Historie elektroskopi, hvordan det virker, hvad det tjener

en elektroskop er en enhed, der bruges til at detektere eksistensen af ​​elektriske ladninger i nærliggende objekter. Det angiver også tegn på den elektriske ladning; det vil sige, hvis det er en negativ eller positiv ladning. Dette instrument består af en metalstang, der er indesluttet inde i en glasflaske.

Denne stang har to meget tynde metalplader (guld eller aluminium) forbundet i dens nederste del. Til gengæld er denne struktur forseglet med et låg af isolerende materiale, og i øverste ende er der en lille kugle kaldet "samler".

Når man nærmer sig et elektrisk ladet objekt til et elektroskop, kan to typer reaktioner ses af metalliske lameller, der er i den nedre ende af konfigurationen: hvis lamellerne er adskilt fra hinanden betyder det, at genstanden har den samme elektriske ladning at elektroskopiet.

På den anden side, hvis lamellerne kommer sammen, er det vejledende, at genstanden har en elektrisk ladning modsat elektroskopens ladning. Nøglen er at oplade elektroskopet med en elektrisk ladning af kendt tegn; således vil det ved udsmidning være muligt at udlede tegn på den elektriske ladning af objektet, som vi nærmer anordningen.

Elektroskoperne er yderst nyttige til at bestemme, om en krop er elektrisk opladet, ud over at give indikationer om belastningens tegn og intensiteten af ​​det.

indeks

• 1 historie
  • 1.1 Evolution
• 2 Sådan virker det?
  • 2.1 Hvordan er det elektrisk opladet?
• 3 Hvad er det for??
• 4 Sådan laver du et hjemmelavet elektroskop?
  • 4.1 Fremgangsmåde
  • 4.2 Test dit elektroskop
• 5 referencer

historie

Elektroskopet blev opfundet af den engelske læge og fysiker William Gilbert, som var fysikeren for det engelske monarki under dronning Elizabeth I 's regeringstid.

Gilbert er også kendt som "far til elektromagnetisme og elektricitet" takket være hans store bidrag til videnskab i det syttende århundrede. Han byggede det første kendte elektroskop i år 1600 med det formål at uddybe sine eksperimenter på elektrostatiske ladninger.

Det første elektroskop, kaldet versorium, var en anordning bestående af en metalnål, som roterede frit på en piedestal.

Konfigurationens konfiguration var meget lig den af ​​en kompassnål, men i dette tilfælde blev nålen ikke magnetiseret. Nålens ender differentieres visuelt fra hinanden; Desuden havde den ene ende af nålen en positiv ladning, og den anden havde en negativ ladning.

Handlingsmekanismen for versoriet var baseret på de ladninger, der blev induceret ved enderne af nålen ved hjælp af elektrostatisk induktion. Således afhænger afslutningen af ​​nålen, der var tættest på det næste objekt, at reaktionen af ​​den ende ville være at pege eller afvise objektet med nålen.

Hvis objektet havde en positiv ladning, ville de negative mobilladninger i metallet tiltrækkes til objektet, og den negativt ladede ende ville pege mod det legeme, der inducerer reaktionen i versoriet.

Hvis ikke objektet havde en negativ ladning, ville poleen tiltrukket af objektet være den positive ende af nålen.

evolution

I midten af ​​1782 byggede den enestående italienske fysiker Alessandro Volta (1745-1827) kondensationselektroskopet, som havde en vigtig følsomhed for at detektere elektriske ladninger, som elektroskoperne ikke så opdagede.

Men det største fremskridt af elektroskopet kom fra den tyske matematiker og astronom Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger (1765-1831), der opfandt guldarkelektroskopen.

Konfigurationen af ​​dette elektroskopi ligner meget den struktur, der er kendt i dag: Enheden bestod af en glasbælte, der havde en metallisk sfære på den øvre ende.

Til gengæld blev denne kugle forbundet via en leder til to ark meget tyndt guld. De "gyldne brød" adskilt eller sammenføjet som et elektrostatisk ladet legeme nærmet sig.

Hvordan virker det?

Et elektroskop er en enhed, der bruges til at detektere statisk elektricitet i nærliggende objekter, idet man gør brug af fænomenet adskillelse af deres indre lameller på grund af elektrostatisk afstødning.

Statisk elektricitet kan akkumuleres på hver yders yderside, enten ved naturlig belastning eller gnidning.

Elektroskopet er designet til at detektere tilstedeværelsen af ​​denne type ladninger på grund af overførslen af ​​elektroner fra højt ladede overflader til mindre elektrisk ladede overflader. Desuden kunne det afhængigt af lamellernes reaktion også give en ide om størrelsen af ​​den elektrostatiske ladning af det omgivende objekt.

Kuglen placeret i elektroskopens øvre del fungerer som en modtagende enhed af den elektriske ladning af objektet til undersøgelse.

Ved at bringe en elektrisk ladet krop tættere på elektroskopiet, vil den erhverve den samme elektriske ladning fra kroppen; det vil sige, hvis vi nærmer os et elektrisk ladet objekt med et positivt tegn, vil elektroskopien få samme ladning.

Hvis elektroskopiet tidligere er opladet med en kendt elektrisk ladning, sker følgende:

- Hvis kroppen har samme belastning, vil de metalliske lameller inde i elektroskopet adskille fra hinanden, da begge vil afvise.

- I modsætning hertil, hvis genstanden har en modsat ladning, forbliver metalflagerne ved bunden af ​​flasken fastgjort til hinanden..

Lamellerne inde i elektroskopet skal være meget lette, så vægten af ​​dem afbalanceres af virkningen af ​​elektrostatiske afstødningskræfter. Ved at flytte objektet med at studere væk fra elektroskopiet vil lamellerne så miste polarisering og vende tilbage til deres naturlige tilstand (lukket).

Hvordan er det elektrisk opladet?

Det faktum, at elektroskopet er elektrisk opladet, er nødvendigt for at kunne bestemme arten af ​​den elektriske ladning af objektet, som vi vil nærme enheden. Hvis elektroskopens ladning ikke er kendt på forhånd, vil det være umuligt at afgøre, om belastningen af ​​objektet er ens eller modsat belastningen.

Før opladning af elektroskopet skal det være i neutral tilstand; det vil sige med et lige antal protoner og elektroner i sit indre. Af denne grund foreslås det at tilslutte elektroskopet til jorden, inden opladningen udføres, for at sikre, at enhedens belastning er neutral..

Elektroskopens udladning kan gøres ved at røre den med en metallisk genstand, således at den sidstnævnte aflader den elektriske ladning, der findes inden i elektroskopet til jorden..

Der er to måder at oplade et elektroskop på, før det testes. Nedenfor er de mest relevante aspekter af hver af disse.

Ved induktion

Det indebærer opladning af elektroskopet uden at etablere direkte kontakt med det; det vil sige kun ved at nærme sig et objekt, hvis belastning er kendt for den modtagende kugle.

Ved kontakt

Ved at berøre elektroskopiens modtagende kugle direkte med en genstand med kendt ladning.

Hvad er det for??

Elektroskoper bruges til at bestemme, om en krop er elektrisk opladet, og skelne mellem, om den har en negativ ladning eller positiv ladning. I øjeblikket anvendes elektroskoperne i det eksperimentelle felt for at eksemplificere ved dets anvendelse detektion af elektrostatiske ladninger i elektrisk ladede legemer.

Nogle af de vigtigste funktioner i elektroskoperne er følgende:

- Påvisning af elektriske ladninger i nærliggende genstande. Hvis elektroskopet reagerer på en kropps tilgang, skyldes det, at sidstnævnte er elektrisk ladet.

- Diskrimination af den type elektriske ladning, som de elektrisk ladede legemer har, når man vurderer åbningen eller lukningen af ​​elektrolytets metalliske lameller afhængigt af elektroskopiens indledende elektriske ladning.

- Elektroskopet bruges også til at måle miljøets stråling, hvis der er radioaktivt materiale rundt på grund af det samme princip for elektrostatisk induktion.

- Denne enhed kan også bruges til at måle mængden af ​​ioner, der er til stede i luften, ved at evaluere ladning og udladningshastighed for elektroskopet inden for et styret elektrisk felt.

I dag bruges elektroskoper i vid udstrækning i laboratoriepraksis i skoler og universiteter for at demonstrere for studerende på forskellige uddannelsesniveauer brugen af ​​denne enhed som en elektrostatisk ladningsdetektor.

Sådan laver du et hjemmelavet elektroskop?

Det er meget nemt at lave et hjemmelavet elektroskop. De nødvendige elementer er nemme at erhverve, og samlingen af ​​elektroskopien er ret hurtig.

Nedenfor er de redskaber og materialer der er nødvendige for at opbygge et hjemmelavet elektroskopi i 7 enkle trin:

- En glasflaske Det skal være rent og meget tørt.

- En kork til hermetisk forsegling af flasken.

- En 14 gauge kobbertråd.

- En plier.

- En saks.

- Aluminiumsfolie.

- En regel.

- En ballon.

- En ulddug.

proces

Trin 1

Skær kobbertråd, indtil du får en sektion, der overstiger ca. 20 centimeter længden af ​​beholderen.

Trin 2

Krøl den ene ende af kobbertråden, hvilket gør en slags spiral. Denne del vil udføre funktionerne i den elektrostatiske ladningsfølerende sfære.

Dette trin er meget vigtigt, da spiralen vil lette overførslen af ​​elektroner fra stuekroppen til elektroskopet på grund af eksistensen af ​​et større overfladeareal.

Trin 3

Det krydser korken med kobbertråden. Sørg for, at den krøllede del er på toppen af ​​elektroskopet.

Trin 4

Lav en lille bøjning i den nedre ende af kobbertråd, L-formet.

Trin 5

Skær de to aluminium lameller i form af trekanter ca. 3 centimeter i bunden. Det er vigtigt, at begge trekanter er ens.

Sørg for, at lamellerne er små nok til ikke at komme i kontakt med indersiden af ​​flasken.

Trin 6

Den indeholder et lille hul i det øvre hjørne af hver folie og indsætter begge stykker aluminium i den nedre ende af kobbertråd.

Forsøg at holde aluminiumsfolien glider så glat som muligt. Hvis aluminiumtrianglerne bryder eller krymper for meget, er det bedre at gentage prøverne, indtil den ønskede effekt er opnået.

Trin 7

Placer korken på flaskeens øverste kant meget forsigtigt, så aluminiumslamellerne ikke forringes eller taber samlingen.

Det er yderst vigtigt, at begge lameller er i kontakt ved forsegling af beholderen. Hvis det ikke er tilfældet, skal du ændre bøjning af kobbertråd, indtil arkene berører hinanden.

Test dit elektroskop

For at bevise det kan du anvende de teoretiske begreber, der tidligere er beskrevet i artiklen, som beskrevet nedenfor:

- Sørg for, at elektroskopiet ikke er opladet: rør det med en metalstang for at fjerne det resterende opladning i enheden.

- Elektrisk belastning af en genstand: Gnider en ballon mod en uldække for at indlæse overfladen af ​​den elektrostatiske ladningsballon.

- Tilnærm det objekt, der pålægges kobberspiralen. Med denne praksis vil elektroskopet blive opladet ved induktion, og elektronerne i kloden vil blive overført til elektroskopiet.

- Overhold reaktionen af ​​de metalliske lameller: Aluminiums trekanter vil bevæge sig væk fra hinanden, da begge ark deler en ladning af det samme tegn (negativ i dette tilfælde).

Prøv at udføre denne type tests på tørre dage, da luftfugtigheden normalt påvirker denne type hjemmeeksperimenter, fordi det gør det svært for elektroner at passere fra en overflade til en anden.

referencer

1. Castillo, V. (s.f.). Hvad fungerer et elektroskopi: Historie, Typer, Funktion og Dele. Hentet fra: paraquesirve.tv
2. Sådan laver du et elektroskop (s.f.) Hentet fra: en.wikihow.com
3. Hvordan et elektroskop virker (2017). Gendannet fra: como-funciona.co
4. Guldbrødselektroskop (s.f.). Gendannet fra: museocabrerapinto.es
5. Elektroskopet (2010). Hentet fra: radioelectronica.es
6. Wikipedia, Den Frie Encyklopædi (2018). Elektroskop. Hentet fra: en.wikipedia.org
7. Wikipedia, Den Frie Encyklopædi (2016). Versorium. Hentet fra: en.wikipedia.org