ELEKTROSKOP: HISTORIA, HUR DET FUNGERAR, VAD DET ÄR FÖR - DUDAS - 2025

Ett elektroskop är en anordning som används för att upptäcka förekomsten av elektriska laddningar på föremål i närheten. Det visar också tecknet på den elektriska laddningen; det vill säga om det är en negativ eller positiv laddning. Instrumentet består av en metallstav inne i en glasflaska.

Denna stång har två mycket tunna metallplåtar (guld eller aluminium) anslutna i sin undre del. I sin tur är denna struktur tätad med ett hölje av isolerande material, och i den övre änden har den en liten sfär som kallas "samlare".

När man närmar sig ett elektriskt laddat objekt till ett elektroskop kan två typer av reaktioner bevittnas av metalllamellerna i den nedre änden av konfigurationen: om lamellerna är separerade från varandra betyder det att objektet har samma elektriska laddning än elektroskopet.

Å andra sidan, om lamellerna sammanfogas, tyder det på att föremålet har en elektrisk laddning mittemot laddningen av elektroskopet. Nyckeln är att ladda elektroskopet med en elektrisk laddning med känt tecken; följaktligen kommer det att vara möjligt att dra bort tecknet på den elektriska laddningen av föremålet som vi tar med till enheten genom att kassera det.

Elektroskop är extremt användbara för att bestämma om en kropp är elektriskt laddad, liksom att ge ledtrådar om laddningens tecken och laddningens intensitet.

Historia

Elektroskopet uppfanns av den engelska läkaren och fysikern William Gilbert, som fungerade som fysiker för den engelska monarkin under drottning Elizabeth I: s regeringstid.

Gilbert är också känd som "fader till elektromagnetism och elektricitet" tack vare hans stora bidrag till vetenskapen under 1600-talet. Han byggde det första kända elektroskopet 1600 för att fördjupa sina experiment på elektrostatiska laddningar.

Det första elektroskopet, kallat ett versorium, var en anordning bestående av en metallnål, som roterade fritt på en sockel.

Konfigurationen av versorium var mycket lik den för en kompassnål, men i detta fall magnetiserades nålen. Nålens ändar skilde sig visuellt från varandra; Vidare var den ena änden av nålen positivt laddad och den andra negativt laddad.

Versoriums verkningsmekanism baserades på laddningarna inducerade vid nålens ändar genom elektrostatisk induktion. Beroende på änden på nålen som var närmast det angränsande föremålet, skulle reaktionen på det slutet således vara att peka eller avföra föremålet med nålen.

Om föremålet var positivt laddat, skulle de negativa rörliga laddningarna på metallen lockas mot föremålet, och den negativt laddade änden skulle peka mot kroppen som inducerar reaktionen i versoriet.

Annars, om objektet var negativt laddat, skulle den pol som lockas till objektet vara den positiva änden på nålen.

Evolution

I mitten av 1782 byggde den framträdande italienska fysikern Alessandro Volta (1745-1827) kondensationselektroskopet, som hade en viktig känslighet för att upptäcka elektriska laddningar som den tidens elektroskop inte upptäckte.

Det största framsteget av elektronoskopet kom dock från den tyska matematikern och astronomen Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger (1765-1831), som uppfann guldfolieelektroskopet.

Konfigurationen av detta elektroskop liknar den struktur som är känd idag: enheten bestod av en glasklocka som hade en metall sfär upptill.

I sin tur var denna sfär ansluten genom en ledare till två mycket tunna guldark. De "gyllene brödena" separerade eller sammanfogade varandra när en elektrostatiskt laddad kropp närmade sig.

Hur fungerar det?

Ett elektroskop är en anordning som används för att upptäcka statisk elektricitet i närliggande föremål, som använder fenomenet separering av deras inre lameller på grund av elektrostatisk avstötning.

Statisk elektricitet kan ackumuleras på kroppens yttre yta, antingen genom naturlig laddning eller genom gnidning.

Elektroskopet är utformat för att upptäcka närvaron av dessa typer av laddningar på grund av överföring av elektroner från mycket laddade ytor till mindre elektriskt laddade ytor. Beroende på lamellernas reaktion kan det dessutom ge en uppfattning om storleken på den omgivande föremålets elektrostatiska laddning.

Sfären belägen i den övre delen av elektroskopet fungerar som en mottagande enhet för den elektriska laddningen för studieobjektet.

Genom att föra en elektriskt laddad kropp närmare elektroskopet kommer den att få samma elektriska laddning som kroppen; det vill säga om vi närmar oss ett elektriskt laddat föremål med ett positivt tecken kommer elektroskopet att få samma laddning.

Om elektroskopet är förladdat med en känd elektrisk laddning kommer följande att hända:

- Om kroppen har samma laddning kommer metalllamellerna inuti elektroskopet att skilja sig från varandra, eftersom båda kommer att avvisa varandra.

- Om objektet däremot har en motsatt laddning kommer metalllamellerna längst ner på flaskan att förbli fästa vid varandra.

Lamellerna inuti elektroskopet måste vara mycket lätta, så att deras vikt balanseras av verkan av elektrostatiska avstötningskrafter. Genom att flytta studieobjektet bort från elektroskopet kommer således lamellerna att förlora sin polarisering och återgå till sitt naturliga tillstånd (stängt).

Hur är den elektriskt laddad?

Det faktum att ladda elektroskopet elektriskt är nödvändigt för att kunna bestämma arten av den elektriska laddningen för objektet som vi kommer att närma oss enheten. Om laddningen på elektroskopet inte är känd i förväg kommer det att vara omöjligt att avgöra om laddningen på objektet är lika med eller motsatt den laddningen.

Innan du laddar elektronoskopet måste det vara i neutralt tillstånd. det vill säga med samma antal protoner och elektroner inuti. Av detta skäl föreslås att elektroskopet ska anslutas till marken innan det laddas, för att säkerställa enhetens laddning neutralitet.

Elektroskopet kan urladdas genom att vidröra det till ett metallföremål, så att det senare tömmer den elektriska laddningen inuti elektroskopet till marken.

Det finns två sätt att ladda ett elektroskop innan du testar det. De mest relevanta aspekterna av var och en av dessa beskrivs nedan.

induktivt

Det handlar om att ladda elektroskopet utan att skapa direktkontakt med det; det vill säga bara närma sig ett objekt vars laddning är känd för den mottagande sfären.

Genom kontakt

Genom att beröra den mottagande sfären på elektronoskopet direkt med ett föremål med en känd laddning.

Vad är det för?

Elektroskop används för att bestämma om en kropp är elektriskt laddad och för att skilja om den har en negativ eller positiv laddning. För närvarande används elektroskop i experimentfältet för att exemplifiera detektering av elektrostatiska laddningar i elektriskt laddade kroppar med deras användning.

Några av de mest framstående funktionerna hos elektroskop är följande:

- Upptäckt av elektriska laddningar på närliggande föremål. Om elektroskopet reagerar på en kropps tillvägagångssätt beror det på att det senare är elektriskt laddat.

- Diskriminering av den typ av elektrisk laddning som har elektriskt laddade organ vid utvärdering av öppningen eller stängningen av metalllamellerna i elektroskopet, beroende på den initiala elektriska laddningen för elektroskopet.

- Elektroskopet används också för att mäta miljöns strålning om det finns radioaktivt material runt på grund av samma princip om elektrostatisk induktion.

- Denna enhet kan också användas för att mäta mängden joner som finns i luften genom att utvärdera elektroskopets laddnings- och urladdningshastighet inom ett kontrollerat elektriskt fält.

Idag används elektronoskop i stor utsträckning i laboratoriepraxis i skolor och universitet för att visa studenter på olika utbildningsnivåer användningen av denna enhet som en elektrostatisk laddningsdetektor.

Hur gör jag ett hemlagat elektroskop?

Det är väldigt lätt att göra ett hemmagjordt elektroskop. De nödvändiga elementen kan lätt anskaffas och montering av elektroskopet är ganska snabbt.

Nedan listas redskap och material som behövs för att bygga ett hemlagat elektroskop i 7 enkla steg:

- En glasflaska. Det måste vara rent och väldigt torrt.

- En kork som hermetiskt förseglar flaskan.

- En koppartråd med 14 gauge.

- En tång.

- En sax.

- Folie.

- En regel.

- En ballong.

- En ullduk.

Bearbeta

Steg 1

Klipp av koppartråden tills du får en sektion som är ungefär 20 centimeter längre än behållarens längd.

Steg 2

Krulla den ena änden av koppartråden och skapa en slags spiral. Denna del fungerar som den elektrostatiska laddningsdetekterande sfären.

Detta steg är mycket viktigt, eftersom spiralen underlättar överföring av elektroner från studiekroppen till elektroskopet på grund av förekomsten av en större ytarea.

Steg 3

Gå igenom korken med koppartråden. Se till att den lockiga delen är mot toppen av elektroskopet.

Steg 4

Gör en lätt böjning i koppartrådens nedre ände i L-form.

Steg 5

Skär de två aluminiumfolien i trianglar ungefär 3 centimeter långa. Det är viktigt att båda trianglarna är identiska.

Se till att lamellerna är tillräckligt små för att inte komma i kontakt med flaskans innerväggar.

Steg 6

Sätt i ett litet hål i det övre hörnet på varje folie och sätt in båda bitarna av aluminium i koppartrådens nedre ände.

Försök att hålla foliearken så smidig som möjligt. Om aluminiumtrianglarna går sönder eller rynker för mycket, är det bäst att upprepa proverna tills önskad effekt har uppnåtts.

Steg 7

Placera korken på flaskans övre kant, mycket försiktigt så att aluminiumfolierna inte försämras eller monteringen går förlorad.

Det är oerhört viktigt att båda lamellerna är i kontakt vid tätningen av behållaren. Om detta inte är fallet måste du ändra koppartrådens böjning tills lakan berör varandra.

Testa ditt elektroskop

För att bevisa det kan du tillämpa de teoretiska uppfattningarna som tidigare beskrivits i hela artikeln, som beskrivs nedan:

- Se till att elektroskopet inte är laddat: för att göra detta, tryck på det med en metallstång för att radera eventuell återstående laddning på enheten.

- Ladda ett föremål elektriskt: gnugga en ballong mot en ullduk för att ladda ballongens yta med elektrostatisk laddning.

- Föra det laddade föremålet närmare kopparspiralen: med denna praxis laddas elektroskopet genom induktion, och elektronerna från jordklotet överförs till elektroskopet.

- Observera reaktionen från metallplattorna: aluminiumfolie trianglarna kommer att röra sig från varandra eftersom båda plattorna delar en laddning av samma skylt (negativt i detta fall).

Försök att utföra denna typ av test på torra dagar, eftersom fuktighet tenderar att påverka den här typen av hemexperiment eftersom det gör det svårt för elektroner att passera från en yta till en annan.

referenser

1. Castillo, V. (sf). Vad är ett elektroskop för: Historia, typer, funktion och delar. Återställd från: paraquesirve.tv
2. Hur man gör ett elektroskop (nd). Återställd från: es.wikihow.com
3. Hur ett elektroskop fungerar (2017). Återställs från: como-funciona.co
4. Guldbladelektroskop (nd). Återställd från: museocabrerapinto.es
5. Elektroskopet (2010). Återställd från: radioelectronica.es
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Elektro. Återställd från: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2016). Versorium. Återställd från: en.wikipedia.org