Історія Електроскоп, як це працює, що він служить

A електроскоп є пристроєм, що використовується для виявлення наявності електричних зарядів у сусідніх об'єктах. Він також вказує на знак електричного заряду; тобто, якщо це негативний або позитивний заряд. Цей інструмент складається з металевого стрижня, замкнутого в скляній пляшці.

Цей стрижень має дві дуже тонкі металеві листи (золото або алюміній), з'єднані в нижній частині. У свою чергу, ця структура герметично закрита кришкою з ізолюючого матеріалу, а на верхньому торці має невелику кулю, що називається "колектор".

При підході до електрично зарядженого об'єкта до електроскопа два типи реакцій можуть спостерігатися металевими ламелями, що знаходяться на нижньому кінці конфігурації: якщо ламелі відокремлені один від одного, це означає, що об'єкт має той же електричний заряд що електроскоп.

З іншого боку, якщо ламелі зібрані разом, то показово, що об'єкт має електричний заряд, протилежний заряду електроскопа. Ключ - заряджати електроскоп електричним зарядом відомого знаку; таким чином, відкидаючи його, буде можливо вивести знак електричного заряду об'єкта, до якого ми підходимо.

Електроскопи надзвичайно корисні, щоб визначити, чи є тіло електрично зарядженим, крім того, щоб давати вказівки про знак навантаження і його інтенсивність.

Індекс

• 1 Історія
  • 1.1 Еволюція
• 2 Як це працює?
  • 2.1 Як електрично заряджається?
• 3 Для чого це??
• 4 Як зробити домашній електроскоп?
  • 4.1 Процедура
  • 4.2 Протестуйте свій електроскоп
• 5 Посилання

Історія

Електроскоп був винайдений англійським лікарем і фізиком Вільгельмом Гілбертом, який був фізиком англійської монархії під час правління королеви Єлизавети I.

Гілберт також відомий як "батько електромагнетизму і електрики" завдяки своєму великому внеску в науку в сімнадцятому столітті. Він побудував перший відомий електроскоп в 1600 році, з метою поглиблення своїх експериментів з електростатичних зарядів.

Першим електроскопом, званим версоріум, був пристрій, що складається з металевої голки, яка вільно оберталася на п'єдесталі.

Конфігурація версорія була дуже схожа на конфігурацію стрілки компаса, але в цьому випадку голка не намагнічувалася. Кінці голки були візуально диференційовані один від одного; Крім того, один кінець голки мав позитивний заряд, а інший мав негативний заряд.

Механізм дії версорія заснований на зарядах, індукованих на кінцях голки, за допомогою електростатичної індукції. Таким чином, в залежності від кінця голки, який був найближчим до наступного об'єкта, реакція цього кінця полягала б в точці або відштовхуванні об'єкта голкою.

Якщо об'єкт мав позитивний заряд, негативні рухливі заряди в металі були б притягнуті до об'єкта, а негативно заряджений кінець вказав би на тіло, яке викликає реакцію в версоріумі..

В іншому випадку, якщо об'єкт мав негативний заряд, полюс, притягнутий до об'єкта, був би позитивним кінцем голки.

Еволюція

У середині 1782 року видатний італійський фізик Алессандро Вольта (1745-1827) побудував конденсаційний електроскоп, який мав важливу чутливість для виявлення електричних зарядів, які електроскопи не виявили тоді.

Проте найбільший прогрес електроскопа вийшов з рук німецького математика і астронома Йогана Готліба Фрідріха фон Боненбергера (1765-1831), який винайшов електроскоп із золота..

Конфігурація цього електроскопа дуже схожа на структуру, відому сьогодні: пристрій складався зі скляного дзвінка, який мав металеву сферу на верхньому кінці.

У свою чергу, ця сфера була з'єднана через провідник з двома дуже тонкими золотими листами. "Золоті хліби" відокремлювалися або з'єднувалися, коли наближався електростатично заряджений орган.

Як це працює?

Електроскоп - це пристрій, що використовується для виявлення статичної електрики в прилеглих об'єктах, використовуючи явище поділу їх внутрішніх ламелей за рахунок електростатичного відштовхування.

Статичну електрику можна накопичувати на зовнішній поверхні будь-якого тіла, або природним навантаженням, або розтиранням.

Електроскоп призначений для виявлення присутності цього типу зарядів, завдяки передачі електронів від високонавантажених поверхонь на менш електрично заряджених поверхнях. Крім того, в залежності від реакції ламелей, це могло б також забезпечити уявлення про величину електростатичного заряду навколишнього об'єкта..

Сфера, розташована у верхній частині електроскопа, працює як приймальний об'єкт електричного заряду об'єкта дослідження.

Доводячи електрично заряджене тіло ближче до електроскопа, він придбає той же електричний заряд від тіла; тобто, якщо підійти до електрично зарядженого об'єкта з позитивним знаком, електроскоп отримає той самий заряд.

Якщо електроскоп попередньо заряджений відомим електричним зарядом, відбудеться наступне:

- Якщо тіло має таку ж навантаження, металеві ламелі, які знаходяться всередині електроскопа, будуть відокремлені один від одного, оскільки обидва будуть відштовхуватися..

- Навпаки, якщо об'єкт має протилежний заряд, металеві лусочки на дні пляшки залишаться прикріпленими один до одного..

Ламелі всередині електроскопа повинні бути дуже легкими, так що вага їх врівноважується дією електростатичних сил відштовхування. Таким чином, переміщуючи об'єкт дослідження з електроскопа, ламелі втратять поляризацію і повернуться в природний стан (закритий).

Як це електрично заряджається?

Факт зарядки електроскопа електрично необхідний для того, щоб можна було визначити природу електричного заряду об'єкта, до якого підійде пристрій. Якщо заряд електроскопа не відомий заздалегідь, неможливо визначити, чи є навантаження на об'єкт такою ж або протилежною до навантаження.

Перед зарядкою електроскопа він повинен бути в нейтральному стані; тобто з рівною кількістю протонів і електронів в її інтер'єрі. З цієї причини пропонується підключити електроскоп до землі перед проведенням зарядки, щоб забезпечити нейтральність навантаження пристрою..

Виділення електроскопа може бути зроблено шляхом дотику до нього металевим об'єктом, так що останній виснажує електричний заряд, що існує всередині електроскопа на землю..

Є два способи зарядки електроскопа перед тестуванням. Нижче наведені найбільш релевантні аспекти кожного з них.

Індукцією

Він включає зарядку електроскопа без встановлення прямого контакту з ним; тобто тільки наближаючись до об'єкта, чиє навантаження відомо приймальній сфері.

За контакт

При дотику до сфери прийому електроскопа безпосередньо з об'єктом з відомим зарядом.

Для чого це??

Електроскопи використовуються для визначення, чи тіло електрично заряджено, і розрізняють, чи має він негативний заряд або позитивний заряд. В даний час електроскопи використовуються в експериментальному полі, щоб ілюструвати його використання для виявлення електростатичних зарядів в електрично заряджених тілах.

Деякі з найбільш важливих функцій електроскопів такі:

- Виявлення електричних зарядів у сусідніх об'єктах. Якщо електроскоп реагує на наближення тіла, то він є електричним зарядом.

- Дискримінація типу електричного заряду, який мають електрично заряджені тіла, при оцінці відкриття або закриття металевих ламелей електроскопа в залежності від початкового електричного заряду електроскопа.

- Електроскоп також використовується для вимірювання випромінювання навколишнього середовища у випадку, коли навколо нього є радіоактивний матеріал, завдяки тому ж принципу електростатичної індукції.

- Цей пристрій також може використовуватися для вимірювання кількості іонів, які присутні в повітрі, шляхом оцінки швидкості заряду і розряду електроскопа в контрольованому електричному полі.

Сьогодні електроскопи широко використовуються в лабораторних практиках у школах і університетах, демонструють студентам різних освітніх рівнів використання цього пристрою як електростатичного детектору заряду..

Як зробити домашній електроскоп?

Дуже легко зробити домашній електроскоп. Необхідні елементи легко придбати, а монтаж електроскопа досить швидкий.

Нижче наведені прилади та матеріали, необхідні для побудови електроскопа у 7 простих кроках:

- Скляна пляшка Вона повинна бути чистою і дуже сухою.

- Пробка для герметичного ущільнення пляшки.

- 14 мідний дріт.

- Щітки.

- Ножиці.

- Алюмінієва фольга.

- Правило.

- Повітряна куля.

- Тканина з вовни.

Процедура

Крок 1

Виріжте мідний дріт, поки не отримаєте ділянку, що перевищує приблизно 20 сантиметрів довжини контейнера.

Крок 2

Скручуйте один кінець мідного дроту, роблячи якусь спіраль. Ця частина виконуватиме функції сприймаючої сфери електростатичного заряду.

Цей крок є дуже важливим, оскільки спіраль сприятиме передачі електронів від досліджуваного органу до електроскопа, через наявність більшої площі поверхні.

Крок 3

Він перетинає пробку з мідною ниткою. Переконайтеся, що закручена частина знаходиться у напрямку до верхньої частини електроскопа.

Крок 4

Зробіть невеликий вигин в нижньому кінці мідного дроту, L-подібний.

Крок 5

Вирізати дві алюмінієві ламелі у вигляді трикутників приблизно на 3 сантиметри в основі. Важливо, щоб обидва трикутники були однаковими.

Переконайтеся, що ламелі достатньо малі, щоб не контактувати з внутрішніми стінками пляшки.

Крок 6

Вона включає в себе невеликий отвір у верхньому куті кожної фольги і вставляє обидва шматки алюмінію в нижній кінець мідного дроту.

Намагайтеся тримати алюмінієву фольгу якомога більш гладкою. Якщо алюмінієві трикутники надто ущільнюються або стискаються, краще повторювати зразки до досягнення бажаного ефекту.

Крок 7

Помістіть пробку на верхній край пляшки, дуже обережно, щоб алюмінієві ламелі не погіршилися або не втратили збірку.

Вкрай важливо, щоб обидві ламелі контактували при герметизації контейнера. Якщо це не так, то ви повинні змінити вигин мідного дроту, поки листи не торкаються один одного.

Перевірте свій електроскоп

Щоб довести це, можна застосувати теоретичні поняття, описані раніше в статті, як описано нижче:

- Переконайтеся, що електроскоп не заряджений: щоб зробити це, торкніться його металевим стрижнем, щоб усунути залишок заряду в пристрої..

- Електрично завантажує об'єкт: натирає балон на вовняну тканину, щоб навантажити поверхню електростатичного балона.

- Підійдіть до об'єкта, зарядженого до мідної спіралі: за допомогою цієї практики електроскоп буде заряджений індукцією, а електрони земної кулі будуть передані в електроскоп.

- Зверніть увагу на реакцію металевих ламелей: трикутники з алюмінієвої фольги віддаляться один від одного, оскільки обидва листи мають заряд одного знаку (негативний у цьому випадку).

Спробуйте виконати цей тип тестів у сухі дні, оскільки вологість зазвичай впливає на цей тип домашніх експериментів, тому що це ускладнює перехід електронів з однієї поверхні на іншу.

Список літератури

1. Castillo, V. (s.f.). Що служить електроскоп: історія, типи, функції та частини. Отримано з: paraquesirve.tv
2. Як зробити електроскоп (s.f.) Отримано з: en.wikihow.com
3. Як працює електроскоп (2017). Відновлено з: como-funciona.co
4. Золотий хлібний електроскоп (с.ф.). Відновлено з: museocabrerapinto.es
5. Електроскоп (2010). Отримано з: radioelectronica.es
6. Вікіпедія, Вільна енциклопедія (2018). Електроскоп Отримано з: en.wikipedia.org
7. Вікіпедія, Вільна енциклопедія (2016). Версоріум. Отримано з: en.wikipedia.org