不是魔法!用科學揭開氣球能彎曲水的神祕力量(靜電實驗)
我是科學教練桑子研。每天都是一場實驗。
冬天脫毛衣時發出「啪滋啪滋」的聲音!摸門把時被「電」一下!我們身邊充滿了一種看不見卻確實存在的神秘力量,那就是靜電。不過,你知道靜電其實擁有「操控水流」的魔力嗎?今天,要為大家介紹一個只需要氣球和自來水就能完成,超級神奇又有趣的科學實驗!來吧,一起進入科學的魔法世界!
來吧,準備施展魔法囉!
準備材料
- 氣球
- 手帕、毛巾或衛生紙等(必須是乾燥的)
- 水龍頭/自來水
實驗步驟
- 首先,將水龍頭打開,調整到水流像細線一樣涓涓流出。接著,把一個還沒處理過的氣球靠近水流。…什麼事都沒發生對吧?這樣就對了!
- 接下來,用手帕或衛生紙將氣球徹底摩擦。用頭髮摩擦也很有效果喔!這就是我們的魔法咒語!
- 來,再試一次!慢慢地將摩擦過的氣球靠近那條細細的水流。結果如何?哇!水流竟然像有了生命一樣,會「彎曲」著被氣球吸引過去!請看這段影片。
用科學揭開魔法的真相!
為什麼會發生這麼神奇的現象呢?這個秘密就藏在組成物質的微小粒子世界裡。
步驟一:氣球如何帶電
我們身邊所有的東西都是由「原子」這種粒子組成的。原子內含有數量相等的正(+)電和負(-)電,平時處於平衡狀態。但是,當我們用布摩擦氣球時,透過摩擦,布上的負電(電子)會轉移到氣球上。結果,氣球就會變成帶有大量負電的狀態(帶電)。這就是靜電的真面目。
步驟二:水分子的秘密
另一方面,水也是由「水分子(H₂O)」這種粒子構成的。水分子其實有點特別。一個水分子是由1個氧原子(O)和2個氫原子(H)結合而成,形狀就像米老鼠的耳朵。由於不同原子對電子的拉力強度不同,從整個分子來看,氧原子那側會稍微帶負電,而氫原子那側會稍微帶正電,這種性質就稱為「極性」。也就是說,每個水分子都像一個小小的磁鐵。
步驟三:互相吸引的力量
來,萬事俱備了。當帶負電的氣球這個「巨大的負電力量」靠近時,作為小磁鐵的水分子們會怎麼辦呢?沒錯!水分子會將自己帶正電的部分(氫原子那側)全部轉向氣球的負電。無數水分子這種「轉向」的行為聚集起來,就會讓整條水流,彷彿被細線牽引一樣,被氣球吸引過去!
進入更厲害的靜電世界!
如果你因為這個小小的實驗而發現了靜電的魅力,要不要看看更強大的靜電世界呢?
在科學界,有一種叫**范德格拉夫起電機(Van de Graaff)**的巨大靜電產生裝置。使用它,你可以做出像科幻電影一樣的實驗,像是讓頭髮豎起來,或是不接觸就讓日光燈管發光! 這其中也包含了我們和廣瀨鈴、鈴木亮平、Yasuko、搞笑組合「Chocolate Planet」的長田先生與松尾先生等人在電視節目中進行的實驗。詳細請點這裡。
※ 此外,使用靜電產生裝置(范德格拉夫起電機)進行實驗時,請務必在專業人士的陪同下進行。請小心嘗試。若有靜電實驗相關的委託(如實驗課程、電視節目監製/演出等),請從這裡聯繫我們。
【特別企劃】會讓人上癮的!靜電實驗
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