겨울철과 같이 건조한 날이 계속될 때 자동차 문을 열기 위해 손잡이를 잡으면 조그만 불꽃이 생기면서 몸이 찌릿한 것을 많은 사람들은 경험했을 것이다. 이것은 정전기 때문인데, 이러한 불꽃을 직접 만들어 보면 어떨까?
목 적 : 정전기의 발생원리와 방전모습을 볼 수 있다.
준비물 : 1회용 알루미늄접시, 스티로폼 조각, 가위, 테이프, 네온램프.
실험방법
① 스티로폼 판을 조각으로 잘라낸다.
② 잘라낸 스티로폼 조각을 알루미늄접시 가운데에 붙인다.
③ 스티로폼 판을 머리에 문지른 후, 책상 위에 놓는다.
④ 알루미늄접시를 스티로폼판 위에 올려놓고, 천천히 손끝을 알루미늄접시에 대본다. 또는 네온램프의 한끝은 손으로 잡고 다른 끝을 접시에 대본다.
⑤ 손잡이로 알루미늄접시를 든 다음 네온램프 또는 손끝을 접시에 천천히 대본다. 어떻게 되나?
결 과 : 그림의 B와 같이 해보면, 손가락이 찌릿하는 충격이 있으며, 네온램프를 대면 불이 켜진다. D와 같은 상태에서도 네온램프에 불이 켜진다.
원 리 : 스티로폼 판을 머리에 대고 문지르면, 머리카락은 양전하, 스티로폼은 음전하를 띠게 된다. 이러한 스티로폼 위에 알루미늄접시를 올려놓게 되면, 알루미늄접시의 위쪽은 음전하, 아래쪽은 양전하를 띠게 되는데, 손을 알루미늄접시에 가까이 가져가게 되면 위쪽의 자유전자가 손으로 건너뛰면서 불꽃이 일어나게 된다. 불꽃이 일어난 후 알루미늄접시에는 전자가 부족하게 되고, 이러한 접시를 들어 올린 후, 손을 가까이 가져가게 되면 손에 있던 전자는 다시 알루미늄접시로 돌아가 게 되고 이 과정에서 다시 불꽃이 일어나게 된다. 손가락 대신에 네온램프로 하게 되면 네온램프에 불이 들어온다. 네온램프에는 적어도 70V이상이라야 불이 켜지게 된다.