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추운 겨울이면 어김없이 '찌릿'하며 찾아오는 정전기. 이 정전기를 붙잡아 놓을 수 있는 방법은 없을까. 또 정전기로 형광등을 켜보는 것은 어떨까.
▣ 준비물
1회용 플라스틱 컵 또는 종이컵 2개, 알루미늄 포일, PVC 막대, 털가죽 또는 모직 옷감, 형광등, 가위
▣ 실험 방법
1. 알루미늄 포일을 펼쳐놓고 컵을 굴려가면서 오려낼 부분을 표시한다.
2. 하나는 컵을 완전히 감쌀 수 있는 크기로 자른다. 다른 하나는 아랫부분은 감싸고, 윗부분은 1cm
정도 남겨두고 감쌀 수 있는 크기로 자른다.
3. 알루미늄 포일을 2겹으로 해 2cm×5cm 크기로 자른다.
4. 알루미늄 포일로 컵의 옆면을 완전히 감싼다.
5. 포일을 전체를 감싼 컵을 위로 해 2개의 컵을 포갠다. 이 때 자모양의 알루미늄 포일을 사이에 끼
운다.
6. 털가죽으로 문지른 PVC막대를 알루미늄 포일에 순간적으로 접촉시키고 이 과정을 되풀이 해 전하를
모은다.
7. 한 손은 아랫부분의 컵 포일에 다른 손은 컵 사이에 연결된 자 모양의 포일에 가져간다. 어떤 일이
생길까.
8. 여러 사람과 손을 잡는다. 양끝에 있는 사람 각각은 아랫부분의 컵과 자 모양의 포일에 손을 가져가
본다. 어떤 느낌일까.
9. 주위를 어둡게 한 다음 두 컵의 연결 부분 포일에 형광등을 가져가 본다.
마찰시킨 PVC막대를 집안에 있는 형광 등 주변으로 가져가 보자. 형광등은 어떻게 될까.
<나만의 실험 파일>
1. 실험은 비나 눈이 오는 날보다 건조한 날에 더 잘된다.
2. 털이 많은 털가죽으로 문지르면 더 쉽게 전하를 모을 수 있다.
3. PVC막대를 털가죽에 문지를 때 2-3명이 함께 문지르면 더 빨리 전하를 모을 수 있다.
4. 알루미늄 포일에 전하를 모은 후 시간이 경과하면 공기중으로 방전되므로 전하를 모은 다음 가능
하면 빨리 실험을 진행하는 것이 좋다.
5. 1회용 컵 대신 OHP필름 3장을 원통모양으로 만들어 알루미늄포일로 감싸서 전하를 모아도 된다.
▣ 왜 그럴까?
서로 다른 두 물체를 마찰시키면 핵 주위를 돌고 있는 전자가 한 물체에서 다른 물체로 쉽게 이동한다. 이때 전자를 잃은 물체는 (+)전기를 띠게 되고 전자를 얻은 물체는 (-)전기를 띤다. 즉 털가죽으로 PVC막대를 문지르게 되면, 털가죽은 (+)전기를 띠게 되고 PVC막대는 (-)전기를 띠게 된다. 이와같이 (-)전기를 띠고 있는 PVC막대를 실험 과정에서 만든 알루미늄 포일에 순간적으로 접촉시키면 PVC막대에 있던 전자들의 일부가 알루미늄 포일과 컵을 싸고 있는 포일로 이동한다. 이 과정을 여러번 반복하면 알루미늄 포일에는 많은 전자들이 모인다. 즉 알루미늄 포일로 감은 2개의 컵이 축전기 역할을 하는 셈이다.
한 손을 컵에 대고 다른 한 손은 줄모양의 알루미늄 포일에 접촉시키면 '찌릿'하며 다가오는 순간적인 전하의 흐름을 경험할 수 있다. 여러 사람이 손을 맞잡고 해도 같은 결과를 얻을 수 있다.
이러한 전자의 흐름을 형광등에서도 확인할 수 있다. (-)로 대전된 자모양의 알루미늄포일에 형광등을 가까이 가져가면 형광등 한쪽의 텅스텐 왕이어전극봉에서는 다른 쪽으로 전자가 튀어나간다. 이 전자가 형광등 내부의 수은 원자와 충돌해 자외선을 방출한다. 이것이 형광등 벽에 있는 형광물질과 부딪히면서 순간적으로 빛을 발한다.
  
  
 
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