另外,在空氣乾燥的冬天會更容易成功喔!

科學原理:為什麼蝴蝶會漂浮起來?

這個魔法的真面目,當然就是「靜電」了。那麼,牠為什麼會漂浮呢?當我們用毛巾摩擦塑膠蝴蝶和橡膠氣球時,其實是毛巾上的「負電荷(電子)」轉移到了蝴蝶和氣球上。因此,蝴蝶和氣球都帶上了相同的「負電」。

電荷和磁鐵的N極與S極一樣,具有「同種電荷互相排斥(排斥力),異種電荷互相吸引(吸引力)」的特性。所以,當帶有負電的蝴蝶和同樣帶有負電的氣球靠近時,就會產生一種「你別過來!」的互相排斥力量。

被拋向空中的蝴蝶,會受到地球重力的影響向下墜落。但是,當氣球從下方靠近時,靜電的「排斥力」就會將蝴蝶往上推。當「向下墜落的重力」與「向上推升的靜電力」恰好達到平衡時,蝴蝶就能持續漂浮在空中了!

更不可思議的靜電世界!

雖然用身邊的材料就可以玩得很開心,但如果使用靜電產生機「范德格拉夫起電機(Van de Graaff generator)」,就能進行更具動態、更有趣的實驗!像是頭髮會豎起來,或是電力變得肉眼可見…!?這個實驗也曾和廣瀨鈴、鈴木亮平、Yasuko(やす子)、以及搞笑組合「Chocolate Planet」的Osada和Matsuo等藝人在電視節目中一起進行。如果你想一探科學更深奧的領域,請務必看看這篇文章。

詳細請點這裡

**※ 另外,使用靜電產生裝置(范德格拉夫起電機)的實驗,請務必在專業人士的陪同下進行。請務必注意安全。**如果有關於靜電實驗的相關委託(實驗教室、電視節目監製/演出等),請由此聯繫我們

【專題】讓人一試就上癮!靜電實驗

聯繫與委託

想讓科學的不可思議和有趣之處更貼近生活嗎?我們彙整了在家就能進行的有趣科學實驗和技巧,都用簡單易懂的方式呈現。歡迎多加搜尋!

  • 科學點子筆記的內容已經集結成書了。詳細請見此處
  • 關於經營者桑子研,請見此處
  • 各類委託(撰稿、演講、實驗教室、電視節目監製/演出等),請見此處
  • 文章更新資訊正在X上發布

科學點子頻道(科学のネタチャンネル)正在發佈實驗影片!