בניסוי הזה נכופף זרם של מים בלי לגעת בו.
ציוד
- ברז מים רגיל שאפשר לפתוח לזרם מים דק
- בלון (אפשר להשתמש גם בכלי מפלסטיק, כמו ידית של מברשת שיער או מסרק מפלסטיק)
- שיער :-) (כדי לשפשף בו את הבלון. אפשר להשתמש גם בסוודר מצמר)
מהלך הניסוי
את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:
הסבר
חשמל סטטי נוצר עקב שפשוף, או הצמדה והפרדה, של שני חומרים כמו שיער ופלסטיק. במהלך המגע בין החומרים "נתלשים" אלקטרונים מחומר אחד ועוברים לשני, דבר שיוצר מטען חשמלי בשני החומרים. כידוע, מטענים חשמליים מנוגדים נמשכים זה לזה, ולכן העובדה שחשמל סטטי (כלומר מטען חשמלי) מטה או מושך את המים מעידה שבמים עצמם נמצאים מטענים חשמליים.
באופן רגיל, כשמים זורמים מהברז או נמצאים בכמות שאינה מזערית, הם אינם טעונים חשמלית. אולם אם מסתכלים על החלקיקים הקטנטנים שמרכיבים את המים (מולקולות) רואים שכל מולקולה בודדת של מים מכילה דו-קוטב (דיפול) חשמלי: מולקולות המים מורכבות מאטום אחד של חמצן ושני אטומי מימן: H2O.
התרשים לקוח מוויקיפדיה
מאחר שאטום החמצן (O) הרבה יותר אלקטרושלילי (כלומר מסוגל למשוך אליו את האלקטרורנים בעלי המטען שלילי בקשר כימי) מאטומי המימן (H), האלקטרונים בכל קשר חמצן-מימן, נמשכים יותר לכיוון החמצן. בעקבות זאת, כל מולקולת מים יחידה מכילה באופן קבוע מטען חשמלי שלילי חלקי סביב אטום החמצן, ומטען חשמלי חיובי חלקי ליד כל אטום מימן.
כשמקרבים למים בלון מגומי או מוט פלסטיק טעון בחשמל סטטי (בדרך כלל פלסטיק נטען בעודף של אלקטרונים, ולכן מטענו שלילי), אטומי המימן החיוביים בכל מולקולת מים נמשכים אליו וכתוצאה מכך זרם המים כולו נמשך ומוטה לעבר מוט הפלסטיק. אם קילוח המים הדק מתגבר והופך לזרם חזק, כוחות המשיכה החשמליים כבר לא מצליחים להתגבר על מסת המים הזורמים ולא נראה יותר הטייה של הזרם, לכן חשוב שזרם המים מהברז יהיה חלש, אחרת הניסוי לא יצליח.
מעניין לציין
הכוחות החשמליים שמטים את זרם המים הם אותם כוחות שגורמים למים להידבק לנייר סופג, לטפס במעלה צינור דק (כוחות הנימיות) או להצמיד פקק שעם לדפנות קערת זכוכית.
בנוסף, אנו ממליצים לכם לעשות גם את הניסוי ליצירת בלון הלים מזויף באמצעות חשמל סטטי.