A elektroskop Det är en enhet som används för att upptäcka förekomsten av elektriska laddningar på föremål i närheten. Det anger också tecknet på den elektriska laddningen; det vill säga om det är en negativ eller positiv laddning. Detta instrument består av en metallstav som är innesluten i en glasflaska..
Denna stav har två mycket tunna metallplåtar (guld eller aluminium) anslutna i sin nedre del. I sin tur är denna struktur förseglad med ett hölje av isolerande material, och i den övre änden har den en liten sfär som kallas en "samlare".
När man närmar sig ett elektriskt laddat föremål mot ett elektroskop kan två typer av reaktioner bevittnas av metalllamellerna i den nedre änden av konfigurationen: om lamellerna är åtskilda från varandra betyder det att objektet har samma elektriska laddning som elektroskop.
Å andra sidan, om lamellerna kommer ihop, är det indikativt att objektet har en elektrisk laddning motsatt laddningen av elektroskopet. Nyckeln är att ladda elektroskopet med en elektrisk laddning med känt tecken; genom att kasta det så är det möjligt att härleda tecknet på objektets elektriska laddning som vi tar till enheten.
Elektroskop är extremt användbara för att avgöra om en kropp är elektriskt laddad, samt ge ledtrådar om laddningstecknet och dess intensitet..
Artikelindex
Elektroskopet uppfanns av den engelska läkaren och fysikern William Gilbert, som fungerade som fysiker för den engelska monarkin under drottning Elizabeth I..
Gilbert är också känd som "fader till elektromagnetism och elektricitet" tack vare hans stora bidrag till vetenskapen under 1600-talet. Han byggde det första kända elektroskopet 1600 för att fördjupa sina experiment med elektrostatiska laddningar.
Det första elektroskopet, kallat versorium, var en anordning bestående av en metallnål, som roterade fritt på en piedestal.
Konfigurationen av versorium var mycket lik den för en kompassnål, men i detta fall magnetiserades inte nålen. Ändarna på nålen skilde sig visuellt från varandra; Dessutom var den ena änden av nålen positivt laddad och den andra var negativt laddad.
Verkorismens verkningsmekanism baserades på de laddningar som inducerades vid nålens ändar genom elektrostatisk induktion. Beroende på änden på nålen som var närmast närliggande föremål, skulle reaktionen på den änden vara att peka eller stöta bort föremålet med nålen..
Om objektet var positivt laddat skulle de negativa rörliga laddningarna på metallen dras mot objektet och den negativt laddade änden skulle peka mot kroppen som inducerar reaktionen i versorium..
Annars, om objektet hade en negativ laddning, skulle polen som lockas till objektet vara den positiva änden av nålen..
I mitten av 1782 byggde den framstående italienska fysikern Alessandro Volta (1745-1827) kondenselektroskopet, som hade en viktig känslighet för att upptäcka elektriska laddningar som elektroskopen vid den tiden inte upptäckte..
Elektroskopets största framsteg kom emellertid från den tyska matematikern och astronomen Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger (1765-1831), som uppfann elektrofoliet av guldfolie..
Elektroskopets konfiguration liknar den struktur som är känd idag: enheten bestod av en glasklocka som hade en metallisk sfär i den övre änden.
I sin tur var denna sfär ansluten genom en ledare till två mycket tunna ark av guld. De "gyllene bröden" separerade eller förenade varandra när en elektrostatiskt laddad kropp närmade sig.
Ett elektroskop är en anordning som används för att detektera statisk elektricitet i närliggande föremål, som använder fenomenet att separera sina inre lameller på grund av elektrostatisk avstötning..
Statisk elektricitet kan ackumuleras på utsidan av vilken kropp som helst, antingen genom naturlig laddning eller genom att gnugga..
Elektroskopet är utformat för att detektera närvaron av dessa typer av laddningar på grund av överföring av elektroner från högt laddade ytor till mindre elektriskt laddade ytor. Beroende på lamellernas reaktion kan det dessutom också ge en uppfattning om storleken på den elektrostatiska laddningen hos det angränsande föremålet..
Sfären som är placerad i den övre delen av elektroskopet fungerar som en mottagande enhet för den elektriska laddningen för studieobjektet..
Genom att föra en elektriskt laddad kropp närmare elektroskopet kommer den att få samma elektriska laddning som kroppen; det vill säga om vi närmar oss ett elektriskt laddat objekt med ett positivt tecken kommer elektroskopet att erhålla samma laddning.
Om elektroskopet är förladdat med en känd elektrisk laddning kommer följande att hända:
- Om kroppen har samma laddning kommer metalllamellerna inuti elektroskopet att separeras från varandra, eftersom båda kommer att stöta bort varandra.
- Däremot, om objektet har en motsatt laddning, förblir metalllamellerna längst ner på flaskan fästa vid varandra..
Lamellerna inuti elektroskopet måste vara mycket lätta, så att deras vikt balanseras av inverkan av elektrostatiska avstötningskrafter. När undersökningsobjektet flyttas bort från elektroskopet förlorar lamellerna sin polarisering och återgår till sitt naturliga tillstånd (stängt).
Att ladda elektroskopet elektriskt är nödvändigt för att kunna avgöra vilken typ av objektets elektriska laddning som vi närmar oss enheten. Om laddningen av elektroskopet inte är känd i förväg, kommer det att vara omöjligt att avgöra om objektets laddning är lika med eller motsatt laddningen..
Innan elektroskopet laddas måste det vara i neutralt tillstånd. det vill säga med samma antal protoner och elektroner inuti. Av denna anledning föreslås det att ansluta elektroskopet till jord före laddning för att säkerställa neutraliteten hos enhetens laddning..
Elektroskopet kan urladdas genom att vidröra det med ett metallföremål så att det senare dränerar den elektriska laddningen inuti elektroskopet till marken..
Det finns två sätt att ladda ett elektroskop innan du testar det. De mest relevanta aspekterna av var och en av dessa beskrivs nedan..
Det handlar om att ladda elektroskopet utan att få direkt kontakt med det; det vill säga endast genom att närma sig ett objekt vars laddning är känd för den mottagande sfären.
Genom att röra mottagningssfären i elektroskopet direkt med ett föremål med en känd laddning.
Elektroskop används för att bestämma om en kropp är elektriskt laddad och för att skilja om den är negativt laddad eller positivt laddad. För närvarande används elektroskop i experimentfältet för att exemplifiera med deras användning detektering av elektrostatiska laddningar i elektriskt laddade kroppar..
Några av de mest framträdande funktionerna hos elektroskop är följande:
- Detektering av elektriska laddningar på föremål i närheten. Om elektroskopet reagerar på kroppens tillvägagångssätt beror det på att det senare är elektriskt laddat.
- Diskriminering av typen av elektrisk laddning som har elektriskt laddade kroppar vid utvärdering av öppningen eller stängningen av elektroskopets metalllameller, beroende på elektroskopets initiala laddning.
- Elektroskopet används också för att mäta strålning från miljön om det finns radioaktivt material runt, på grund av samma princip för elektrostatisk induktion.
- Denna anordning kan också användas för att mäta mängden joner som finns i luften genom att utvärdera laddningshastigheten och urladdningen av elektroskopet inom ett kontrollerat elektriskt fält..
Idag används elektroskop i stor utsträckning i laboratoriepraxis i skolor och universitet för att visa för studenter på olika utbildningsnivåer hur denna enhet används som en elektrostatisk laddningsdetektor..
Det är väldigt enkelt att göra ett hemlagat elektroskop. De nödvändiga elementen är lätta att skaffa och monteringen av elektroskopet går ganska snabbt.
Nedan listas redskap och material som behövs för att bygga ett hemlagat elektroskop i 7 enkla steg:
- En glasflaska. Det måste vara rent och mycket torrt.
- En kork för att hermetiskt försluta flaskan.
- En koppartråd med 14 gauge.
- En tång.
- En sax.
- Folie.
- En regel.
- En ballong.
- En yllduk.
Klipp av koppartråden tills du får en sektion som är cirka 20 centimeter längre än behållarens längd..
Krulla ena änden av koppartråden, vilket gör en slags spiral. Denna del fungerar som den elektrostatiska laddningsdetekterande sfären..
Detta steg är mycket viktigt, eftersom spiralen underlättar överföringen av elektroner från studiekroppen till elektroskopet på grund av förekomsten av en större ytarea..
Gå igenom korken med koppartråden. Se till att den lockiga delen är mot toppen av elektroskopet.
Gör en liten böjning vid kopparnas nedre ände i form av en L.
Skär de två aluminiumfolierna i trianglar som är cirka 3 centimeter långa. Det är viktigt att båda trianglarna är identiska.
Se till att lamellerna är tillräckligt små för att inte komma i kontakt med flaskans innerväggar..
Inkludera ett litet hål i det övre hörnet på varje folie och sätt in båda delarna av aluminium i kopparnas nedre ände..
Försök att hålla foliearken så jämna som möjligt. Om aluminiumtrianglarna går sönder eller skrynklas för mycket är det bättre att upprepa proverna tills önskad effekt uppnås..
Placera korken på flaskans övre kant, mycket försiktigt så att aluminiumfolierna inte försämras eller den gjorda enheten går förlorad..
Det är oerhört viktigt att båda lamellerna är i kontakt när behållaren tätas. Om så inte är fallet måste du ändra koppartrådens böj tills lakan rör varandra..
För att bevisa det kan du använda de teoretiska föreställningarna som beskrivits tidigare i artikeln, som beskrivs nedan:
- Se till att elektroskopet inte är laddat: för att göra detta, rör vid det med en metallstav för att utrota eventuell återstående laddning på enheten.
- Ladda ett objekt elektriskt: gnugga en ballong mot en ylduk för att ladda ytan på ballongen med elektrostatisk laddning.
- För det laddade objektet närmare kopparspiralen: med denna övning laddas elektroskopet genom induktion, och elektronerna från världen kommer att överföras till elektroskopet.
- Observera metallplattornas reaktion: aluminiumfolietrianglarna kommer att röra sig bort från varandra, eftersom båda plattorna delar en laddning med samma tecken (negativt i det här fallet).
Försök att utföra denna typ av test på torra dagar, eftersom fukt tenderar att påverka denna typ av hemexperimenter eftersom det gör det svårt för elektroner att passera från en yta till en annan..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.