Valo sammutti sähkön!? Koe Einsteinin suuri löytö kultalehtielektroskoopin avulla
Täällä kirjoittaa tiedevalmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on täynnä kokeita.
“Pelkkä valo saa sähkön katoamaan.”
Kuulostaa melkein taialta, mutta juuri tällainen ilmiö voidaan nähdä oikeassa laboratoriossa. Vielä hämmästyttävämpää on se, että ilmiö liittyy suoraan siihen tutkimukseen, jolla itse Albert Einstein voitti Nobel-palkinnon. Tällä kertaa tutustutaan hieman mystiseen kokeeseen, jossa käytetään elektroskooppia.
Mikä on elektroskooppi?
Elektroskooppi on laite, jolla voidaan havaita sähkövarauksia eli staattista sähköä. Sen sisällä roikkuu kaksi ohutta metalliliuskaa. Kun laitteeseen kertyy sähkövarausta, liuskat hylkivät toisiaan ja erkanevat toisistaan.
Tässä kokeessa lähdetään tilanteesta, jossa liuskat ovat jo valmiiksi auki. Se tarkoittaa, että elektroskooppiin on kertynyt sähkövarausta.
Mitä tapahtuu, kun siihen suunnataan ultraviolettivaloa?
Kun elektroskoopin metallilevyyn suunnataan ultraviolettivaloa, tapahtuu jotain erikoista — liuskat alkavat hitaasti sulkeutua!
Voit nähdä ilmiön tästä videosta.
Näyttää melkein siltä kuin valo imisi sähkön pois. Mutta mitä oikeasti tapahtuu?
Tässä on valosähköisen ilmiön salaisuus
Kyseessä on ilmiö nimeltä valosähköinen ilmiö. Kun metalliin osuu valoa — erityisesti lyhytaaltoista valoa kuten ultraviolettisäteilyä — metallin pinnasta voi irrota elektroneja.
Tässä kokeessa elektroskooppiin oli kertynyt negatiivista varausta eli ylimääräisiä elektroneja. Kun UV-valo osuu metalliin, elektronit sinkoutuvat pois pinnasta yksi toisensa jälkeen. Varaus vähenee, ja siksi liuskat sulkeutuvat takaisin yhteen.
Yllättävä yhteys Einsteiniin ja Nobel-palkintoon
Valosähköinen ilmiö oli aikanaan suuri mysteeri tiedemaailmalle. 1800-luvun lopulla tutkijat eivät pystyneet selittämään sitä pelkästään ajatuksella, että “valo on aaltoa”.
Sitten näyttämölle astui Albert Einstein.
Vuonna 1905 hän esitti mullistavan ajatuksen: valo koostuu pienistä energiapaketeista eli fotoneista. Tällä idealla hän onnistui selittämään valosähköisen ilmiön täydellisesti.
Juuri tästä työstä Einstein sai Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 1921. Moni yllättyy kuullessaan, ettei palkinto tullut suhteellisuusteoriasta vaan valon luonteen selittämisestä.
Valosähköinen ilmiö nykyteknologian perustana
Tämä ei ole pelkkä oppikirjailmiö. Valosähköinen ilmiö on nykyteknologian ytimessä.
Esimerkiksi aurinkopaneelit muuttavat valon energian sähköksi liikuttamalla elektroneja — juuri valosähköisen ilmiön avulla.
Myös älypuhelimien ja digikameroiden kuvakennoissa valo muunnetaan sähköisiksi signaaleiksi saman periaatteen avulla.
Siinä hitaasti sulkeutuvassa elektroskoopissa piilee siis koko modernia teknologiaa kannattelevan fysiikan perusidea.
Kun katsot UV-valon sulkevan elektroskoopin liuskat, näet omin silmin palan siitä suuresta oivalluksesta, jonka Einstein teki:
valo käyttäytyy kuin hiukkaset.
Katso video uudelleen ja tarkkaile hetkeä, jolloin liuskat alkavat hiljalleen sulkeutua. Se on pieni ikkuna kvanttifysiikan maailmaan.
Yhteydenotot ja yhteistyö
Tehdään tieteestä hauskempaa ja helpommin lähestyttävää! Sivustolta löydät paljon kotona tehtäviä tiedekokeita ja selkeitä vinkkejä niiden toteuttamiseen. Kannattaa tutkia lisää!
・“Kagakun Netachō” -sivuston sisällöstä on julkaistu myös kirja. Lisätietoja täältä
・Lisätietoja kirjoittaja Ken Kuwakosta täältä
・Yhteistyöpyynnöt (kirjoitukset, luennot, tiedetyöpajat, TV-esiintymiset jne.) täältä
・Uusimmat artikkelit löytyvät myös X:stä!
Tieteen ideakanava julkaisee kokeiluvideoita jatkuvasti!
５月のイチオシ実験！
キーンと冷えるドライアイス！気温が上がってくるこの時期・ドライアイスを使った昇華・凝結・等速度直線運動の実験はいかが？
液体ゼロ！ドライアイスが消えるまでの３時間を科学する（昇華・凝結・等速度直線運動）
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- 4月30日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ）の科学監修を担当しました。
- 5月8日（金）理科教育ニュースを担当しました。
- 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） 千葉大学の公開研究会（中学理科について授業公開予定）
- 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
- 『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。
各種SNS（更新情報をお届け！）
X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）
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。
