पिकाचु का ‘100,000 वोल्ट’ vs. दरवाज़े का हैंडल: कौन है ज़्यादा पावरफुल? (Static Electricity का असली राज़!)

नमस्ते! मैं हूँ साइंस ट्रेनर (Science Trainer) केन कुवाको! आइए, इस साइट पर साथ मिलकर विज्ञान का मज़ा लें।

क्या आपके साथ कभी ऐसा हुआ है कि किसी ठंडे और सूखे दिन में आपने दरवाज़े के हैंडल (Door Knob) को छुआ हो और “चटाक!” की आवाज़ के साथ एक छोटी-सी चिंगारी निकली हो, जिससे आप उछल पड़े हों? यह छोटा-सा, पर हल्का-सा दर्द देने वाला “स्थिर विद्युत” (Static Electricity) का झटका… क्या आप जानते हैं कि इस घटना का हमारे जाने-पहचाने ‘उस’ कार्टून कैरेक्टर की ख़ास चाल से एक हैरान कर देने वाला संबंध है?

जी हाँ, मैं बात कर रहा हूँ पोकेमॉन (Pokémon) के पिकाचु (Pikachu) की, जिसकी मशहूर चाल है “100,000 वोल्ट” (10まんボルト) ⚡!

क्या हो अगर मैं कहूँ कि दरवाज़े के हैंडल से निकलने वाली वह छोटी-सी “चटाक” पिकाचु की चाल से भी ज़्यादा पावरफुल हो सकती है…? आज, मैं आपको स्थिर विद्युत की उसी रोमांचक, ज़रा-सा दर्दनाक (हाहा!) और गहरी, अद्भुत दुनिया में ले चलूँगा!

पिकाचु को भी पछाड़ा! 150,000 वोल्ट का झटका⚡

स्थिर विद्युत जनरेटर: वैन डी ग्राफ़ (Van de Graaff)!

पिकाचु की सिग्नेचर चाल “100,000 वोल्ट” तो बहुत फ़ेमस है, लेकिन क्या आप जानते हैं कि प्रयोग में इस्तेमाल होने वाला नारिका (Narika) कंपनी का स्थिर विद्युत जनरेटर (वैन डी ग्राफ़) ज़्यादा से ज़्यादा 150,000 वोल्ट तक की बिजली पैदा कर सकता है! यानी, यह सच में पिकाचु से आगे निकल जाता है!

अगर आप इस वैन डी ग्राफ़ को चलाकर अपना हाथ इसके पास ले जाएँ, तो क्या होगा? 10 सेंटीमीटर दूर से भी, आपकी उंगली की तरफ़ साक्षात बिजली की कौंध (Lightning) भागकर आती है, जिसे आप अपनी आँखों से देख सकते हैं! हमने इसके ज़बरदस्त नज़ारे को एक वीडियो में कैद किया है, ज़रूर देखें:

दरअसल, यह एक्सपेरिमेंट मैंने एक बार टीवी शो में एक्ट्रेस हिरोसे सुज़ु (Suzu Hirose) के साथ किया था। हिरोसे जी ने धीरे से वैन डी ग्राफ़ के पास हाथ ले जाकर डिस्चार्ज (Discharge) का अनुभव लिया था। (चिंगारी आसानी से निकल सके, इसके लिए हाथ का पिछला हिस्सा आगे करना एक छोटी-सी ट्रिक है!) ज़्यादा जानकारी यहाँ देखें।

दर्द क्यों होता है? स्थिर विद्युत के “झटके” का राज़

स्विच बंद करने गए, तो… मिला इससे भी बड़ा झटका!?

डिस्चार्ज के समय, वैन डी ग्राफ़ में जमा हुई माइनस बिजली (Negative Electricity) तेज़ी से आपके हाथ से गुज़रकर पैर तक चली जाती है, जिससे आपको “पिन-चुभने” जैसा दर्द महसूस होता है। लेकिन, यह “दर्द” क्यों होता है?

असल में, हमारा शरीर रोज़मर्रा में बहुत कमज़ोर बिजली के सिग्नलों का इस्तेमाल करके मांसपेशियों को चलाता है। दिमाग़ से आने वाला “हाथ हिलाओ!” का निर्देश भी नसें (Nerves) बिजली के सिग्नल के रूप में मांसपेशियों तक पहुँचाती हैं। जब वैन डी ग्राफ़ जैसी बहुत ताक़तवर बिजली अचानक हमारे शरीर में घुसती है, तो हमारी मांसपेशियाँ घबरा जाती हैं और हमारी मर्ज़ी के बिना कसकर सिकुड़ जाती हैं। यह अचानक सिकुड़ना ही “हिलने” और उस अप्रिय “दर्द” का असली कारण है।

अगर हम बिजली की रौशनी को पकड़ने की कोशिश करें, तो हमें ऐसी (ख़ूबसूरत?) बिजली की कौंध दिखाई देती है।

वैसे, एक मज़ेदार बात… एक्सपेरिमेंट ख़त्म करने के बाद जब मैं मशीन का स्विच बंद करने गया, तो मुझे फिर से एक ज़ोरदार “चटाक!” का झटका लगा! लगता है, स्विच के धातु वाले हिस्से में भी बिजली जमा हो गई थी… उफ़! विज्ञान का मज़ा कभी-कभी अनचाहे तरीक़े से भी डंक मारता है (हाहा!)।

【वैज्ञानिक विश्लेषण】 क्या पिकाचु का 100,000 वोल्ट सच में निशाने पर लगता है?

पिकाचु का 100,000 वोल्ट कितनी दूरी तक डिस्चार्ज हो सकता है?

तो, अब सवाल यह है: पिकाचु की चाल “100,000 वोल्ट” आख़िर कितनी दूरी तक पहुँच सकती है?

असली दुनिया में, हवा को चीरते हुए बिजली को निकलने (डिस्चार्ज होने) के लिए बहुत ज़्यादा ऊर्जा चाहिए होती है। एक अनुमान के मुताबिक़, हवा में 1 सेंटीमीटर (cm) की दूरी तक डिस्चार्ज के लिए लगभग 30,000 वोल्ट की ज़रूरत होती है।

अगर हम इसके आधार पर कैलकुलेशन करें, तो हमारे वैन डी ग्राफ़ का 150,000 वोल्ट भी सिर्फ़ लगभग 5 cm की दूरी तक ही डिस्चार्ज कर पाएगा। ऐनिमे की तरह, दूर खड़े दुश्मन पर बिजली फेंकना भौतिकी के नियमों के हिसाब से काफ़ी मुश्किल है। अगर पिकाचु को असली नियमों का पालन करना पड़े, तो उसे अपना हमला करने के लिए दुश्मन के लगभग छूने की दूरी तक पहुँचना पड़ेगा। उस हालत में तो मुक्का मारना शायद ज़्यादा तेज़ होगा…?

लेकिन, हमें एक चीज़ नहीं भूलनी चाहिए: “करंट” (Current) का अस्तित्व।

वोल्टेज को अक्सर “बिजली को धकेलने की ताक़त (झरने की ऊँचाई)” और करंट को “बहने वाली बिजली की मात्रा (झरने के पानी की मात्रा)” के उदाहरण से समझाया जाता है।

स्थिर विद्युत में, वोल्टेज तो बहुत ज़्यादा (झरना ऊँचा) होता है, लेकिन करंट बहुत कम (पानी की धारा पतली) होती है, इसीलिए यह सिर्फ़ हल्का-सा झटका देकर रह जाता है। हालाँकि, हमारे घरों के स्विच बोर्ड की बिजली में, वोल्टेज सिर्फ़ 100 वोल्ट होता है, लेकिन करंट बहुत ज़्यादा होता है, इसलिए वह बहुत ख़तरनाक होती है। शायद पिकाचु की चाल का असली ख़तरा उसके “करंट” की मात्रा में छिपा हो।

लैब की चिंगारी और आसमान की “बिजली” का अजीब कनेक्शन

चिंगारी डिस्चार्ज (Spark Discharge) और बिजली (Lightning) का रहस्य

वैन डी ग्राफ़ से निकली चिंगारी वाली बिजली। इस छोटी-सी बिजली की कौंध को, हम इंडक्शन कॉइल (Induction Coil) में और लंबे समय तक देख सकते हैं।

लैब में होने वाले चिंगारी डिस्चार्ज के लिए, 1 मीटर पर 3 मिलियन वोल्ट जितना बहुत मज़बूत इलेक्ट्रिक फ़ील्ड (विद्युत क्षेत्र) चाहिए होता है। लेकिन, कुदरत की “आकाशीय बिजली” (Lightning), इससे कहीं कम 1 मीटर पर लगभग 200,000 वोल्ट के इलेक्ट्रिक फ़ील्ड पर भी बन जाती है।

आख़िर आकाशीय बिजली इतनी “कम ऊर्जा” में डिस्चार्ज कैसे हो जाती है?
असल में, इस राज़ को वैज्ञानिक अभी तक पूरी तरह से सुलझा नहीं पाए हैं। लेकिन, एक मज़बूत सिद्धांत यह है कि अंतरिक्ष से आने वाली “कॉस्मिक किरणें” (Cosmic Rays) इसमें शामिल हैं। यह माना जाता है कि आँखों से न दिखने वाली ये छोटी कॉस्मिक किरणें हवा के अणुओं से टकराकर उन्हें आयनिकृत (Ionize) कर देती हैं, जिससे बिजली बहने के लिए एक “रास्ता” बन जाता है। इस वजह से, बिजली उस वोल्टेज पर भी कड़क सकती है, जो इसे कड़कने के लिए सामान्यतः चाहिए होता है।

दरवाज़े के हैंडल की एक छोटी-सी चिंगारी से शुरू हुई कहानी, कैसे ब्रह्मांड की विशाल गाथा से जुड़ गई, है ना यह कमाल की बात?

वैसे, असली आकाशीय बिजली की ऊर्जा अविश्वसनीय होती है। विकिपीडिया के अनुसार, बिजली गिरने पर वोल्टेज 2 मिलियन से 1 बिलियन वोल्ट और करंट 1,000 से 500,000 एम्पीयर तक पहुँच सकता है। इसके सामने पिकाचु का 100,000 वोल्ट तो प्यारा-सा लगता है, यह सचमुच में प्रकृति का विनाशकारी पावर है!

स्थिर विद्युत से और मज़ा लें!
स्थिर विद्युत जनरेटर (वैन डी ग्राफ़) से ये मज़ेदार एक्सपेरिमेंट भी कर सकते हैं!!
वैन डी ग्राफ़ का इस्तेमाल करके, आज बताए गए एक्सपेरिमेंट के अलावा भी बहुत कुछ किया जा सकता है। जैसे- बाल खड़े करना, फ़्लोरेसेंट ट्यूबलाइट (Fluorescent Tube) जलाना… इनमें से कुछ एक्सपेरिमेंट मैंने हिरोसे सुज़ु जी, सुज़ुकी र्योहेई (Ryohei Suzuki) जी, यासुको (Yasuko) जी, और चॉकलेट प्लैनेट (Chocolate Planet) के दोनों सदस्यों सहित कई कलाकारों के साथ टीवी शो में भी किए हैं। ज़्यादा जानकारी यहाँ देखें।

※ध्यान दें: स्थिर विद्युत जनरेटर (वैन डी ग्राफ़) का इस्तेमाल करते हुए एक्सपेरिमेंट सिर्फ़ किसी विशेषज्ञ की देखरेख में ही करें। कृपया सावधानी बरतें। स्थिर विद्युत एक्सपेरिमेंट से जुड़े किसी भी काम के लिए (जैसे- एक्सपेरिमेंट क्लास, टीवी सुपरविज़न/अपियरेंस, आदि) आप यहाँ संपर्क कर सकते हैं।

【ख़ास रिपोर्ट】जिससे पीछा छुड़ाना मुश्किल! स्थिर विद्युत एक्सपेरिमेंट

पूछताछ और अनुरोध (Queries & Requests) के बारे में

विज्ञान के रहस्यों और मज़े को और भी नज़दीक से जानें! घर पर किए जा सकने वाले मज़ेदार साइंस एक्सपेरिमेंट और उनकी ट्रिक्स को आसान भाषा में बताया गया है। और भी चीज़ें खोजें!
・ऑपरेटर (संचालक) केन कुवाको के बारे में यहाँ जानें
・विभिन्न तरह के अनुरोधों के लिए (लेखन, भाषण, एक्सपेरिमेंट क्लास, टीवी सुपरविज़न/अपियरेंस, आदि) यहाँ संपर्क करें
・लेख अपडेट की जानकारी X पर उपलब्ध है!

साइंस नोवेल (Science Novel) चैनल पर एक्सपेरिमेंट वीडियो स्ट्रीम होते हैं!

６月のイチオシ実験！

レモンやオレンジで風船を割ろう！インパクトが抜群のリモネン風船の実験

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

• ６月３日（水）20:30〜　「バカリズムのちょっとバカりハカってみた！」（テレビ東京）を科学監修・出演します。テーマは「そばの出前は何人前まで運べるのか、限界を測ってみた」です。　
• ６月４日(木)　7:00〜　「THE突破ファイル」（日本テレビ）について科学監修しました。
• 6月14日（日）　千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
• 6月26日（金）　公開研究会「脱作業化！デジタル化と段階的指導で実現する オームの法則の探究」
• ６月28日（日）　ダビンチマスターズ＠昭和女子
• 7月18日（土）　教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。

書籍のお知らせ

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