(번개 사진 출처 : 네이버 블로그)

최근에 계속된 장마로 번개가 치는 것을 많이 볼 수 있습니다. 그러면 이 번개는 어떻게 만들어질까요? 

번개는 구름과 구름 사이, 또는 구름과 지표면 사이에 높은 전압 차이가 발생할 때 순간적으로 일어나는 방전 현상입니다(전자를 잃는 현상) 방전 현상으로 주변의 기체가 플라스마 상태가 되는데 이때 우리 눈에 보이는 번쩍이는 불빛이 바로 번개입니다. 여기서 플라스마란 고체, 액체, 기체를 이은 물질의 4번째 상태로 기체에 많은 에너지를 가해 주었을 때 원자핵과 전자로 분리되어 돌아다니는 상태를 말합니다. 제가 직접 두 가지로 이 인공 미니번개를 만들어 보았습니다.

쿠킹 호일, 검정 도화지, 유성 사인펜, 압전소자, 풀, 가위를 준비합니다.

먼저 쿠킹 호일 위에 유성 사인펜으로 그림을 그린 뒤, 잘라 줍니다. 다음으로 검정 도화지에 풀로 붙입니다.

압전 소자의 양 끝을 각각의 그림(쿠킹 호일)에 접촉한 상태로 버튼을 누르면 번개가 생기는 것을 관찰할 수 있습니다. 

또 다른 실험도 해 보았습니다. 준비물은 이러한데 EVA판과 전도분말입자는 꼭 필요합니다.(다른 준비물은 통을 만드는 준비물이라서 꼭 필요하지 않지만 키트로 있습니다)

EVA판에 전도분말입자를 발라 줍니다. 접어서 주름도 만들어 줍니다. 압전 소자를 연결하고 통을 만들어 줍니다. 

마찬가지로 압전 소자의 버튼을 눌러 주면 번개가 발생하지만 이전 실험보다 더 크고 연속적인 번개를 만들어 낼 수 있습니다.

이 실험의 핵심은 신소재인 압전 소자였습니다. 압전 소자는 한마디로 압전기 현상을 나타내는 소자입니다. 여기서 압전기 현상은 어떤 종류의 결정판에 일정한 방향으로 압력을 가하면 압력에 비례하는 양전하와 음전하가 나타나는 현상입니다. 이 실험에서는 양과 음의 전하가 전기를 만들었고, 주변 기체에 에너지를 주면서 플라스마, 즉 번개가 만들어진 것 입니다.

이렇게 압전 소자로도 번개를 만들어 볼 수 있습니다.

지금까지 공민호 기자였습니다.