साइंस का चमत्कार: स्थिर बिजली का वो जादू! नखरीले ‘मूर मोटर’ को घर पर कैसे बनाएँ?
मैं, आपका साइंस ट्रेनर केन कुवाको हूँ। हर दिन एक एक्सपेरिमेंट है!
क्या स्थिर बिजली (Static Electricity) जादू करती है? नखरे से घूमने वाला ‘मूर का मोटर’ (Moore’s Motor)
सर्दियों के सूखे दिनों में दरवाज़े के हैंडल को छूते ही ‘चट’ की आवाज़ आना, या स्वेटर उतारते ही बालों का खड़े हो जाना… हमारे आस-पास हर जगह मौजूद है ‘स्थिर बिजली‘ (Static Electricity)। क्या आप जानते हैं कि शरारत करने वाली यह छोटी सी चीज़, असल में मोटर को चलाने की शक्ति रखती है?
आज हम आपको जिस चीज़ के बारे में बताने जा रहे हैं, उसका नाम है ‘मूर का मोटर‘। यह एक ऐसा उपकरण है जो सिर्फ स्थिर बिजली की ताक़त से, प्लेट पर रखी हुई बॉल को एक अजीब और रहस्यमय रास्ते पर नचा सकता है। ऐसा लगता है जैसे इसमें अपनी मर्ज़ी हो; कभी यह घड़ी की सुई की दिशा में घूमता है, तो अचानक रुककर उलटी दिशा में घूमने लगता है। इसकी इस अप्रत्याशित चाल को आप जितनी बार देखेंगे, बोर नहीं होंगे।
तो इंतज़ार किस बात का? सबसे पहले, वीडियो में इसकी अजीबोगरीब और प्यारी चाल देखिए। यक़ीनन आपके मुँह से निकल जाएगा, “अरे, यह कैसे हुआ!?”
आख़िर यह बॉल क्यों किसी ज़िंदा चीज़ की तरह घूम रही है? आज हम मूर के मोटर के पीछे छिपे विज्ञान के इस जादू को खोलेंगे, और आपको यह भी बताएँगे कि आप ख़ुद अपने हाथों से इस जादू को कैसे दोहरा सकते हैं!
यह क्यों चलता है? स्थिर बिजली के जादू की कार्यप्रणाली
मूर के मोटर के चलने का राज़, स्थिर बिजली की दुनिया के दो बुनियादी नियमों में छिपा है: ‘कूलम्ब बल‘ (Coulomb’s Law) और ‘स्थिर विद्युतीय प्रेरण‘ (Electrostatic Induction)। सुनने में मुश्किल लग सकता है, पर घबराइए मत, यह आसान है। जैसे चुंबक का N-पोल और S-पोल एक-दूसरे को खींचते हैं, वैसे ही बिजली में भी प्लस (+) और माइनस (-) चार्ज होते हैं। इसका सीधा सा नियम है: ‘अलग तरह के चार्ज (प्लस और माइनस) एक-दूसरे को खींचते हैं, और एक जैसे चार्ज (प्लस और प्लस, या माइनस और माइनस) एक-दूसरे को दूर धकेलते हैं।’ यही ‘कूलम्ब बल’ है।
मूर के मोटर में, नीचे दिए गए चित्र की तरह, प्लेट पर चिपकी हुई एल्युमीनियम फ़ॉइल की पट्टियों में बारी-बारी से प्लस और माइनस स्थिर बिजली डाली जाती है।
जब आप यहाँ बिजली को गुज़ारने वाली ‘सुचालक‘ (Conductor) बॉल (हमने यहाँ स्याही लगाकर सुचालक बनाई हुई बॉल का इस्तेमाल किया है) को रखते हैं, तो जादू शुरू होता है।
- जैसे ही बॉल प्लस पट्टी के पास जाती है, बॉल के अंदर मौजूद माइनस बिजली उसकी तरफ़ खींची चली आती है (यही ‘स्थिर विद्युतीय प्रेरण’ है)। और, कूलम्ब बल के कारण बॉल ‘चट’ से प्लस पट्टी से चिपक जाती है।
- प्लस पट्टी को छूते ही, बॉल उससे कुछ प्लस चार्ज ले लेती है और ख़ुद भी प्लस चार्ज वाली हो जाती है। अब, एक जैसे प्लस चार्ज होने के कारण, दोनों एक-दूसरे को ‘दूर धकेलते’ हैं, और बॉल ज़ोर से पट्टी से दूर उछल जाती है।
- प्लस चार्ज वाली बॉल, तुरंत बगल वाली माइनस पट्टी की तरफ़ ज़ोर से खींची जाती है और उसकी तरफ़ लुढ़कती है।
- और जब यह माइनस पट्टी को छूती है… अब तो आप समझ ही गए होंगे। इस बार यह माइनस चार्ज लेकर प्रतिकर्षित (repel) होती है, और फिर अगली प्लस पट्टी की तरफ़… यह सिलसिला चलता रहता है!
यह ‘खींचना → छूकर दूर धकेलना → बगल वाले की तरफ़ खींचना‘ का बिजली का कैच-बॉल का खेल हमेशा चलता रहता है, जिससे बॉल लगातार घूमती रहती है। यह पूरा काम इतने सटीक संतुलन (Balance) पर होता है कि ज़रा सी बात पर घूमने की दिशा बदल जाती है या बॉल आगे-पीछे होने लगती है, और इसी से इसकी वह नखरे वाली चाल पैदा होती है।
इसे बनाएँ! नखरीले मोटर की रेसिपी
ज़रूरी सामान
- कुचालक (Insulator) प्लेट: एक ऐसी प्लेट जिससे बिजली बाहर न निकले। हमने 100-येन स्टोर से मिलने वाले माइक्रोवेव लिड (Microwave Lid) ‘रेंज रैप’ (Range Wrap) का इस्तेमाल किया है।
- एल्युमीनियम फ़ॉइल, सेलोफ़ेन टेप, कैंची
- स्टाइरोफ़ोम बॉल (लगभग 2 सेमी व्यास): हल्की और आसानी से घूमने वाली बॉल।
- स्याही (Ink), सैंडपेपर (रेगमाल), कागज़ का कप, टूथपिक: स्टाइरोफ़ोम बॉल को सुचालक में बदलने के लिए ज़रूरी चीज़ें।
- स्थिर बिजली बनाने वाला उपकरण: हमने यहाँ स्टैटिक हाई-वोल्टेज ज़ेनेकॉन (Static High-Voltage Genecon) का इस्तेमाल किया है, लेकिन आप इसकी जगह वैन डे ग्राफ़ जनरेटर (Van de Graaff Generator) का भी इस्तेमाल कर सकते हैं।
बनाने का तरीक़ा
१. सबसे पहले, स्टाइरोफ़ोम बॉल को ‘सुचालक’ में बदलें। बॉल की सतह पर सैंडपेपर से हल्के से खरोंच लगाएँ ताकि स्याही अच्छे से लग जाए। स्टाइरोफ़ोम बॉल असल में बिजली न गुज़ारने वाली ‘कुचालक‘ होती है, लेकिन कार्बन पाउडर वाली स्याही की परत चढ़ाने से यह बिजली गुज़ारने वाली बॉल बन जाती है।
२. बॉल में एक टूथपिक फँसाएँ, और उसे स्याही से भरे कागज़ के कप में डुबो दें। जब स्याही अच्छे से लग जाए, तो उसे कहीं सीधा खड़ा करके सूखने दें।
३. प्लेट पर, पतली कटी हुई एल्युमीनियम फ़ॉइल की पट्टियों को गोल आकार में, बराबर दूरी पर चिपकाएँ। ध्यान रखें कि आस-पास की कोई भी पट्टी एक-दूसरे को न छूए।
४. स्थिर बिजली जनरेटर के प्लस और माइनस टर्मिनलों को, एल्युमीनियम फ़ॉइल की पट्टियों से ‘एक छोड़कर’ जोड़ें। सूखी हुई स्याही वाली बॉल को बीच में रखें, और बस! अब उपकरण का स्विच ऑन करें और बिजली भेजना शुरू करें!
तो क्या हुआ? क्या आपकी बॉल ने भी अजीब डांस करना शुरू कर दिया?
और मज़े लें! विज्ञान संग्रहालय (Science Museum) का विशाल मोटर
यह मूर का मोटर, असल में टोक्यो के विज्ञान संग्रहालय में एक बहुत बड़े आकार में प्रदर्शित है, जिसे लोग ख़ुद चलाकर खेल सकते हैं। यह एक गेम जैसा है, जिसमें जब बॉल गड्ढे में गिरने वाली होती है, तो हाथ से घूमने वाले जनरेटर से स्थिर बिजली बनाकर बॉल को बचाया जाता है।
स्थिर बिजली जनरेटर (वैन डे ग्राफ़) का उपयोग करके ऐसे दिलचस्प प्रयोग भी हैं!!
हमने वैन डे ग्राफ़ का उपयोग करके किए गए कुछ और मज़ेदार प्रयोग भी शेयर किए हैं। इन प्रयोगों में वे भी शामिल हैं जो हमने हिरोसे सुज़ु, सुज़ुकी र्योहेई, यासुको, और चॉकलेट प्लैनेट्स के नागाटा और मात्सुओ जैसे कलाकारों के साथ टीवी शो में किए थे। अधिक जानकारी के लिए यहाँ देखें।
※ ध्यान दें: स्थिर बिजली जनरेटर (वैन डे ग्राफ़) का उपयोग करके किए जाने वाले प्रयोग हमेशा किसी विशेषज्ञ की देखरेख में ही करें। कृपया सावधानी बरतें। स्थिर बिजली के प्रयोगों से संबंधित किसी भी अनुरोध (जैसे प्रयोग कक्षा, टीवी पर मार्गदर्शन/उपस्थिति आदि) के लिए यहाँ संपर्क करें।
【विशेष लेख】आप इसे रोकना नहीं चाहेंगे! स्थिर बिजली के प्रयोग
संपर्क और अनुरोध (Contact and Requests)
विज्ञान के अजूबों और मज़े को और भी नज़दीक लाएँ! घर पर किए जा सकने वाले मज़ेदार विज्ञान प्रयोग और उनकी आसान तरीक़े यहाँ बताए गए हैं। अलग-अलग चीज़ें खोजें और देखें!
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・विभिन्न अनुरोधों (लेखन, व्याख्यान, प्रयोग कक्षाएँ, टीवी मार्गदर्शन/उपस्थिति आदि) के लिए यहाँ संपर्क करें
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