静電気で大噴火！？バンデグラフで発泡スチロールを飛ばそう！🌋

ケン博士

サイエンストレーナーの桑子研です。このサイトで科学を一緒に楽しみましょう。

静電気で噴火実験！？バンデグラフで発泡スチロールを飛ばそう！

「静電気」と聞くと、冬場にドアノブでバチッとくるアレを思い浮かべる人も多いのではないでしょうか？でも、静電気はただの「痛い現象」ではなく、実はとても面白い科学の力なんです！今回はそんな静電気を使って「噴火実験」をしてみましょう！火山の噴火のように、発泡スチロールの粒を飛ばすことができます。バンデグラフという静電気発生装置を使えば、電気の力で物を動かすことができるんです。

こちらが今回使う発泡スチロール粒です。

続いて、ここにバンデグラフの上に底に穴をあけたプラスチックカップなどを乗せます。カップはセロテープなどで固定しても良いです。このプラスチック容器に発泡スチロール片をいれておきます。

そしてバンデグラフのスイッチをおして起動させると…続きはぜひこちらの動画を見てください。

スイッチを入れてみると、

ドッカーン！と大噴火！

このように発泡スチロールの粒が勢い良く飛んでいきます。

なぜ発泡スチロールが飛ぶの？

バンデグラフが発生させた静電気によって、発泡スチロールの粒が同じ電気を帯びます。同じ電気を持ったもの同士は反発する性質があるため、発泡スチロール同士が押し合いながら飛び散るのです。今回使ったのがナリカ製のバンデグラフですが、バンデグラフの球の部分にマイナスの電気がたまり、その一部が発泡スチロールにうつり、どちらもマイナスに帯電するので、反発して電気力線の方向に飛び出していくという具合です。放射状に電気力線がある様子が目に見えますね。

続いて発泡スチロール片を手に持って、バンデグラフに近づけてみましょう。するとまた面白い事が起こります！こちらの動画を御覧ください。

写真でも紹介します。手を近づけると…

このように、スチロール粒が静電気発生装置に惹きつけられていくのです（先程とは逆ですね）。ですがよく見ていると、張り付いたと思ったら、今度は金属球から飛び出していくものもあります。なぜこのようなことが起こるのでしょうか？

これは発泡スチロールがバンデグラフの電場の影響を受けて、バンデグラフから遠い方にマイナスの電気が移動します。その結果、発泡スチロールの近いほうがプラスに帯電して、バンデグラフにひきよせられていき張り付きます。しかし張り付いた発泡スチロールに一部にマイナスの電気がバンデグラフから移動し、その結果バンデグラフと反発して、飛び出していくものもあります。

バンデグラフへの興味は尽きませんね。