풍선의 머리카락 훔치기 작전
풍선을 머리에 문지른 뒤 들어 올리면, 통통! 머리카락이 풍선을 따라 사랑에 빠진 것처럼 솟아올라요. 아무도 풀을 바르지 않았어요. 아무도 머리카락에게 그렇게 하라고 말하지 않았어요. 그렇다면 어떤 보이지 않는 것이 방금 머리카락을 붙잡은 걸까요?
그 답은 우리 주변의 모든 것 안에 숨어 있어요. 모든 물체는 원자라고 부르는 아주 작은 조각들로 이루어져 있고, 원자마다 두 가지 전하, 즉 양전하와 음전하를 가지고 있어요. 대부분의 시간에는 양쪽 끝에 같은 수의 팀이 선 줄다리기처럼 완벽하게 균형을 이루고 있지요. 모든 것이 균형을 이루면, 우리는 아무것도 느끼지 못해요.
음전하는 전자라고 부르는 아주 작은 여행자들에게서 와요. 여기서 중요한 점은 이거예요. 전자들은 조금 가만히 있지 못할 수 있어요. 움직일 이유만 생기면, 몇몇 전자는 한 물체에서 폴짝 뛰어나와 다른 물체 위에 잔뜩 모일 수 있답니다.
문지르는 것이 바로 그 이유예요. 풍선을 머리카락에 북북 문지르면, 두 표면이 서로 스쳐 지나가고 전자들이 머리카락에서 풍선으로 뛰어가요. 친구와 너무 세게 악수해서 친구의 장갑 몇 짝이 내 손에 벗겨져 들어온 것 같지요.
이제 풍선에는 여분의 전자가 가득해서 음전하를 띠게 되었어요. 전자를 조금 잃은 머리카락은 이제 살짝 양전하를 띠지요. 그리고 이것이 전하의 황금 규칙이에요. 서로 반대인 것은 끌어당겨요. 음전하를 띤 것과 양전하를 띤 것은 두 자석이 착 달라붙듯 서로를 향해 당긴답니다.
그 끌어당기는 힘이 바로 ‘정전기’예요. ‘정’전기인 까닭은 전하가 흘러가 버리지 않고 그 자리에 가만히, 붙어 있기 때문이에요. 정전기는 조용히 쌓여서 기다려요. 풍선과 머리카락은 이제 서로 손을 뻗지 않고는 못 배기는 양전하와 음전하 짝이 된 거예요.
가볍고 하늘하늘한 머리카락은 쉽게 들려 올라가서, 쭉 뻗어 풍선 표면에 달라붙어요. 그리고 머리카락들이 모두 같은 양전하를 띠게 되었기 때문에, 서로 밀어내기도 해요. 같은 전하는 서로 밀어내거든요! 그래서 머리카락이 거칠고 부스스한 둥근 빛무리처럼 사방으로 퍼지는 거랍니다.
그렇다면 왜 이 일이 영원히 계속되지는 않을까요? 전자들은 집으로 돌아다니는 걸 좋아해요. 축축한 날에는 공기 속의 아주 작은 물방울들이 전자들이 몰래 빠져나갈 길을 만들어 주고, 풍선은 조용히 놓아 주게 돼요. 그래서 빠져나갈 길이 드문 건조한 겨울 공기에서 정전기가 가장 강한 거예요.
비밀은 바로 이거예요. 풀도 아니고, 마법도 아니에요. 그저 수십억 개의 가만있지 못하는 전자들이 자리를 폴짝폴짝 옮기고, 서로 반대인 것은 끌어당긴다는 간단한 규칙이 있을 뿐이지요. 다음에 머리카락이 풍선을 향해 손을 뻗으면, 그게 장난치는 게 아니라는 걸 알 거예요. 아주 작은 점프를 하나씩 하며 물리를 하고 있는 거랍니다.
