ELEKTROSKOP: HISTORIE, HVORDAN DET FUNGERER, HVA DET ER FOR - DUDAS - 2025

Et elektroskop 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 innesperret i en glassflaske.

Denne stangen har to veldig tynne metallplater (gull eller aluminium) 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 sfære som kalles en "samler".

Når man nærmer seg et elektrisk ladet objekt til et elektroskop, kan to typer reaksjoner bli sett av metalllamellene i den nedre enden av konfigurasjonen: hvis lamellene er skilt fra hverandre, betyr det at objektet har den samme elektriske ladningen enn elektronoskopet.

På den annen side, hvis lamellene kommer sammen, er det en indikasjon på at gjenstanden har en elektrisk ladning motsatt av ladningen til elektroskopet. Nøkkelen er å lade elektronoskopet med en elektrisk ladning med kjent tegn; Ved å kaste det vil det være mulig å utlede tegnet på den elektriske ladningen til gjenstanden som vi bringer til enheten.

Elektroskop er ekstremt nyttige for å bestemme om et organ er elektrisk ladet, i tillegg til å gi ledetråder om ladningens tegn og intensiteten på ladningen.

Historie

Elektroskopet ble oppfunnet av den engelske legen og fysikeren William Gilbert, som fungerte som fysiker for det engelske monarkiet under dronning Elizabeth Is regjeringstid.

Gilbert er også kjent som "faren til elektromagnetisme og elektrisitet" takket være hans store bidrag til vitenskapen på 1600-tallet. Han bygde det første kjente elektroskopet i 1600, for å utdype eksperimentene sine med elektrostatiske ladninger.

Det første elektroskopet, kalt et versorium, var en enhet som var sammensatt av en metallnål, som roterte fritt på en sokkel.

Konfigurasjonen av versoriet var veldig lik den for en kompassnål, men i dette tilfellet var nålen ikke magnetisert. Endene av nålen var visuelt differensiert fra hverandre; Videre var den ene enden av nålen positivt ladet og den andre negativt ladet.

Versoriums virkningsmekanisme var basert på ladningene indusert i endene av nålen, gjennom elektrostatisk induksjon. Avhengig av enden av nålen som var nærmest nabobjektet, ville reaksjonen på den enden være å peke eller avvise gjenstanden med nålen.

Hvis objektet var positivt ladet, ville de negative bevegelige ladninger på metallet bli trukket mot objektet, og den negativt ladede enden skulle peke mot kroppen og indusere reaksjonen i versorium.

Ellers, hvis gjenstanden var negativt ladet, ville polen som tiltrekkes av objektet være den positive enden av nålen.

Utvikling

I midten av 1782 bygde den fremtredende italienske fysikeren Alessandro Volta (1745-1827) kondensasjonselektroskopet, som hadde en viktig følsomhet for å oppdage elektriske ladninger som datidens elektronoskop ikke oppdaget.

Elektroskopets største fremskritt kom imidlertid fra hånden til den tyske matematikeren og astronomen Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger (1765-1831), som oppfant gullfolieelektroskopet.

Konfigurasjonen av dette elektroskopet er veldig lik strukturen som er kjent i dag: enheten besto av en glassklokke som hadde en metallkule øverst.

Denne sfæren ble igjen koblet gjennom en leder til to veldig tynne ark med gull. De "gylne brødene" skilte seg fra hverandre eller ble sammen når en elektrostatisk ladet kropp nærmet seg.

Hvordan virker det?

Et elektroskop er en enhet som brukes til å oppdage statisk elektrisitet i gjenstander i nærheten, og benytter seg av fenomenet separasjon av deres indre lameller på grunn av elektrostatisk frastøtning.

Statisk elektrisitet kan akkumuleres på den ytre overflaten av ethvert legeme, enten ved naturlig lading 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. Avhengig av lamellenes reaksjon, kan det dessuten også gi en ide om størrelsen på den elektrostatiske ladningen til det omgivende objektet.

Sfæren som ligger i den øvre delen av elektronoskopet fungerer som en mottakende enhet for den elektriske ladningen til studieobjektet.

Ved å bringe et elektrisk ladet legeme nærmere elektronoskopet, vil det få den samme elektriske ladningen som kroppen; det vil si at hvis vi nærmer oss et elektrisk ladet objekt med et positivt tegn, vil elektronoskopet få den samme ladningen.

Hvis elektroskopet er ladet med en kjent elektrisk ladning, vil følgende skje:

- Hvis kroppen har samme ladning, vil metalllamellene inne i elektronoskopet skille seg fra hverandre, siden begge vil avvise hverandre.

- I motsetning til dette, hvis gjenstanden har en motsatt ladning, vil metalllamellene i bunnen av flasken forbli festet til hverandre.

Lamellene inne i elektronoskopet må være veldig lette, slik at vekten blir balansert av virkningen av elektrostatisk frastøtningskrefter. Ved å flytte studieobjektet bort fra elektronoskopet vil lamellene dermed miste sin polarisering og vil gå tilbake til sin naturlige tilstand (lukket).

Hvordan er den elektrisk ladet?

Det faktum å lade elektronoskopet elektrisk er nødvendig for å kunne bestemme arten av den elektriske ladningen til objektet som vi kommer til enheten. Hvis ladningen på elektronoskopet ikke er kjent på forhånd, vil det være umulig å avgjøre om ladningen på objektet er lik eller motsatt av den ladningen.

Før du lader elektronoskopet, må det være i en nøytral tilstand; det vil si med samme antall protoner og elektroner inne. Av denne grunn foreslås det å koble elektronoskopet til bakken før lading, for å sikre nøytraliteten i enhetens lading.

Elektroskopet kan tømmes ved å berøre det til en metallgjenstand, slik at sistnevnte tapper den elektriske ladningen inne i elektronoskopet til bakken.

Det er to måter å lade et elektroskop før du tester det. De mest relevante aspektene ved hver av disse er detaljert nedenfor.

induktivt

Det handler om å lade elektronoskopet uten å få direkte kontakt med det; det vil si bare å nærme seg et objekt hvis ladning er kjent for mottakersfæren.

Ved kontakt

Ved å berøre den mottakende sfæren til elektronoskopet direkte med en gjenstand med en kjent ladning.

Hva er den til?

Elektroskop brukes til å bestemme om et organ er elektrisk ladet, og for å skille om det er negativt ladet eller positivt ladet. Foreløpig brukes elektronoskop i eksperimentfeltet for å eksemplifisere med deres bruk av deteksjon av elektrostatiske ladninger i elektrisk ladede legemer.

Noen av de mest fremtredende funksjonene til elektroskop er følgende:

- Påvisning av elektriske ladninger på nærliggende gjenstander. Hvis elektronoskopet reagerer på et kroppsnærming, skyldes det at sistnevnte er elektrisk ladet.

- Diskriminering av typen elektrisk ladning som er elektrisk ladet, når du evaluerer åpningen eller lukkingen av metalllamellene til elektroskopet, avhengig av den 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 til stede i luften, ved å evaluere ladning og utladningshastighet for elektronoskopet i et kontrollert elektrisk felt.

I dag er elektronoskop mye brukt i laboratoriepraksis på skoler og universiteter, for å demonstrere for studenter på forskjellige utdannelsesnivåer bruken av denne enheten som en elektrostatisk ladningsdetektor.

Hvordan lage et hjemmelaget elektronoskop?

Det er veldig enkelt å lage et hjemmelaget elektronoskop. De nødvendige elementene er lett anskaffet og monteringen av elektronoskopet går ganske raskt.

Nedenfor er redskaper og materialer som trengs for å lage et hjemmelaget elektronoskop i 7 enkle trinn:

- En glassflaske. Det må være rent og veldig tørt.

- En kork som hermetisk forsegler flasken.

- En 14 gauge kobbertråd.

- En tang.

- En saks.

- Folie.

- En regel.

- En ballong.

- En ullklut.

Prosess

Trinn 1

Klipp kobbertråden til du får en seksjon som er omtrent 20 centimeter lengre enn lengden på beholderen.

Steg 2

Krøll den ene enden av kobbertråden, og lager en slags spiral. Denne delen vil fungere som den elektrostatiske ladningsdetekterende sfære.

Dette trinnet er veldig viktig, siden spiralen vil lette overføringen av elektroner fra studieorganet til elektronoskopet, på grunn av eksistensen av et større overflateareal.

Trinn 3

Gå gjennom korken med kobbertråden. Forsikre deg om at den krøllete delen er mot toppen av elektronoskopet.

Trinn 4

Gjør en svak sving i kobbertrådens nedre ende, i en L-form.

Trinn 5

Skjær de to aluminiumsfoliene i trekanter som er omtrent 3 centimeter lange. Det er viktig at begge trekanter er identiske.

Forsikre deg om at lamellene er små nok til å ikke komme i kontakt med flaskenes indre vegger.

Trinn 6

Ta med et lite hull i det øverste hjørnet av hver folie, og sett begge delene av aluminium inn i den nedre enden av kobbertråden.

Forsøk å holde foliearkene så glatte som mulig. Hvis aluminiums trekantene går i stykker eller rynker for mye, er det best å gjenta prøvene til ønsket effekt er oppnådd.

Trinn 7

Plasser korken på flaskens øvre kant, veldig forsiktig, slik at aluminiumsfoliene ikke forringes eller montering tapt.

Det er ekstremt viktig at begge lamellene er i kontakt når du tetter beholderen. Hvis dette ikke er tilfelle, må du endre bøyningen av kobbertråden til arkene berører hverandre.

Test elektronoskopet ditt

For å bevise det, kan du bruke de teoretiske forestillingene som tidligere er beskrevet i hele artikkelen, som beskrevet nedenfor:

- Forsikre deg om at elektronoskopet ikke er ladet. For å gjøre dette, berør det med en metallstang for å utrydde eventuell gjenværende ladning på enheten.

- Lad en gjenstand elektrisk: gni en ballong mot en ullklut for å lade ballongens overflate med elektrostatisk ladning.

- Bring den ladede gjenstanden nærmere kobberspiralen: med denne praksisen blir elektroskopet ladet ved induksjon, og elektronene fra kloden vil bli overført til elektroskopet.

- Observer reaksjonen fra metallplatene: aluminiumsfolie-trekantene vil bevege seg fra hverandre, siden begge platene har en ladning med det samme skiltet (negativt i dette tilfellet).

Forsøk å utføre denne typen tester på tørre dager, siden fuktighet vanligvis påvirker denne typen hjemmeeksperimentering fordi det gjør det vanskelig for elektronene å passere fra en overflate til en annen.

referanser

1. Castillo, V. (sf). Hva er et elektroskop for: Historie, typer, funksjon og deler. Gjenopprettet fra: paraquesirve.tv
2. Hvordan lage et elektroskop (nd). Gjenopprettet fra: es.wikihow.com
3. Hvordan et elektronoskop fungerer (2017). Gjenopprettet fra: como-funciona.co
4. Gullbladelektroskop (nd). Gjenopprettet fra: museocabrerapinto.es
5. Elektroskopet (2010). Gjenopprettet fra: radioelectronica.es
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Electroscope. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2016). Versorium. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org