Elektroskop

Et elektroskop

Hva er et elektroskop?

EN elektroskop Det er en enhet som brukes til å oppdage eksistensen av elektriske belastninger i objekter 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 begrenset metallstang inne i en glassflaske.

Denne stangen har to veldig tynne metallplater (gull eller aluminium) koblet i sin laveste del. På sin side er denne strukturen forseglet med et lokk med isolerende materiale, og i den øvre enden har den en liten sfære kalt "samler".

Som et elektrisk lastet objekt til et elektroskop nærmet seg, kan to typer reaksjoner av metalllamellene som er i den nedre enden av konfigurasjonen bli vitne til: Hvis lamellene atskilt fra hverandre betyr det at objektet har den samme elektriske ladningen enn elektroskop.

På den annen side, hvis lamellene kommer sammen, er det veiledende at objektet har en elektrisk ladning overfor elektroskopbelastningen. Nøkkelen er å laste elektroskopet med en elektrisk ladning med kjent tegn; Dermed vil det ved kassering være mulig å utlede tegnet på den elektriske ladningen til objektet som vi bringer til enheten.

Elektroskoer er ekstremt nyttige for å bestemme om en kropp er elektrisk lastet, i tillegg til å gi indikasjoner på tegnet på belastningen og intensiteten til den samme.

Historie

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

Gilbert er også kjent som "faren til elektromagnetisme og elektrisitet" takket være hans store bidrag til vitenskap i løpet av det syttende århundre. Han bygde det første elektroskopet kjent i 1600, med det formål å utdype eksperimentene sine på elektrostatisk belastning.

Det første elektroskopet, kalt Versorium, var en enhet bestående av en metallnål, som vendte fritt på en sokkel.

Versoriumkonfigurasjonen var veldig lik den for nålen til et kompass, men i dette tilfellet ble nålen ikke magnetisert. Endene av nålen ble visuelt differensiert fra hverandre; I tillegg hadde en av endene av nålen en positiv ladning, og den andre hadde en negativ belastning.

Mekanismen for versoriumhandling var basert på induserte belastninger i endene av nålen, ved elektrostatisk induksjon. Avhengig av enden av nålen som var nærmere det omkringliggende objektet, ville reaksjonen av den enden være å peke eller avvise gjenstanden med nålen.

Hvis objektet hadde en positiv belastning, ville de negative mobile belastningene i metallet bli tiltrukket av objektet, og slutten med negativ belastning ville peke på kroppen som induserer reaksjonen i versorium.

Kan tjene deg: trippel w

Ellers, hvis objektet hadde en negativ belastning, ville den tiltrengte polen til objektet være den positive enden av nålen.

Utvikling

I midten av 1782 bygde den enestående italienske fysikeren Alessandro Volta (1745-1827) kondenseringselektroskopet, som hadde en viktig følsomhet for å oppdage elektriske ladninger som elektroskopene i den tiden ikke oppdaget.

Imidlertid kom elektroskopets største fremskritt fra tysk matematiker og astronomhånd.

Konfigurasjonen av dette elektroskopet syntes veldig ut som strukturen som er kjent i dag: enheten var sammensatt av en glassklokke som hadde en metallfære i øvre ende.

På sin side ble denne sfæren koblet gjennom en sjåfør to veldig tynne gullark. "Gullbrødene" atskilt eller sammenføyd med hverandre da en elektrostatisk kropp nærmet seg.

Hvordan fungerer et elektroskop?

Et elektroskop er en enhet som brukes til å oppdage statisk elektrisitet i objekter i nærheten, ved å bruke separasjonsfenomenet til dets indre lameller på grunn av elektrostatisk frastøtning.

Statisk elektrisitet kan akkumuleres på den ytre overflaten av en hvilken som helst kropp, enten ved naturlig belastning eller gni.

Elektroskopet er designet for å oppdage tilstedeværelsen av denne typen belastninger, på grunn av overføring av overflateelektroner som er veldig belastet til mindre elektrisk belastede overflater. I tillegg, avhengig av reaksjonen fra lamellene, kan det også gi en ide om størrelsen på den elektrostatiske belastningen til det omkringliggende objektet.

Sfæren som ligger i den øvre delen av elektroskopet fungerer som en mottakende enhet for den elektriske ladningen til gjenstanden for studien.

Når et elektrisk belastet kropp nærmer seg elektroskopet, vil det skaffe seg den samme elektriske ladningen av kroppen; Det vil si at hvis vi bringer et elektrisk lastet objekt med et positivt tegn, vil elektroskopet skaffe seg samme belastning.

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

• Hvis kroppen har samme belastning, vil metalllamellene som er inne i elektroskopet skille seg fra hverandre, siden begge vil avvise.
• Derimot, hvis objektet har motsatt belastning, vil metalllamellene i bunnen av flasken forbli sammen med hverandre.

Laminillaer inne i elektroskopet må være veldig lette, slik at vekten deres er balansert med virkningen av elektrostatiske frastøtningskrefter. Ved å fjerne gjenstanden for studier av elektroskopet, vil lamellas miste polarisering og gå tilbake til sin naturlige tilstand (lukket).

Hvor elektrisk laster?

Faktumet med å laste inn elektrostcope er nødvendig for å kunne bestemme arten av den elektriske ladningen til objektet som vi vil nærme oss enheten. Hvis elektroskopbelastningen ikke er kjent på forhånd, vil det være umulig å avgjøre om belastningen på objektet er lik eller motsatt av nevnte belastning.

Kan tjene deg: Multiprosessering: Det som består av typer, krav, fordeler

Før du laster elektroskopet, må dette være i nøytral tilstand; det vil si med samme antall protoner og elektroner inne. Dette er grunnen til at det foreslås å koble elektroskopet til bakken før du lager belastningen, for å sikre nøytraliteten til enhetsbelastningen.

Elektroskoputladningen kan gjøres ved å berøre det med et metallisk objekt, slik at sistnevnte tapper den eksisterende elektriske ladningen inn i elektroskopet.

To modaliteter kjennetegnes for å laste et elektroskop før du tester det. Nedenfor er de mest relevante aspektene ved hver av disse.

Induktivt

Det handler om å laste elektroskopet uten å etablere direkte kontakt med det; det vil si bare å nærme seg et objekt hvis belastning er kjent for mottakende sfære.

Ved kontakt

Når du berører elektroskopet som mottar sfære direkte med et objekt med kjent belastning.

Hva er et elektroskop for?

Elektrosko brukes til å bestemme om en kropp er elektrisk lastet, og skiller om den har en negativ belastning eller positiv belastning. For øyeblikket brukes elektroskop i det eksperimentelle feltet, for å eksemplifisere med bruken av deteksjonen av elektrostatisk belastning i elektrisk ladede kropper.

Noen av de mest fremragende funksjonene til elektroskop er følgende:

• Påvisning av elektriske ladninger i nærliggende gjenstander. Hvis elektroskopet reagerer på tilnærmingen til et legeme, er det fordi sistnevnte er elektrisk lastet.
• Diskriminering av typen elektrisk ladning som de elektrisk ladede kroppene besitter, når de evaluerer åpningen eller lukkingen av elektroskopmetall -lamellene, avhengig av det første elektroskopet elektrisk ladning.
• Elektroskopet brukes også til å måle strålingsstrålingen i tilfelle det er radioaktivt materiale rundt, på grunn av det samme elektrostatiske induksjonsprinsippet.
• Denne enheten kan også brukes til å måle mengden ioner som er til stede i luften, når du evaluerer belastnings- og utladningshastigheten til elektroskopet i et kontrollert elektrisk felt.

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

Hvordan lage et hjemmelaget elektroskop?

Det er veldig enkelt å lage et hjemmelaget elektroskop. De nødvendige elementene er enkle å skaffe seg, og elektroskopmonteringen er ganske rask.

Retter og materialer som trengs for å bygge et hjemmelaget elektroskop er listet opp nedenfor:

• En glassflaske. Det er nødvendig at det er rent og veldig tørt.
• En kork for å hermetisk forsegle flasken.
• En 14 kaliber kobbertråd.
• En tang.
• En saks.
• Folie.
• En regel.
• En ballong.
• En ullklut.

Kan tjene deg: konstant (programmering): konsept, typer, eksempler

Fremgangsmåte

Trinn 1

Skjær kobbertråden til du får en seksjon som du overstiger omtrent i 20 centimeter lengden på beholderen.

Steg 2

Krøller en av endene av kobbertråden, og lager en slags spiral. Denne delen vil gjøre funksjonene til den elektrostatiske lastedetektorfæren.

Dette trinnet er veldig viktig, siden spiralen vil lette overføringen av elektronene i studiekroppen til elektroskopet, på grunn av eksistensen av et større overflateareal.

Trinn 3

Krysser korken med kobbertråden. Forsikre deg om at den krøllete delen er mot toppen av elektroskopet.

Trinn 4

Lag en mild krumning i den nedre enden av kobbertråden, i form av L.

Trinn 5

Skjær de to aluminiumslameller i form av trekanter på omtrent 3 centimeter base. Det er viktig at begge trekantene er identiske.

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

Trinn 6

Inkluderer et lite hull i det øvre hjørnet av hver lamella og setter inn begge aluminiumstykkene i den nedre kobbertråden.

Prøv å holde aluminiumsfolien så glatt som mulig. Hvis aluminiumstrekanter er ødelagt eller rynket for mye, er det bedre å gjenta prøvene til ønsket effekt.

Trinn 7

Plasser korken på den øvre kanten av flasken, veldig nøye, slik at aluminiumslameller ikke forverres eller mister monteringen utført.

Det er ekstremt viktig at begge lamellene er i kontakt når beholderen er tett lukket. I tilfelle det ikke er slik, må du endre brettet med kobbertråd til arkene berører hverandre.

Prøv elektroskopet ditt

For å prøve dette kan du bruke de teoretiske forestillingene som tidligere er beskrevet gjennom hele artikkelen, som beskrevet nedenfor:

• Forsikre deg om at elektroskopet ikke er lastet: For dette, berør det med en metallstang for å utrydde en gjenværende belastning på enheten.
• Last inn et objekt elektrisk: Gni en ballong mot en ullklut for å laste overflaten på den elektrostatiske lastkloden.
• Tilnærminger objektet som er lastet til kobberspiralen: med denne praksisen vil elektroskopet bli lastet ved induksjon, og elektronene i kloden vil bli overført til elektroskopet.
• Se på reaksjonen av metalllameller: aluminiumsfolie -trekanter vil bevege seg bort fra hverandre, siden begge arkene har en belastning med samme tegn (negativt i dette tilfellet).

Forsøk å utføre denne typen tester i tørre dager, siden fuktighet vanligvis påvirker denne typen hjemmelagde eksperimenter fordi det gjør det vanskelig å passere fra en overflate til en annen.