[Tieteellinen valvonta] Sähköinen todistus?! Staattisen sähkön kokeilu Suzu Hirosen kanssa (Boiling Word 10)
Ken Kuwako, tiedekouluttajasi. Joka päivä on kokeilu.
” Futto Word 10” (Nippon TV) -ohjelmassa näytettiin jakso, jossa Suzu Hirose osallistui staattista sähköä käsittelevään tuntiini tiedeluokassa. Halusin tehdä yhteistyötä, jotta mahdollisimman moni voisi kokea ja nauttia staattisen sähkön kummallisuudesta ja hauskuudesta.
Ohjelman juonenkäänteenä otimme käyttöön oppilaita osallistavan oppituntimuodon ja pidimme tunnin koulun yhteistyöllä. Monet esittelemistäni kokeista ovat niitä, joita käytän oikeilla tunneillani. Suzu Hirosen osallistuminen pidettiin salassa lähes loppuun asti. Olin ällistynyt kuullessani, että hän todella oli tulossa.
Tässä artikkelissa haluan esitellä tiivistetysti kokeet, jotka teimme tuolloin.
※ Kokeet on ehdottomasti suoritettava asiantuntijan valvonnassa. Edetkää kokeissa kiinnittäen erityistä huomiota turvallisuuteen (mukaan lukien sydämentahdistimen puuttuminen).
Sähköisen kunniakirjan kehittäminen ja sen mekanismi
Ohjelman kohokohta, jota kukaan ei luultavasti ollut nähnyt aiemmin, oli Suzu Hiroselle luovuttamani ”Sähköinen kunniakirja”. Moni saattaa miettiä, miten se toimi. Tämä ”Sähköinen kunniakirja” sai alkunsa ohjelman ohjaajien K:n ja H:n (kutsun heitä tästä eteenpäin D:ksi) ehdotuksesta: ”Voisiko kunniakirjaan varata sähköä?” Suunnittelin mekanismin noin viikon ajan yhteistyössä D:n kanssa. Se saattaa olla jopa maailman ensimmäinen! Katso tämä video:
Tällä kertaa käytimme opetustarvikeyritys Narikan staattisen sähkön generaattoria (Vande Graaffin generaattori). Se varaa negatiivista sähköä yläosan palloon, ja sitä käytetään yleensä kokeissa, joissa sähköä varataan kehoon koskettamalla ja nostamalla hiukset pystyyn. Koska tehtävänä oli kuitenkin ”luovuttaa sähköisesti varattu kunniakirja”, tarvittiin luovaa ratkaisua.
Ensiksi varasin sähköä kehooni alumiinifolion avulla, jotta käteni pysyivät vapaina. Yritin antaa kunniakirjan tässä tilassa, olettaen, että se täräyttäisi, mutta se ei toiminut paperisen kunniakirjan kanssa. Siksi yritin parannusta liimaamalla alumiinifoliota kunniakirjan taakse. Sekään ei tuottanut riittävää sähköpurkausta, joten jatkoin kehitystyötä.
Seison käsintehdyllä eristysalustalla ja yhdistän takamukseni Vande Graaffin generaattoriin alumiininauhalla.
Sähköä varautuu kehooni.
Kädet ovat vapaat, joten voin luovuttaa kunniakirjan.
Seuraavaksi keskityin ”Leydenin pullon” periaatteeseen. Leydenin pullo on eräänlainen kondensaattori, joka varaa sähköä. Sovelsin tätä mekanismia ja sisällytin kunniakirjan taakse Leydenin pullon kaltaisen rakenteen, mikä mahdollisti vahvemman sähköpurkauksen. Lopulta onnistuin luomalla litteän ja kompaktin Leydenin pullon lounasrasian kannesta.
Etupuoli
Takapuoli
Vaikka tämä olikin hyvä ratkaisu, ohjaaja D sanoi: ”Haluan kuvata sen, kuinka alumiininauha ulottuu takamuksestani!” Hänen mielestään tuo yhteys näytti ”siistiltä”!
？？？ Mitä! Tuoko se on!?
Olin hämmästynyt D:n televisiotuotannollisen ajattelutavan edessä. Toisen alan ihmisten ideat ovat kullanarvoisia. En olisi koskaan ajatellut takamukseni hyödyntämistä. Tajusin, että Leydenin pullon kaltaisessa menetelmässä, jossa sähkö varataan kerran, ei kehoa tarvitse välttämättä yhdistää Vande Graaffin generaattoriin, eikä se näin ollen hyödynnä tilannetta täysin.
Niinpä D toi mukanaan erilaisia kalanpaistoverkkoja ja grillivartaita. Kun hän ehdotti niitä, epäilin, voisivatko ne todella toimia. Mutta: ”Joka päivä on kokeilu”. Minun täytyi kokeilla!
Kokeiltuani monia asioita, ajattelin, että voisin kokeilla kiinnittää metalliverkon muoviseen kovakoteloon ja asettaa kunniakirjan sen päälle. Onnistuin! Kalanpaistoverkko sai aikaan onnistuneen sähköpurkauksen vastaanottajalle, ja siitä tuli rätisevä sähkökunniakirja.
Näiden neljän kokeen valmisteluun D vieraili koululla yhteensä neljä kertaa. Minäkin väsyin, mutta hämmästyin television tekijän sinnikkyydestä. Kuten ohjelman nähneet huomasivat, kaikki onnistui.
Vande Graaffin generaattorista varautuu onnistuneesti sähköä minuun,
Kun Hirose koskettaa, sähkö purkautuu samanaikaisesti maahan, virtaa hänen kätensä läpi ja antaa pienen sähköiskun.
Jännitteeni oli varmasti yli 30 000 volttia (koska staattinen sähkö hyppäsi noin 3 mm Hirosen sormen ja kunniakirjan välillä). Sitä ei näytetty lähetyksessä, mutta Vande Graaffin generaattorin kytkin oli metallinen. Kun kytkin sen POIS PÄÄLTÄ, tapahtui välitön purkaus. Suuren virran takia, vaatimattomasti sanottuna, minua sattui eniten.
Näyttää vaatimattomalta. Mutta se sattuu.
Tämä ei ole yhdistelmäkuva, vaan kuva todellisesta sähköpurkauksesta. Auts!!!!
Toivottavasti nautitte! Minusta tuntuu, että D:n ja muiden ansiosta lähetyksestä tuli noin 1,5 kertaa todellisuutta mielenkiintoisempi.
Muut 5 ohjelmassa esiteltyä koetta
Televisiossa esiteltiin seuraavat viisi koetta. Vaikka alustavasti kävimme läpi yli 20 koetta, D valitsi lopulliset, ottaen huomioon myös esiintyjän toimiston rajoitukset.
Kaikki kokeet suoritettiin turvallisuutta silmällä pitäen ja niitä edelsi riittävä määrä esikokeita. Kuitenkin, staattinen sähkövesi ja ”sadan hengen sähköketju” tulee suorittaa varoen, sillä ne saattavat vaikuttaa henkilöihin, joilla on sydämentahdistin tai avoimia haavoja. Lisäksi on oltava varovainen, ettei Leydenin pullon kapasiteettia kasvateta liian suureksi.
Olen koonnut ohjeet kokeisiin linkkien taakse, joten kokeile rohkeasti, jos jokin niistä kiinnostaa.
※ Huomaa: Kaikki kokeet on suoritettu turvallisuutta ajatellen, ja niitä on testattu useita kertoja. Älä päästä sydämentahdistinta käyttäviä, avoimia haavoja omaavia tai vastahakoisia oppilaita osallistumaan staattiseen sähköveteen tai ”sadan hengen sähköketjuun”. Leydenin pullon liian suuri kapasiteetti voi olla vaarallinen. Jos lapset suorittavat kokeita, tehkää esikokeet ja aikuisen on ehdottomasti valvottava heitä.
１ Kokeile lähestyä staattisen sähkön generaattoria (Vande Graaff) kädellä
Koe, jossa lähestytään staattisen sähkön generaattoria (Vande Graaff, max. 150 000 volttia), josta Hirose oli kiinnostunut. Kuten ohjelman katsoneet tietävät, se onnistui! Staattisen sähkön purkautuminen näkyy hyvin.
２ Tervetuliaisjuoma (staattinen sähkövesi)
Koe, jossa staattista sähköä varataan veteen tai teehen ja juodaan se. Onnistumistodennäköisyys oli korkea, mutta kuten ohjelmasta näki, se epäonnistui. Itse asiassa onnistuimme vasta kolmannella kerralla. Olin hieman paniikissa.
Edo-kaudella suosittu koe, jonka suoritti Edo-kauden tieteenharjoittaja ”Sokichi Hashimoto” ja jonka monet saattavat muistaa yläkoulusta. Muodostetaan ympyrä ja johdetaan staattista sähköä sen läpi. Hirose oli ilmeisesti vaikuttunut, koska se oli hänelle uusi kokemus.
Koe, jossa kehoon varataan staattista sähköä ilmapallolla ja sytytetään loisteputki. Eristysalusta on ratkaiseva tekijä onnistumisen kannalta. Ohjelmassa Hirose hierottiin ilmapallolla ja hänestä tehtiin ”Sähköihminen”. Koska emme tienneet, mitä Hirose pukisi päällensä sinä päivänä, minun ja D:n oli pakko varautua kahdella eri vaihtoehdolla.
Ne olivat ilmapallo ja villahuivi. Kuten sähköistyvyyssarjan taulukosta voi nähdä:
Ote teoksestani ”Tiedetesti 3. & 4. luokka” (Kodansha, Ken Kuwako ja Junichiro Takeda)
Jos Hirose olisi pukeutunut villasta tai karvasta valmistettuun vaatteeseen, olisimme käyttäneet kumipalloa. Jos taas hänellä olisi ollut akryylipohjainen asu, olisimme hakanneet sähköä villaa. Neuvottelimme tästä tuotantotiimin kanssa useita kertoja ja teimme kokeita eri vaatteilla. Jälleen kerran koin D:n sinnikkyyden.
Kuten lähetyksen katsomalla huomasi, hänellä oli villamainen vaatetus sinä päivänä, joten päädyimme hieromaan värikkäillä ilmapalloilla. Lisäksi se, että Hirosen kengät olivat paksupohjaiset, oli olosuhteiltaan täydellistä.
５ Sähköinen kunniakirja
Tällä sivulla esitelty koe, jossa kunniakirjasta johdetaan sähköpurkaus, on varta vasten tätä ohjelmaa varten kehitetty koe.
Televisiossa tekstitys ”Staattisen sähkön riivaama opettaja” ilmestyi, mutta rakastan todella staattisen sähkön ihmeellisyyttä.
Uskon, että tämän ohjelman avulla onnistuin välittämään monille staattisen sähkön hauskuuden ja syvyyden. Jos kiinnostuit tieteestä kokeiden kautta ja haluat oppia lisää, tarkastele rohkeasti ympärilläsi olevia ilmiöitä.
Tieteen hauskuus syvenee, kun sen kokee kokeiden kautta. Kokeile siis rohkeasti itsekin!
Haluatko kokea hämmästyttäviä hetkiä staattisen sähkön kokeissa? (Tiedustelut koeluokista/TV-konsultoinnista)
Järjestän hauskoja staattista sähköä käsitteleviä koeluokkia ja konsultoin/esiinnyn TV-ohjelmissa. Staattista sähköä on kaikkialla arjessamme, pienestä ”pats!”-äänestä suuriin salamoinnin kaltaisiin ilmiöihin. Haluatko tutkia tätä yllätyksiä täynnä olevaa maailmaa kanssani? Jos olet kiinnostunut (esim. sadan hengen sähköketju, sähköjuoma), haluat tilata koeluokan tai pyydät konsultointia TV-ohjelmiin, ota yhteyttä ”Ota yhteyttä” -sivun kautta. Aiemmin tekemääni tiedekonsultointia voit lukea täältä.
【Teema】Et voi lopettaa! Staattisen sähkön kokeet
Tiedustelut ja pyynnöt
Tuo tieteen ihmeellisyys ja hauskuus lähemmäksi! Olen koonnut hauskoja tiedekokeita, joita voit tehdä kotona, ja niiden onnistumisvinkkejä. Selaa ja etsi lisää!
・ Tietoja ylläpitäjästä, Ken Kuwakosta, löydät täältä
・ Erilaiset pyynnöt (kirjoittaminen, luennot, koeluokat, TV-konsultointi, esiintymiset jne.) täältä
・ Artikkeilipäivitykset X:ssä!
Kokeiluvideoita julkaistaan Tiede-ideat-kanavallani!
