“Sähköisku!” paljastettu – Näe sähkön voima Van de Graaff -hirviön avulla!
Olen Ken Kuwako, tiedevalmentaja. Jokainen päivä on koe!
Kylmänä talvipäivänä, hetkellä jolloin otat puseron pois, saatat kuulla ”RÄTS!”-äänen ja nähdä kipinöitä, tai hiuksesi nousevat pystyyn, kun hankaat niitä muovilevyllä. Kaikki ovat kokeneet tämän kummallisen ilmiön ainakin kerran: se on staattinen sähkö. Yleensä se on vain ärsyttävää, mutta entä jos olisi olemassa laite, joka pystyisi tekemään tuosta voimasta uskomattoman suuren ja näkyvän? Tänään esittelen kokeen, jossa käytämme staattisen sähkön hirviökonetta, nimeltään ”Van de Graaffin generaattori”, ja näemme, miten paperi muuttuu uskomattomalla tavalla!
Staattisen sähkön hirviökone? Mikä on Van de Graaffin generaattori?
Kun kuulet sanan ”staattinen sähkö”, ajattelet todennäköisesti ilmiötä, jossa sähkö siirtyy esineestä toiseen niiden hankautuessa toisiaan vasten, jolloin esine varautuu. Van de Graaffin generaattori on laite, joka tekee tätä ”hankaamista” mekaanisesti, supernopeasti ja jatkuvasti. Sen sisällä on kumiremmi, joka pyörii suurella nopeudella ja hankaa alaosan rullaa vasten. Syntynyt staattinen sähkö kuljetetaan sitten kuin liukuhihnalla yläosassa olevaan suureen metallipalloon, johon se kerääntyy.
Periaate on täsmälleen sama kuin silloin, kun keräät sähköä hankaamalla ilmapalloa silkkikankaalla, mutta sen teho (kerättävän sähkön määrä) on aivan eri luokkaa! Mitä siis tapahtuu, kun kiinnitämme paperia tähän Van de Graaffin generaattoriin ja käynnistämme sen?
Koe alkaa! Paperi nousee ”HUIMASTI!”
Tässä kokeessa käytämme kent-paperia. Myös ohuet ja kevyet paperit, kuten japanilainen riisipaperi (hanshi), ovat suositeltavia, sillä muutos näkyy niissä selvästi. Kiinnitämme paperin Van de Graaffin generaattorin metallipalloon ja käännämme virtakytkimen PÄÄLLE!
HUIMASTI!!
Miksi paperi nousee pystyyn säteittäin?
Paperi nousi pystyyn valtavalla voimalla ja levisi pallosta ulospäin säteittäin, ikään kuin palloon olisi kasvanut hiuksia! Aika hauskaa. Mutta miksi näin tapahtuu? Ensinnäkin, kun Van de Graaffin generaattori kytketään päälle, metallipalloon kerääntyy valtava määrä staattista sähköä (esimerkiksi negatiivista varausta). Tämä sähkö virtaa myös kiinnitettyyn kent-paperiin. Tällöin jokainen yksittäinen paperisuikale saa samanlaisen varauksen (negatiivisen).
Tässä kohtaa on tärkeää muistaa peruslaki: ”Samanmerkkiset sähkövaraukset hylkivät toisiaan voimakkaasti.” Aivan kuten magneetin pohjoisnavat hylkivät toisiaan, negatiivisesti varautuneet paperisuikaleet hylkivät toisiaan voimakkaasti, aivan kuin ne huutaisivat ”Mene pois!”. Lisäksi ne hylkivät myös metallipalloa, joka on sähkön lähde. Tämän seurauksena paperi leviää siihen kauniiseen säteittäiseen muotoon, noudattaen voimaa, joka käskee niitä ”olemaan mahdollisimman kaukana toisistaan ja pallosta!”.
Tätä koetta voidaan pitää myös tapana ”visualisoida” sähkövoiman näkymättömiä suuntia (sähkökentän kenttäviivat) paperin avulla.
Vinyyliteipillä vieläkin rajumpaa!
Jos haluat nähdä tämän ilmiön vieläkin helpommin ja rajumpana, suosittelemme kokeilemaan vinyyliteippiä. Kiinnitä se näin…
Virta PÄÄLLE! Katso ehdottomasti video!
HUH HULLUA!!
Koska vinyyliteippi on paperia kevyempää, hylkimisvoima välittyy vielä suoremmin, ja lopputulos on kuin suuri räjähdys!
Kun sähkö karkaa, voima katoaa
Mitä tapahtuu, jos lähestymme pystyyn noussutta paperia tai teippiä toisella metallipallolla (maadoituspallolla)?
Ne lätkähtävät alas.
Sama tapahtuu, jos kosketamme niitä sormella. 
Ne lätkähtävät alas.
Tämä ilmiö on nimeltään purkaus, jossa Van de Graaffiin varastoitunut sähkö karkaa nopeasti maadoituspallon tai meidän kehomme (sormen) kautta. Talvella ovenkahvaan koskettaessa tuntuva ”RÄTS!” on todiste siitä, että kehoomme kerääntynyt staattinen sähkö purkautuu metalliin. Periaate on täysin sama. Kun sähkö karkaa, paperien välinen hylkimisvoima katoaa, ja ne putoavat painovoiman vaikutuksesta takaisin alkuperäiseen asentoonsa. Onpa mielenkiintoista, että staattinen sähkö, jota pidimme vain harmillisena, ”RÄTS!”-kipua aiheuttavana kiusankappaleena, omaa näin voimakkaan ”hylkimisvoiman”!
Tällaisia hauskoja kokeita sähkögeneraattorilla (Van de Graaffilla) saa aikaan!!
Olen julkaissut myös muita hauskoja Van de Graaffiin liittyviä kokeita. Nämä kokeet sisältävät myös sellaisia, jotka tehtiin TV-ohjelmassa muun muassa Suzu Hirosen, Ryohei Suzukin, Yasuko-sanin sekä Chocolate Planetsin Osada-sanin ja Matsuo-sanin kanssa. Lue lisää täältä.
※ Huomioithan, että staattista sähköä synnyttävän laitteen (Van de Graaff) käyttöön tarvitaan aina asiantuntijan valvonta. Kokeile varoen! Jos olet kiinnostunut staattista sähköä koskevista tilauksista (esim. kokeellisista oppitunneista, TV-konsultoinnista tai esiintymisistä), ota yhteyttä täältä.
【Erikoisartikkeli】Et voi lopettaa! Staattisen sähkön kokeet
Ota yhteyttä ja tilaa
Tuo tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäs arkea! Olen koonnut selkeät ohjeet ja vinkit hauskoihin tiedekokeisiin, jotka voit tehdä kotonasi. Selaa ja etsi lisää! ・Tieteen muistiinpanot on julkaistu kirjana. Lue lisää täältä ・Tietoa ylläpitäjästä, Ken Kuwakosta, täältä ・Erilaiset tilaukset (kirjoittaminen, luennot, kokeelliset oppitunnit, TV-konsultointi, esiintymiset jne.) täältä ・Artikkelipäivitykset X:ssä!
Kokeellisia videoita Tieteen vihjekanavalla YouTubessa!
３月のイチオシ実験！
- 押し花を作ろう！：梅や桜の花の押し花を作ってみましょう。特別なケースに入れると、長く保存できて、しおりにもなります。
テレビ番組・科学監修等のお知らせ
- 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。
- 2月27日放送予定「チコちゃんに叱られる」（NHK）の科学監修しました。
書籍のお知らせ
- 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
- サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
講師・ショー・その他お知らせ
- 3/20（金） 日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③ 11:20-12:20
- 7/18（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。
- 10/10（土） 秘密兵器「帯電ガン」が炸裂！ビリビリ！ドキドキ！静電気サイエンスショー＠千葉市科学フェスタ（午後予定）
- 各種SNS X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
