História Elektroskop, Ako to funguje, čo slúži

electroscope je zariadenie používané na detekciu existencie elektrických nábojov v blízkych objektoch. Označuje tiež znamenie elektrického náboja; to znamená, ak je záporný alebo kladný náboj. Tento prístroj sa skladá z kovovej tyče uzavretej vo vnútri sklenenej fľaše.

Táto tyč má dva veľmi tenké plechy (zlato alebo hliník) spojené v spodnej časti. Na druhej strane je táto konštrukcia utesnená viečkom z izolačného materiálu a na hornom konci má malú guľu nazývanú "kolektor"..

Pri približovaní sa k elektricky nabitému objektu k elektroskopu môžu byť kovové lamely, ktoré sú na spodnom konci konfigurácie, svedkami dvoch typov reakcií: ak sú lamely od seba oddelené, znamená to, že predmet má rovnaký elektrický náboj že elektroskop.

Na druhej strane, ak sa lamely spoja, indikuje to, že predmet má elektrický náboj, ktorý je opačný ako náboj elektroskopu. Kľúčom je nabiť elektroskop s elektrickým nábojom známej značky; teda vyradením bude možné odvodiť znamenie elektrického náboja predmetu, ku ktorému pristupujeme k zariadeniu.

Elektroskopy sú mimoriadne užitočné pri určovaní, či je teleso elektricky nabité, okrem toho, že udáva znaky zaťaženia a jeho intenzitu..

index

• 1 História
  • 1.1 Evolúcia
• 2 Ako to funguje?
  • 2.1 Ako je elektricky nabitý?
• 3 Na čo slúži??
• 4 Ako urobiť domáci elektroskop?
  • 4.1 Postup
  • 4.2 Otestujte svoj elektroskop
• 5 Referencie

histórie

Elektroskop bol vynájdený anglickým lekárom a fyzikom Williamom Gilbertom, ktorý bol za vlády kráľovnej Alžbety I fyzikom anglickej monarchie..

Gilbert je tiež známy ako "otec elektromagnetizmu a elektriny" vďaka jeho veľkým prínosom pre vedu v sedemnástom storočí. V roku 1600 postavil prvý známy elektroskop s cieľom prehĺbiť svoje pokusy o elektrostatické náboje.

Prvý elektroskop, nazývaný versorium, bolo zariadenie pozostávajúce z kovovej ihly, ktorá sa voľne otáčala na podstavci.

Konfigurácia versoria bola veľmi podobná konfigurácii ihly kompasu, ale v tomto prípade nebola ihla magnetizovaná. Konce ihly boli navzájom vizuálne diferencované; Okrem toho jeden koniec ihly mal kladný náboj a druhý záporný náboj.

Mechanizmus účinku versoria bol založený na nábojoch indukovaných na koncoch ihly pomocou elektrostatickej indukcie. V závislosti od konca ihly, ktorá bola najbližšie k ďalšiemu objektu, by reakciou tohto konca bolo nasmerovanie alebo odpudenie objektu ihlou..

Ak by mal objekt kladný náboj, negatívne mobilné náboje v kovovom prúde by boli priťahované k objektu a záporne nabitý koniec by smeroval k telu, ktoré vyvoláva reakciu vo verte..

V opačnom prípade, ak by predmet mal záporný náboj, pólom priťahovaným k predmetu by bol kladný koniec ihly.

vývoj

V polovici roku 1782 postavil vynikajúci taliansky fyzik Alessandro Volta (1745-1827) kondenzačný elektroskop, ktorý mal dôležitú citlivosť na detekciu elektrických nábojov, ktoré potom elektroskopy nezistili..

Najväčší pokrok elektroskopu však pochádzal z rúk nemeckého matematika a astronóma Johanna Gottlieba Friedricha von Bohnenbergera (1765-1831), ktorý vynašiel zlatý elektroskop..

Konfigurácia tohto elektroskopu je veľmi podobná štruktúre, ktorá je dnes známa: zariadenie bolo tvorené skleneným zvonom, ktorý mal kovovú guľu na hornom konci..

Na druhej strane bola táto guľôčka prepojená cez vodič s dvoma plechmi veľmi tenkého zlata. "Zlaté bochníky" oddelené alebo spojené dohromady ako elektrostaticky nabité telo sa blížil.

Ako to funguje?

Elektroskop je zariadenie, ktoré sa používa na detekciu statickej elektriny v blízkych objektoch, pričom využíva jav separácie ich vnútorných lamiel v dôsledku elektrostatického odpudzovania..

Statická elektrina sa môže akumulovať na vonkajšom povrchu akéhokoľvek tela, buď prirodzeným zaťažením alebo trením.

Elektroskop je určený na detekciu prítomnosti tohto typu náboja v dôsledku prenosu elektrónov z vysoko nabitých povrchov na menej elektricky nabité povrchy. Okrem toho, v závislosti na reakcii lamiel, môže tiež poskytnúť predstavu o veľkosti elektrostatického náboja okolitého objektu..

Guľa umiestnená v hornej časti elektroskopu funguje ako prijímací subjekt elektrického náboja predmetu štúdie.

Privedením elektricky nabitého telesa bližšie k elektroskopu získa rovnaký elektrický náboj z tela; to znamená, že ak sa priblížime k elektricky nabitému objektu s pozitívnym znamením, elektroskop získa rovnaký náboj.

Ak je elektroskop predtým nabitý známym elektrickým nábojom, vykoná sa nasledovné:

- Ak má telo rovnaké zaťaženie, kovové lamely, ktoré sú vo vnútri elektroskopu, sa od seba oddelia, pretože obe sa odpudzujú..

- Naopak, ak má predmet opačný náboj, kovové vločky na dne fľaše zostanú navzájom spojené..

Lamely vo vnútri elektroskopu musia byť veľmi ľahké, aby ich hmotnosť bola vyvážená pôsobením elektrostatických odpudzovacích síl. Tým, že sa pohybujú predmet štúdie ďaleko od elektroskopu, lamely stratia polarizáciu a vrátia sa do svojho prirodzeného stavu (zatvorené)..

Ako sa elektricky nabíja?

Skutočnosť, že nabíjanie elektriny elektricky je nevyhnutné, aby bolo možné určiť charakter elektrického náboja objektu, ku ktorému sa priblížime. Ak náboj elektroskopu nie je vopred známy, nebude možné určiť, či je zaťaženie objektu rovnaké alebo opačné ako zaťaženie..

Pred nabitím elektroskopu musí byť v neutrálnom stave; to znamená, že v jeho vnútri je rovnaký počet protónov a elektrónov. Z tohto dôvodu sa odporúča pred začatím nabíjania pripojiť elektroskop k zemi, aby sa zaistila neutralita zaťaženia zariadenia..

Výboj elektroskopu sa môže uskutočniť dotykom kovového predmetu, ktorý odvádza elektrický náboj vo vnútri elektroskopu na zem..

Existujú dva spôsoby nabíjania elektroskopu pred jeho testovaním. Nižšie sú najdôležitejšie aspekty každého z nich.

Indukciou

Zahŕňa nabíjanie elektroskopu bez priameho kontaktu s ním; to znamená iba priblížením sa k objektu, ktorého zaťaženie je známe prijímajúcej sfére.

Kontaktom

Dotýkaním sa prijímacej sféry elektroskopu priamo objektom so známym nábojom.

Na čo slúži??

Elektroskopy sa používajú na určenie, či je telo elektricky nabité, a rozlišujú, či má záporný náboj alebo kladný náboj. Elektroskopy sa v súčasnosti používajú v experimentálnej oblasti, aby sa demonštrovalo jeho použitie pri detekcii elektrostatických nábojov v elektricky nabitých telesách..

Niektoré z najdôležitejších funkcií elektroskopov sú nasledovné:

- Detekcia elektrických nábojov v blízkych objektoch. Ak elektroskop reaguje na priblíženie tela, je to preto, že je elektricky nabitý.

- Diskriminácia typu elektrického náboja, ktorý majú elektricky nabité telesá pri hodnotení otvárania alebo zatvárania kovových lamiel elektroskopu v závislosti od počiatočného elektrického náboja elektroskopu.

- Elektroskop sa používa aj na meranie žiarenia životného prostredia v prípade, že v okolí je rádioaktívny materiál, vzhľadom na rovnaký princíp elektrostatickej indukcie.

- Toto zariadenie môže byť tiež použité na meranie množstva iónov, ktoré sú prítomné vo vzduchu, vyhodnotením rýchlosti nabitia a vybitia elektroskopu v kontrolovanom elektrickom poli.

Elektroskopy sú v súčasnosti široko využívané v laboratórnych postupoch na školách a univerzitách, aby študentom rôznych úrovní vzdelávania preukázali, že toto zariadenie používa ako elektrostatický detektor náboja..

Ako urobiť domáci elektroskop?

Je veľmi ľahké urobiť domáci elektroskop. Potrebné prvky sa ľahko získavajú a montáž elektroskopu je pomerne rýchla.

Nižšie sú uvedené nástroje a materiály potrebné na vytvorenie domáceho elektroskopu v 7 jednoduchých krokoch:

- Sklenená fľaša Musí byť čistý a veľmi suchý.

- Korek na hermetické utesnenie fľaše.

- Medený drôt 14 gauge.

- Kliešte.

- Nožnice.

- Hliníková fólia.

- Pravidlo.

- Balón.

- Vlnené látky.

proces

Krok 1

Odrežte medený drôt, až kým nedosiahnete dĺžku nádoby, ktorá presahuje približne 20 cm.

Krok 2

Zvlňte jeden koniec medeného drôtu a vytvorte druh špirály. Táto časť bude vykonávať funkcie gule elektrostatického náboja.

Tento krok je veľmi dôležitý, pretože špirála uľahčí prenos elektrónov zo študijného telesa na elektroskop, kvôli existencii väčšej plochy povrchu..

Krok 3

Prechádza cez korok s medeným závitom. Uistite sa, že zvlnená časť je smerom k hornej časti elektroskopu.

Krok 4

Urobte mierny ohyb na spodnom konci medeného drôtu v tvare L.

Krok 5

Dve hliníkové lamely odrežte v tvare trojuholníkov približne 3 centimetre v základni. Je dôležité, aby oba trojuholníky boli identické.

Uistite sa, že lamely sú dostatočne malé, aby neprišli do styku s vnútornými stenami fľaše.

Krok 6

Zahŕňa malú dieru v hornom rohu každej fólie a vkladá oba kusy hliníka do dolného konca medeného drôtu.

Snažte sa držať hliníkové fólie čo najhladšie. Ak sa hliníkové trojuholníky prasknú alebo zmrštia príliš, je lepšie vzorky opakovať, až kým sa nedosiahne požadovaný účinok.

Krok 7

Umiestnite korok na horný okraj fľaše, veľmi opatrne, aby sa hliníkové lamely nepoškodili alebo nestratili zostavu vyrobenú.

Je mimoriadne dôležité, aby obe lamely boli pri utesnení nádoby v kontakte. Ak tomu tak nie je, musíte upraviť ohyb medeného drôtu, kým sa listy navzájom nedotknú.

Otestujte svoj elektroskop

Na to, aby ste to dokázali, môžete použiť teoretické pojmy, ktoré boli opísané v tomto článku, ako je uvedené nižšie:

- Uistite sa, že elektroskop nie je nabitý: dotknite sa ho kovovou tyčou, aby ste odstránili všetok zvyšný náboj v zariadení.

- Elektricky zaťažuje predmet: omotá balónik proti vlnenej handričke, aby sa naložil povrch balónika elektrostatického náboja.

- Priblížte objekt nabitý k medenej špirále: s touto praxou bude elektroskop nabitý indukciou a elektróny zemegule budú prenesené do elektroskopu.

- Dodržiavajte reakciu kovových lamiel: trojuholníky hliníkovej fólie sa budú od seba vzďaľovať, pretože oba listy majú rovnaký náboj (v tomto prípade negatívny).

Skúste vykonať tento typ testov v suchých dňoch, pretože vlhkosť zvyčajne ovplyvňuje tento typ domácich experimentov, pretože to sťažuje prechod elektrónov z jedného povrchu na druhý..

referencie

1. Castillo, V. (s.f.). Čo slúži Elektroskop: História, typy, funkcie a diely. Zdroj: paraquesirve.tv
2. Ako urobiť elektroskop (s.f.) Zdroj: en.wikihow.com
3. Ako funguje elektroskop (2017). Získané z: como-funciona.co
4. Elektroskop zlatého chleba (s.f.). Získané z: museocabrerapinto.es
5. Elektroskop (2010). Zdroj: radioelectronica.es
6. Wikipédia, Voľná ​​encyklopédia (2018). Electroscope. Zdroj: en.wikipedia.org
7. Wikipédia, Voľná ​​encyklopédia (2016). Versorium. Zdroj: en.wikipedia.org