BUM! Van de Graaffin Generaattori ja Styrox-Purkaus, joka Räjäyttää Tajunnan
Olen Ken Kuwako, tiedeohjaajasi. Joka päivä on koe.
Jättipurkaus staattisesta sähköstä?! Luodaan ihmeitä tieteen voimalla!
Se ”napsahdus!”, jonka kuulet talvipäivänä koskettaessasi ovenkahvaa ja päästät äänen ilmoille. Monille ”staattinen sähkö” saattaa olla vain kiusallinen pikkuhäirikkö. Mutta entä jos tuo pieni sähkövaraus pitääkin sisällään valtavan voimakkaan energian?
Uskomatonta, mutta totta! Tällä kertaa tartumme dynaamiseen kokeeseen: käytämme Van de Graaffin generaattoria, joka tuottaa valtavasti staattista sähköä, ja lennätämme sillä suuren määrän styrox-rakeita ilmaan – kuin tulivuori purkautuisi! Kun näet staattisen sähkön ”työntövoiman” omin silmin, mielikuvasi siitä kääntyvät taatusti päälaelleen!
Tässä ovat ”purkauksen” ainekset: styrox-rakeet.
Nämä rakeet laitetaan pohjastaan reijitettyyn muovikuppiin ja kiinnitetään Van de Graaffin huipulle. Nyt olemme luoneet tilanteen, jossa magmaa on kertynyt tulivuoren huipulle.
On aika kytkeä Van de Graaff päälle! Hiljaisen moottorin äänen säestämänä näkymätön energia kerääntyy kraatteriin… Katso lopputulos videolta!
Kun kytkin laitetaan päälle…
BUM! Jättipurkaus!
Styrox-rakeet sinkoilevat ilmaan vauhdikkaasti, aivan kuin niillä olisi oma elämä!
Miksi purkaus tapahtuu? – Negatiivisten varausten ”ruuhkajuna”
Tämän erikoisen ilmiön avain on staattisen sähkön todellinen olemus: elektronit (-). Van de Graaff -generaattori kerää kytkimen painamisen jälkeen metallipalloon valtavan määrän negatiivista sähköä (elektroneja). Sama negatiivinen varaus siirtyy myös sen päällä oleviin styrox-rakeisiin.
Mitä tapahtuu seuraavaksi? Jokainen styrox-rae varautuu samalla negatiivisella sähköllä. Sähköllä on tärkeä sääntö: samankaltaiset varaukset hylkivät toisiaan. Negatiivisella sähköllä ylilatautuneet styrox-rakeet alkavat työntää toisiaan pois huutaen ”Enää en kestä, älä tule lähemmäs!”. Kun työntövoima saavuttaa huippunsa, ne sinkoutuvat ilmaan samanaikaisesti. Tämä on ”staattisen sähkön purkauksen” todellinen luonne. Säteittäisesti leviävä näkymä on suorastaan mahtava – ikään kuin sähköä hylkivien voimaviivat (sähkökentän viivat) näkyisivät silmillemme!
Milloin vetovoimaa, milloin hylkimistä? Sähkön oikukas Tsundere-luonne!
Entäpä jos pidät seuraavaksi styrox-rakeita kädessäsi ja viet ne lähelle käynnissä olevaa Van de Graaffin generaattoria? Tällä kertaa ne imeytyvät siihen kiinni, kuin magneettiin!
Vähän aikaa sitten ne hylkivät toisiaan, nyt ne vetävät puoleensa – kummallista! Mutta jos katsot tarkasti, huomaat, että palloon tarttuneet rakeet sinkoutuvat taas äkillisesti irti. Mistä tämä johtuu? Syynä on ilmiö nimeltä ”sähköinen induktio”.
Van de Graaffin suuri negatiivinen varaus (-) hätistää lähelle tuodussa styrox-rakeessa olevat negatiiviset varaukset (-) kauemmas huutaen ”Pois tieltä!”. Tämän seurauksena pallon lähempänä oleva puoli varautuu positiivisesti (+).
Sähköllä on toinenkin sääntö: erilaiset varaukset vetävät puoleensa toisiaan. Van de Graaffin negatiivinen varaus (-) ja styrox-rakeen positiivinen varaus (+) vetävät toisiaan puoleensa ja rae tarttuu palloon kiinni.
Kuitenkin heti tarttumishetkellä Van de Graaffista virtaa raeeseen suuri määrä negatiivisia varauksia (-), ja styrox-rae muuttuu lopulta myös negatiivisesti varautuneeksi (-). Koska varaukset ovat jälleen ”samankaltaisia”, ne alkavat tällä kertaa hylkiä toisiaan ja rae sinkoutuu irti. Välillä ne vetävät puoleensa, välillä ne karkottavat toisiaan. Tässä näemme sähkön kiehtovan ”tsundere”-luonteen toiminnassa!
Staattisen sähkön generaattori (Van de Graaff) on tieteen aarreaitta!
Van de Graaffia käyttämällä on mahdollista tehdä monia muitakin mielenkiintoisia kokeita. Tähän kokeeseen sisältyy myös niitä, joita olemme tehneet TV-ohjelmissa esimerkiksi Suzu Hirosen, Ryohei Suzukin, Yasuko-sanin ja Chocolate Planet -koomikkoduo Osadan ja Matsuon kanssa. Lue lisää täältä.
※ Huomioithan, että Van de Graaffin generaattorilla tehtävät kokeet tulee suorittaa aina asiantuntijan valvonnassa. Ole varovainen kokeillessasi. Jos sinulla on pyyntöjä staattiseen sähköön liittyvistä kokeista (kuten työpajoista, TV-ohjauksesta/esiintymisistä), ota yhteyttä tämän linkin kautta.
【Teema】Koukuttavat staattisen sähkön kokeet!
Yhteydenotot ja pyynnöt
Tuodaan tieteen ihmeet ja kiinnostavuus lähemmäksi! Olen koonnut selkeästi hauskoja kotona tehtäviä tieteellisiä kokeita ja niiden niksejä. Etsi lisää tietoa!
・Tieteen vinkkikirjan sisältö on nyt julkaistu kirjana. Lisätietoja täältä
・Tietoja ylläpitäjä Ken Kuwakosta täällä
・Monenlaiset pyynnöt (kirjoitukset, luennot, kokeelliset työpajat, TV-ohjaus/esiintymiset jne.) täältä
・Artikkelipäivitykset julkaistaan X:ssä!
Kokeiluvideoita julkaistaan Tieteen Vinkkikanavalla!
