なぜ？シャボン玉は静電気に「寄ってくる」のに、紙のチョウチョは「逃げる」のか？
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
ふわふわと空中を漂うシャボン玉。いつもは風や重力に従って気ままに飛んでいますが、もし、あの「見えない力」を近づけたら、一体どうなると思いますか？そう、髪の毛を逆立てたり、セーターを脱ぐときにバチッとくる、静電気です。普段、シャボン玉は風に流されるだけですが、もし静電気の力が働いたら、その動きはどう変わるでしょう？下敷きで髪の毛が逆立つように、シャボン玉も反応するのでしょうか？想像するだけでワクワクしますね。さっそく実験してみました！
用意するもの
- 風船
- タオル（ウールや木綿のものが望ましいです）
- シャボン玉
方法
１ 道具を用意して、まずは風船をタオルでしっかりこすり、静電気を起こしておきます。
２ シャボン玉を優しく飛ばします。
３ シャボン玉の近くに、静電気をまとった風船を持っていきます。
いかがでしたでしょうか。あら不思議！
シャボン玉が、まるで魔法にかかったかのように風船にフワ～ッと引き寄せられていきます。
「逃げる」実験と「寄ってくる」実験
ここで、同じ静電気を使った別の実験「静電気チョウチョ」と比べてみましょう。
動画を見ると、ティッシュなどで作ったチョウチョは、静電気を帯びた物体から「逃げて」いきます。シャボン玉は「引き寄せられ」、チョウチョは「逃げていく」…。まったく逆の動きですね。なぜ、このような違いが生まれるのでしょうか？
仕組み：引き寄せる力の正体
まず、風船をタオルでこすると、静電気が発生します。実は、風船（ゴムやビニール）はタオル（綿や羊毛など）でこすると、電子（マイナスの電気）を受け取りやすく、マイナス(－)に帯電するのが一般的です。一方、シャボン玉は、石鹸と水でできていますね。この「水」こそが秘密の鍵を握っています。水分子（H_2O）は、少し変わった形をしています。全体としては電気的に中性（プラスでもマイナスでもない）ですが、分子の中では酸素（O）側がわずかにマイナス(－)、水素（H）側がわずかにプラス(＋)の電気を帯びているのです。これを「極性（きょくせい）がある」といいます。次の動画のように、水は電気に反応します。
そこへ、マイナス(－)に帯電した風船を近づけると、どうなるでしょう？そうです！水分子のプラス(＋)側（水素側）が、風船のマイナスの電気に引き寄せられて、風船のほうへ向きを変えます。
（※この図はプラスの電気を近づけた例ですが、マイナスの風船を近づけた場合は、水分子のプラス側が引き寄せられます）
シャボン玉の「風船に近い側」にプラスの電気が、「遠い側」にマイナスの電気が集まる（ように分子が並び変わる）のです。これを静電誘導（より正確には誘電分極）といいます。風船に引き寄せられるプラスの電気のほうが、反発するマイナスの電気よりも、風船にわずかに近いため、全体として引き合う力のほうが強くなります。これが、中性のはずのシャボン玉が風船に引き寄せられる理由です。
では、なぜ「静電気チョウチョ」は逃げるの？
これは、シャボン玉（水）とチョウチョ（紙）の性質の違いです。紙のチョウチョは、静電気を帯びた物体に触れる（あるいは非常に近づく）と、電気（電子）がぴょんと飛び移り、チョウチョ自体が風船と同じ（マイナス）の電気を帯びてしまいます。磁石の同じ極（N極とN極など）が反発するように、同じ種類の電気はしりぞけ合います。だから、チョウチョは「逃げて」いくのです。シャボン玉は電気が「移る」のではなく、水分子が「並び変わる」ことで引き寄せられていたのですね。面白い！
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