授業中にひっくり返った！バンデグラフ×ライデンびんの「百人おどし」実験失敗レポート
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
授業中に「ひっくり返った」ことがある理科教師は、そう多くないかもしれません。でも、科学の実験現場には、教科書には載っていないリアルな驚きが潜んでいます。今回は、私が実際に体験した「失敗実験」のお話です。
誘導コイルで感電した日のこと
じつは私、授業中に誘導コイルで感電したことがあります。真空放電管を使いながら生徒に説明をしていたとき、誤って2つの電極に同時に触れてしまいました。次の瞬間——気がつけば後ろにひっくり返っていました。「痛い！」というよりも、強い衝撃で身体が吹き飛んだ感覚です。誘導コイルは、乾電池程度の低い電圧を、数万ボルト以上の高電圧に変換する装置。電流そのものは小さくても、あの瞬間的な衝撃は相当なものでした。「誘導コイルって、なんて怖いんだ……」と心から思った一コマでした。
バンデグラフ＋雷電びん＝「百人おどし」の衝撃
そして、これと同じような体験が、別の実験でも起きました。それが「百人おどし」の実験です。使ったのはバンデグラフ起電機。ベルトを回転させることで静電気を蓄え、大きなドーム状の電極に高電圧を作り出す装置です。単体では「髪の毛がふわっと逆立つ」程度の演示実験に使われることも多く、比較的おなじみの存在です。
ところが、これに雷電びん（ライデンびん）を組み合わせると話が変わります。ライデンびんは、18世紀にオランダのライデン大学で発明された、世界最古のコンデンサ（電気をためる装置）。内側と外側にアルミ箔を貼ったガラスびんで、バンデグラフで発生した静電気を少しずつ蓄え、一気に放電させることができます。この「ためて、一気に放つ」という仕組みが、強烈な衝撃を生み出すのです。
生徒たちと一緒に実験をしていたそのとき——生徒が思いもよらないタイミングで放電させてしまいました。
その瞬間、私は画面の外に吹き飛ぶほど後ろに倒れてしまいました。ちょうどビデオに映っていましたので、ぜひご覧ください。
怪我などはまったくなく、単純にびっくりしただけなのですが、「いつ来るかわからない」という恐怖が静電気実験の醍醐味でもあります。
静電気の「ため込んで一気に放つ」しくみ
ライデンびんの発明当時、研究者たちはその威力に驚き、実験中に吹き飛ばされたという記録が残っています。18世紀の科学者たちも、同じように「ひっくり返っていた」のかもしれません。静電気は、私たちの身近にある現象です。冬にドアノブに触れてバチッとなるあの感覚も、原理は同じ。ただ、スケールが違うだけで、電気の本質はいつの時代も変わらないのです。
実験は安全第一が大前提ですが、こうしたハプニングが、生徒たちに「電気って本当にすごい力を持っているんだ」と実感させてくれる瞬間でもあります。これも、理科教師ならではの苦くて笑える、大切な経験のひとつです。
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