“झटका!” का रहस्य उजागर — वैन डे ग्राफ़ मॉन्स्टर से दिखी बिजली की ताकत!
मैं हूँ, आपके साइंस ट्रेनर, कें कुवाको। मेरे लिए तो हर दिन एक प्रयोग है।
ठंड के दिनों में, जब आप स्वेटर उतारते हैं, तो कभी-कभी ‘चट!’ की आवाज़ के साथ चिंगारी निकलती है, या फिर स्केल को बालों से रगड़ने पर बाल अपने आप खड़े हो जाते हैं। यह रहस्यमय घटना, जिसे हर किसी ने कभी न कभी अनुभव किया है, वह “स्थिर विद्युत (Static Electricity)” है। आमतौर पर यह स्थिर विद्युत थोड़ी परेशानी वाली होती है, लेकिन क्या होगा अगर इस शक्ति को बेहद ताकतवर बनाकर, आँखों के सामने देखने के लिए एक मशीन हो…? आज, मैं आपको स्थिर विद्युत के इस ‘मॉन्स्टर मशीन’ “वैन डी ग्राफ़ जनरेटर (Van de Graaff Generator)” का उपयोग करके एक ऐसा प्रयोग दिखाऊँगा, जिसमें कागज़ एक अद्भुत रूप ले लेता है!
स्थिर विद्युत की मॉन्स्टर मशीन? “वैन डी ग्राफ़” क्या है?
जब आप “स्थिर विद्युत” के बारे में सोचते हैं, तो आपके दिमाग में यह विचार आता होगा कि वस्तुओं के आपस में रगड़ने से बिजली एक जगह से दूसरी जगह जाती है और वह वस्तु “चार्ज” हो जाती है। वैन डी ग्राफ़ एक ऐसी मशीन है जो ‘रगड़ने’ के इस काम को बहुत तेज़ी से और लगातार करती है। इसके अंदर एक रबर बेल्ट होती है जो तेज़ी से घूमती है और निचले रोलर से रगड़ खाती है। इस रगड़ से जो स्थिर विद्युत उत्पन्न होती है, उसे यह मशीन एक कन्वेयर बेल्ट की तरह ऊपर के बड़े धातु के गोले तक पहुँचाती है और वहाँ जमा करती जाती है।
इसका सिद्धांत, एक गुब्बारे को रेशम के कपड़े से रगड़कर स्थिर विद्युत जमा करने के सिद्धांत जैसा ही है, लेकिन इसकी शक्ति (जमा की जा सकने वाली बिजली की मात्रा) कई गुना ज़्यादा है! तो, अब सोचिए, जब इस वैन डी ग्राफ़ पर कागज़ चिपकाकर स्विच ऑन किया जाता है, तो कौन सी अद्भुत घटना होती है?
प्रयोग शुरू! कागज़ का हुआ “धमाका!”
इस बार हम केंट पेपर (Kent paper) का इस्तेमाल कर रहे हैं। पतला और हल्का कागज़, जैसे हँस कागज़ (Hanshi) भी अच्छा है क्योंकि उसमें बदलाव आसानी से दिखाई देता है। इस कागज़ को वैन डी ग्राफ़ के धातु के गोले पर चिपकाकर, स्विच ऑन करते हैं!
धमाका!! (मोब्याँ!!)
कागज़ इस तरह फ़ैलकर खड़ा क्यों हो जाता है?
कागज़ बड़ी तेज़ी से खड़ा हो गया और गोले से बाल उगने की तरह, हर दिशा में फ़ैल गया! यह कितना मज़ेदार है। लेकिन ऐसा क्यों हुआ?
सबसे पहले, जब हम वैन डी ग्राफ़ का स्विच ऑन करते हैं, तो धातु के गोले में बहुत सारी स्थिर विद्युत (उदाहरण के लिए, ऋणात्मक चार्ज) जमा हो जाती है। यह चार्ज, चिपकाए गए केंट पेपर में भी चला जाता है। नतीजतन, केंट पेपर की हर एक पट्टी पर एक ही प्रकार का (ऋणात्मक) चार्ज आ जाता है।
यहाँ महत्वपूर्ण यह है कि, “एक ही प्रकार के चार्ज एक-दूसरे को ज़ोर से दूर धकेलते हैं।” जैसे चुंबक का N-पोल N-पोल को पास लाने पर दूर धकेलता है, वैसे ही ऋणात्मक चार्ज वाली कागज़ की पट्टियाँ भी एक-दूसरे को ‘दूर जाओ!’ कहकर ज़ोर से धकेलती हैं। साथ ही, वे चार्ज उत्पन्न करने वाले धातु के गोले से भी दूर धकेलती हैं।
परिणामस्वरूप, कागज़, इस शक्ति के प्रभाव में कि ‘हमें एक-दूसरे से और गोले से जितना हो सके उतना दूर जाना है!’, एक सुंदर गोलाकार (रेडियल) आकार में फ़ैल जाता है।
इसे एक ऐसा प्रयोग भी कहा जा सकता है जो ‘विद्युत बल रेखाओं’ (आँखों को न दिखने वाले बिजली के बल की दिशा) को कागज़ का उपयोग करके ‘दृश्यमान’ बनाता है।
विनाइल टेप से और भी ज़बरदस्त!
अगर आप इस घटना को और भी आसानी से और ज़्यादा ज़बरदस्त तरीके से देखना चाहते हैं, तो विनाइल टेप (इलेक्ट्रिकल टेप) का भी इस्तेमाल कर सकते हैं। इस तरह चिपकाकर…
स्विच ON! वीडियो में ज़रूर देखें!
बाप रे!!
कागज़ से हल्के विनाइल टेप में, दूर धकेलने वाली शक्ति और भी सीधे असर करती है, जिससे यह किसी बड़े विस्फोट जैसा लगता है!
जब बिजली चली जाती है, तो बल ख़त्म हो जाता है
अब, अगर हम इस खड़े हुए कागज़ या टेप के पास कोई दूसरा धातु का गोला (अर्थिंग गोला) लाएँ, तो क्या होगा?
वे ‘धड़ाम’ से नीचे गिर जाते हैं।
अगर आप इसे अपनी उंगली से छूते हैं, तो भी यही होता है। 
वे ‘धड़ाम’ से नीचे गिर जाते हैं।
यह “विद्युत-मुक्त” (Discharge) होने की घटना है, जिसमें वैन डी ग्राफ़ में जमा हुई बिजली, अर्थिंग गोले या हमारे शरीर (उंगली) के माध्यम से तेज़ी से बाहर निकल जाती है। सर्दियों में दरवाज़े के हैंडल को छूने पर ‘चट!’ की आवाज़ के साथ दर्द होना भी इस बात का सबूत है कि शरीर में जमा हुई स्थिर विद्युत धातु में डिस्चार्ज हो रही है। सिद्धांत बिल्कुल एक जैसा है। जब बिजली चली जाती है, तो कागज़ों को एक-दूसरे से दूर धकेलने वाली शक्ति भी ख़त्म हो जाती है, और वे गुरुत्वाकर्षण के अनुसार अपनी मूल स्थिति में ‘धड़ाम’ से गिर जाते हैं। हमने जिस स्थिर विद्युत को केवल ‘चट’ की आवाज़ वाला एक छोटा ख़लनायक समझा था, उसमें इतनी ज़बरदस्त ‘दूर धकेलने वाली शक्ति’ है, यह जानना कितना दिलचस्प है!
स्थिर विद्युत जनरेटर (वैन डी ग्राफ़) का उपयोग करके ये मज़ेदार प्रयोग भी किए जाते हैं!!
वैन डी ग्राफ़ का उपयोग करके और भी दिलचस्प प्रयोग किए गए हैं। इनमें वे प्रयोग भी शामिल हैं जो हमने टीवी शो में Hirose Suzu, Suzuki Ryohei, Yasuko, और Chocolate Planet के Osada और Matsuo जैसे लोगों के साथ किए थे। अधिक जानकारी के लिए यहाँ देखें।
※ ध्यान दें, स्थिर विद्युत जनरेटर (वैन डी ग्राफ़) का उपयोग करके प्रयोग हमेशा किसी विशेषज्ञ की देखरेख में ही करें। कृपया सावधानी से प्रयोग करें। स्थिर विद्युत प्रयोगों से संबंधित किसी भी अनुरोध (जैसे प्रयोग कक्षाएँ, टीवी पर पर्यवेक्षण/उपस्थिति आदि) के लिए कृपया यहाँ संपर्क करें।
【विशेष लेख】आप इसे करना बंद नहीं कर पाएंगे! स्थिर विद्युत प्रयोग
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