EN elektroskop Det er en enhet som brukes til å oppdage eksistensen av elektriske ladninger på gjenstander i nærheten. Det indikerer også tegnet på den elektriske ladningen; det vil si hvis det er en negativ eller positiv ladning. Dette instrumentet består av en metallstang begrenset i en glassflaske..
Denne stangen har to meget tynne metallplater (gull eller aluminium) som er koblet i den nedre delen. I sin tur er denne strukturen forseglet med et deksel laget av isolerende materiale, og i den øvre enden har den en liten kule som kalles en "samler".
Når du nærmer deg et elektrisk ladet objekt til et elektroskop, kan to typer reaksjoner bli vitne til av metalllamellene i den nedre enden av konfigurasjonen: Hvis lamellene er skilt fra hverandre, betyr det at objektet har samme elektriske ladning som elektroskop.
På den annen side, hvis lamellene kommer sammen, er det indikativt at objektet har en elektrisk ladning motsatt ladningen til elektroskopet. Nøkkelen er å lade elektroskopet med en elektrisk ladning av kjent tegn; ved å kaste det vil det være mulig å utlede tegnet på den elektriske ladningen til objektet som vi bringer til enheten.
Elektroskoper er ekstremt nyttige for å bestemme om et legeme er elektrisk ladet, samt gi ledetråder om ladetegnet og dets intensitet..
Artikkelindeks
Elektroskopet ble oppfunnet av den engelske legen og fysikeren William Gilbert, som fungerte som fysiker for det engelske monarkiet under dronning Elizabeth I..
Gilbert er også kjent som "faren til elektromagnetisme og elektrisitet" takket være hans store bidrag til vitenskapen i det syttende århundre. Han bygde det første kjente elektroskopet i 1600, for å utdype eksperimentene med elektrostatiske ladninger.
Det første elektroskopet, kalt versorium, var en enhet bestående av en metallnål, som roterte fritt på en sokkel.
Konfigurasjonen av versorium var veldig lik en kompassnål, men i dette tilfellet ble ikke nålen magnetisert. Endene på nålen ble visuelt differensiert fra hverandre; Videre var den ene enden av nålen positivt ladet og den andre var negativt ladet.
Handlingsmekanismen til versorium var basert på ladningene indusert i endene av nålen, gjennom elektrostatisk induksjon. Avhengig av enden av nålen som var nærmest det nærliggende objektet, ville reaksjonen av den enden være å peke eller frastøte objektet med nålen..
Hvis objektet var positivt ladet, ville de negative ladningene på metallet bli tiltrukket mot objektet, og den negativt ladede enden ville peke mot kroppen som induserer reaksjonen i versorium..
Ellers, hvis objektet hadde en negativ ladning, ville polen tiltrukket av objektet være den positive enden av nålen..
I midten av 1782 bygde den fremtredende italienske fysikeren Alessandro Volta (1745-1827) kondenselektroskopet, som hadde en viktig følsomhet for å oppdage elektriske ladninger som datidens elektroskoper ikke oppdaget..
Imidlertid kom det største fremskrittet til elektroskopet fra hånden til den tyske matematikeren og astronomen Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger (1765-1831), som oppfant gullfolie-elektroskopet..
Konfigurasjonen av dette elektroskopet ligner veldig på strukturen som er kjent i dag: enheten besto av en glassklokke som hadde en metallisk kule i øvre ende.
I sin tur ble denne sfæren koblet gjennom en leder til to veldig tynne gullark. De "gyldne brødene" skilte seg fra hverandre eller sammen når en elektrostatisk ladet kropp nærmet seg.
Et elektroskop er en enhet som brukes til å oppdage statisk elektrisitet i nærliggende gjenstander, og bruker fenomenet separasjon av deres indre lameller på grunn av elektrostatisk frastøting..
Statisk elektrisitet kan akkumuleres på den ytre overflaten av enhver kropp, enten ved naturlig ladning eller ved å gni..
Elektroskopet er designet for å oppdage tilstedeværelsen av disse typer ladninger på grunn av overføring av elektroner fra høyt ladede overflater til mindre elektrisk ladede overflater. I tillegg, avhengig av reaksjonen til lamellene, kan det også gi en ide om størrelsen på den elektrostatiske ladningen til nabobjektet..
Sfæren som er plassert i den øvre delen av elektroskopet fungerer som en mottaksenhet for den elektriske ladningen til studieobjektet..
Ved å bringe et elektrisk ladet legeme nærmere elektroskopet, vil det få samme elektriske ladning som kroppen; det vil si at hvis vi nærmer oss et elektrisk ladet objekt med et positivt tegn, vil elektroskopet få den samme ladningen.
Hvis elektroskopet er forhåndsladet med en kjent elektrisk ladning, vil følgende skje:
- Hvis kroppen har samme ladning, vil metallamellene inne i elektroskopet skille seg fra hverandre, siden begge vil avvise hverandre.
- I motsetning til dette, hvis objektet har motsatt ladning, forblir metalllamellene nederst på flasken festet til hverandre..
Lamellene inne i elektroskopet må være veldig lette, slik at vekten deres balanseres av virkningen av elektrostatiske frastøtende krefter. Når objektet for studiet flyttes vekk fra elektroskopet, vil lamellene miste polarisasjonen og vil gå tilbake til sin naturlige tilstand (lukket).
Det faktum å lade elektroskopet elektrisk er nødvendig for å kunne bestemme arten av den elektriske ladningen til objektet som vi skal nærme oss enheten. Hvis ladningen til elektroskopet ikke er kjent på forhånd, vil det være umulig å bestemme om ladningen til objektet er lik eller motsatt ladningen..
Før du lader elektroskopet, må det være i nøytral tilstand; det vil si med samme antall protoner og elektroner inni. Av denne grunn anbefales det å koble elektroskopet til jord før lading, for å sikre nøytraliteten til ladningen på enheten..
Elektroskopet kan slippes ut ved å berøre det med en metallgjenstand, slik at sistnevnte tømmer den elektriske ladningen inne i elektroskopet til bakken..
Det er to måter å lade et elektroskop før du tester det. De mest relevante aspektene ved hver av disse er beskrevet nedenfor..
Det handler om å lade elektroskopet uten å etablere direkte kontakt med det; det vil si bare ved å nærme seg et objekt hvis ladning er kjent for mottakersfæren.
Ved å berøre mottakersfæren til elektroskopet direkte med en gjenstand med en kjent ladning.
Elektroskoper brukes til å bestemme om et legeme er elektrisk ladet, og for å skille om det er negativt ladet eller positivt ladet. Foreløpig brukes elektroskoper i eksperimentfeltet for å eksemplifisere med deres bruk påvisning av elektrostatiske ladninger i elektrisk ladede legemer..
Noen av de mest fremtredende funksjonene til elektroskoper er som følger:
- Oppdagelse av elektriske ladninger på nærliggende gjenstander. Hvis elektroskopet reagerer på kroppens tilnærming, er det fordi sistnevnte er elektrisk ladet.
- Diskriminering av den typen elektrisk ladning som elektriske ladede legemer har, når man vurderer åpningen eller lukkingen av metalllamellene til elektroskopet, avhengig av den første elektriske ladningen til elektroskopet.
- Elektroskopet brukes også til å måle stråling fra omgivelsene i tilfelle det er radioaktivt materiale rundt, på grunn av det samme prinsippet om elektrostatisk induksjon.
- Denne enheten kan også brukes til å måle mengden ioner som er tilstede i luften, ved å vurdere ladningshastigheten og utladningen av elektroskopet innenfor et kontrollert elektrisk felt..
I dag brukes elektroskoper mye i laboratoriepraksis på skoler og universiteter, for å demonstrere for studenter på forskjellige utdanningsnivåer bruken av denne enheten som en elektrostatisk ladningsdetektor..
Det er veldig enkelt å lage et hjemmelaget elektroskop. De nødvendige elementene er enkle å skaffe, og monteringen av elektroskopet er ganske rask.
Nedenfor er redskapene og materialene som trengs for å bygge et hjemmelaget elektroskop i 7 enkle trinn:
- En glassflaske. Det må være rent og veldig tørt.
- En kork for å forsegle flasken hermetisk.
- En kobbertråd med 14 gauge.
- En tang.
- En saks.
- Folie.
- En regel.
- En ballong.
- En ullduk.
Klipp kobbertråden til du får en seksjon som er omtrent 20 centimeter lengre enn lengden på beholderen..
Krølle den ene enden av kobbertråden, og lage en slags spiral. Denne delen vil fungere som en elektrostatisk ladningsdetekterende sfære..
Dette trinnet er veldig viktig, siden spiralen vil lette overføring av elektroner fra studiekroppen til elektroskopet på grunn av eksistensen av et større overflateareal..
Gå gjennom korken med kobbertråden. Forsikre deg om at den krøllete delen er mot toppen av elektroskopet.
Gjør en liten bøyning i den nedre enden av kobbertråden, i form av en L.
Skjær de to aluminiumsfoliene i ca. 3 centimeter lange trekanter. Det er viktig at begge trekanter er identiske.
Forsikre deg om at lamellene er små nok til ikke å komme i kontakt med flaskens indre vegger..
Ta med et lite hull i øvre hjørne av hver folie og sett begge aluminiumstykkene i den nedre enden av kobbertråden..
Prøv å holde foliearkene så glatte som mulig. Hvis aluminiumstrianglene går i stykker eller rynker for mye, er det bedre å gjenta prøvene til ønsket effekt er oppnådd..
Plasser korken på den øvre kanten av flasken, veldig nøye slik at aluminiumsfoliene ikke forringes eller den monterte enheten går tapt..
Det er ekstremt viktig at begge lamellene er i kontakt når pakningen tettes. Hvis dette ikke er tilfelle, må du endre bøyningen av kobbertråden til arkene berører hverandre..
For å bevise det, kan du bruke de teoretiske forestillingene som er beskrevet tidligere i artikkelen, som beskrevet nedenfor:
- Forsikre deg om at elektroskopet ikke er ladet: for å gjøre dette, berør det med en metallstang for å utrydde gjenværende ladning på enheten.
- Lad et objekt elektrisk: gni en ballong mot et ulltøy for å lade overflaten på ballongen med elektrostatisk ladning.
- Ta den ladede gjenstanden nærmere kobberspiralen: med denne øvelsen vil elektroskopet bli ladet ved induksjon, og elektronene fra kloden vil bli overført til elektroskopet..
- Vær oppmerksom på metallplatenes reaksjon: aluminiumsfolietrianglene beveger seg vekk fra hverandre, siden begge platene har en ladning med samme tegn (negativ i dette tilfellet).
Prøv å utføre denne typen test på tørre dager, siden fuktighet har en tendens til å påvirke denne typen hjemmeeksperimenter fordi det gjør det vanskelig for elektroner å passere fra en overflate til en annen..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.