Elektroskop

Elektroskop

Co to jest elektroskop?

A elektroskop Jest to urządzenie używane do wykrywania istnienia obciążeń elektrycznych w pobliskich obiektach. Wskazuje również znak ładunku elektrycznego; to znaczy, jeśli jest to ładunek ujemny lub dodatni. Ten instrument składa się z ograniczonego metalowego pręta wewnątrz szklanej butelki.

Ta pręt ma dwa bardzo cienkie arkusze metalowe (złoto lub aluminium) połączone w najniższej części. Z kolei ta struktura jest uszczelniona pokrywką materiału izolacyjnego, a na górnej części ma małą kulę zwaną „kolektorem”.

Gdy zbliżył się obiekt obciążony elektrycznie do elektroskopu, można zobaczyć dwa rodzaje reakcji metalowych lamelów, które znajdują się w dolnym końcu konfiguracji elektroskop.

Z drugiej strony, jeśli blaszki się łączą, wskazuje, że obiekt ma ładunek elektryczny naprzeciwko obciążenia elektrycznego. Kluczem jest załadowanie elektroskopu za pomocą ładunku elektrycznego znanego znaku; Zatem, odrzucając, możliwe będzie wywnioskowanie znaku ładunku elektrycznego obiektu, który wnosimy do urządzenia.

Elektroskos są niezwykle przydatne do ustalenia, czy korpus jest obciążony elektrycznie, oprócz wskazania na obciążenie i intensywność tego samego.

Historia

Elektroskop został wynaleziony przez angielskiego lekarza i fizyka Williama Gilberta, który służył jako fizyk monarchii angielskiej za panowania królowej Elżbiety I.

Gilbert jest również znany jako „ojciec elektromagnetyzmu i elektryczności” dzięki jego wielkim wkładowi w naukę w XVII wieku. Zbudował pierwszy elektroskop znany w 1600 roku, w celu pogłębienia swoich eksperymentów na obciążeniach elektrostatycznych.

Pierwszy elektroskop, zwany versorium, był urządzeniem składającym się z metalowej igły, która swobodnie obracała się na cokole.

Konfiguracja Versorium była bardzo podobna do igły kompasu, ale w tym przypadku igła nie została magnetyzowana. Końce igły były wizualnie odróżniane od siebie; Ponadto jeden z końca igły miał ładunek dodatni.

Mechanizm działania Versorium oparto na indukowanych obciążeniach na końcach igły, przez indukcję elektrostatyczną. Zatem, w zależności od końca igły, która była bliżej otaczającego obiektu, reakcją tego końca byłoby wskazanie lub odparcie obiektu igłą.

Gdyby obiekt miał dodatnie obciążenie, ujemne obciążenia mobilne w metalu byłyby przyciągane do obiektu, a koniec z obciążeniem ujemnym wskazywałby na ciało, które indukuje reakcję w Versorium.

Może ci służyć: Triple w

W przeciwnym razie, gdyby obiekt miał obciążenie ujemne, przyciągany słup do obiektu byłby dodatni koniec igły.

Ewolucja

W połowie 1782 r. Znakomity włoski fizyk Alessandro Volta (1745–1827) zbudował elektroskop kondensacyjny, który miał ważną czułość do wykrywania ładunków elektrycznych, że elektroskopy tego czasu nie wykryły.

Jednak największy postęp elektroskopu pochodzi z ręki niemieckiego matematyka i astronomicznego.

Konfiguracja tego elektroskopu wydawała się bardzo znana dziś konstrukcja: urządzenie składało się z szklanego dzwonka, który miał metalową kula na górnej części.

Z kolei ta kula była połączona przez kierowcę dwa bardzo cienkie złote arkusze. „Złote chleby” oddzielone lub połączone ze sobą, gdy zbliżał się korpus elektrostatyczny.

Jak działa elektroskop?

Elektroskop jest urządzeniem używanym do wykrywania elektryczności statycznej w pobliskich obiektach, wykorzystując zjawisko separacji wewnętrznych blaszek z powodu odpychania elektrostatycznego.

Energia statyczna może być gromadzona na zewnętrznej powierzchni dowolnego ciała, przez naturalne obciążenie lub wcieranie.

Elektroskop jest zaprojektowany do wykrywania obecności tego rodzaju obciążeń, ze względu na przeniesienie elektronów powierzchniowych bardzo obciążonych do mniej obciążonych elektrycznie powierzchni. Ponadto, w zależności od reakcji blaszki, może również dostarczyć wyobrażenia o wielkości obciążenia elektrostatycznego otaczającego obiektu.

Kula znajdująca się w górnej części elektroskopu działa jako jednostka odbierająca ładunek elektryczny obiektu badania.

Gdy korpus obciążony elektrycznie zbliża się do elektroskopu, uzyska ten sam ładunek elektryczny ciała; To znaczy, jeśli przyniesiemy obiekt obciążony elektrycznie z znakiem dodatni.

Jeśli elektroskop jest wcześniej naładowany znanym ładunkiem elektrycznym, nastąpi następujące:

• Jeśli ciało ma takie samo obciążenie, metalowe blaszki, które znajdują się wewnątrz elektroskopu, będą oddzielone od siebie, ponieważ oba odpychają.
• W przeciwieństwie do tego, jeśli obiekt ma odwrotnie obciążenie, metalowe blaszki na dole butelki pozostaną razem ze sobą.

Laminle wewnątrz elektroskopu muszą być bardzo lekkie, więc ich ciężar jest zrównoważony z działaniem elektrostatycznych sił odpychania. Zatem, usuwając obiekt badania elektroskopu, lamellas stracą polaryzację i powrócą do stanu naturalnego (zamknięte).

Jak ładuje się elektrycznie?

Fakt ładowania elektrostokopu jest niezbędny, aby móc ustalić charakter ładunku elektrycznego obiektu, którego podejdziemy do urządzenia. Jeśli obciążenie elektroskopu nie jest znane z góry, niemożliwe będzie ustalenie, czy obciążenie obiektu jest równe, czy przeciwne do wspomnianego obciążenia.

Może ci służyć: multiprocessing: co polega na rodzajach, wymaganiach, zaletach

Przed załadowaniem elektroskopu musi to być w stanie neutralnym; to znaczy z tą samą liczbą protonów i elektronów w środku. Właśnie dlatego sugeruje się podłączenie elektroskopu do uziemienia przed wykonaniem obciążenia, aby zapewnić neutralność obciążenia urządzenia.

Wyładowanie elektroskopu można wykonać, dotykając go obiektem metalicznym, tak aby ten ostatni wyczerpuje istniejący ładunek elektryczny do elektroskopu.

Dwa metody wyróżnia się, aby załadować elektroskop przed przetestowaniem. Poniżej znajdują się najbardziej odpowiednie aspekty każdego z nich.

Indukcyjnie

Chodzi o załadowanie elektroskopu bez nawiązania bezpośredniego kontaktu; to znaczy po prostu zbliżanie się do obiektu, którego obciążenie jest znane dla kuli odbierającej.

Przez kontakt

Podczas dotykania elektroskopu odbierania kuli bezpośrednio obiektem ze znanym obciążeniem.

Do czego jest elektroskop?

Elektroskos stosuje się do ustalenia, czy korpus jest obciążony elektrycznie, i rozróżnia, czy ma obciążenie ujemne, czy obciążenie dodatnie. Obecnie elektroskopy są stosowane w polu eksperymentalnym, aby zilustrować z wykorzystaniem obciążeń elektrostatycznych w ciałach naładowanych elektrycznie.

Niektóre z najwybitniejszych funkcji elektroskopów są następujące:

• Wykrywanie ładunków elektrycznych w pobliskich obiektach. Jeśli elektroskop reaguje na podejście ciała, to dlatego, że ten ostatni jest obciążony elektrycznie.
• Dyskryminacja rodzaju ładunku elektrycznego, jakie posiadają ciała naładowane elektrycznie, podczas oceny otwierania lub zamykania metalowych blaszek elektroskopowych, w zależności od początkowego ładunku elektrycznego elektrycznego elektrycznego.
• Elektroskop służy również do pomiaru promieniowania środowiska w przypadku materiału radioaktywnego, ze względu na tę samą zasadę indukcji elektrostatycznej.
• To urządzenie można również użyć do pomiaru ilości jonów obecnych w powietrzu, podczas oceny prędkości obciążenia i rozładowania elektroskopu w kontrolowanym polu elektrycznym.

Obecnie elektroskopy są szeroko stosowane w praktykach laboratoryjnych w szkołach i uniwersytetach, aby wykazać się uczniom na różnych poziomach edukacyjnych wykorzystanie tego urządzenia jako detektora elektrostatycznego.

Jak zrobić domowy elektroskop?

Bardzo łatwo jest zrobić domowy elektroskop. Niezbędne elementy są łatwe do pozyskania, a zespół elektroskopu jest dość szybki.

Przybory i materiały potrzebne do zbudowania domowego elektroskopu są wymienione poniżej:

• Szklana butelka. Konieczne jest, aby było czyste i bardzo suche.
• Korek do hermetycznie uszczelnienia butelki.
• Miedziany wątek 14 kalibru.
• Szczypce.
• Nożyczki.
• Folia.
• Zasada.
• Balon.
• Wełniana tkanina.

Może ci służyć: stałe (programowanie): koncepcja, typy, przykłady

Procedura

Krok 1

Wytnij gwint miedziany, aż otrzymasz sekcję, która przekroczysz około 20 centymetrów długości pojemnika.

Krok 2

Zwija jeden z końców miedzianej nici, tworząc rodzaj spirali. Ta część wykona funkcje elektrostatycznej kuli detektora ładunku.

Ten krok jest bardzo ważny, ponieważ spirala ułatwi transmisję elektronów badania badania do elektroskopu, ze względu na istnienie większej powierzchni.

Krok 3

Przecina kork miedzianą nicią. Upewnij się, że kręcona część znajduje się w kierunku górnej części elektroskopu.

Krok 4

Wykonaj łagodną krzywiznę w dolnym końcu nici miedzianej, w postaci L.

Krok 5

Wytnij dwie aluminiowe blaszki w postaci trójkątów około 3 centymetrów podstawy. Ważne jest, aby oba trójkąty były identyczne.

Upewnij się, że blaszki są wystarczająco małe, aby nie skontaktować się z wewnętrznymi ścianami butelki.

Krok 6

Zawiera mały otwór w górnym rogu każdej lamelli i wkłada oba kawałki aluminium w dolnej miedzianej nici.

Staraj się zachować folię aluminiową tak gładką, jak to możliwe. Jeśli trójkąty aluminiowe są złamane lub pomarszczone, lepiej powtarzać próbki, aż do pożądanego efektu.

Krok 7

Umieść korek na górnej krawędzi butelki, bardzo ostrożnie, aby aluminiowe lamele nie pogarszają się ani nie tracą wykonanego zespołu.

Niezwykle ważne jest, aby obie blaszki były w kontakcie, gdy pojemnik jest szczelnie zamknięty. Jeśli tak nie jest, musisz zmodyfikować fałd nić miedzi.

Wypróbuj elektroskop

Aby to wypróbować, możesz zastosować teoretyczne pojęcia opisane wcześniej w tym artykule, jak szczegółowo opisano:

• Upewnij się, że elektroskop nie jest załadowany: w tym celu dotknij go metalowym prętem, aby wyeliminować pozostałe obciążenie na urządzeniu.
• Załaduj elektrycznie obiekt: pocieraj balon o wełnianą szmatkę, aby załadować powierzchnię globu elektrostatycznego.
• Podejście do obiektu załadowanego do spirali miedzianej: w tej praktyce elektroskop zostanie załadowany przez indukcję, a elektrony globu zostaną przeniesione do elektroskopu.
• Spójrz na reakcję metalowych lamellae: aluminiowe trójkąty folii odejdą od siebie, ponieważ oba arkusze mają ciężar tego samego znaku (w tym przypadku ujemny).

Spróbuj wykonać tego rodzaju testy w suchych dniach, ponieważ wilgoć zwykle wpływa na tego rodzaju domowe eksperymenty, ponieważ utrudnia przejście z jednej powierzchni na drugą.