ЭЛЕКТРОСКОП: ИСТОРИЯ, КАК РАБОТАЕТ, ДЛЯ ЧЕГО НУЖЕН - ДУДАС - 2026

Электроскоп представляет собой устройство , используемое для определения наличия электрических зарядов на близлежащих объектах. Он также указывает на знак электрического заряда; то есть, если это отрицательный или положительный заряд. Этот инструмент состоит из металлического стержня, заключенного в стеклянную бутылку.

Этот стержень состоит из двух очень тонких металлических листов (золота или алюминия), соединенных в его нижней части. В свою очередь, эта конструкция закрыта крышкой из изоляционного материала, а на верхнем конце имеет небольшой шар, называемый «коллектором».

При приближении к электрически заряженному объекту к электроскопу металлические ламели на нижнем конце конфигурации могут наблюдать два типа реакций: если ламели отделены друг от друга, это означает, что объект имеет одинаковый электрический заряд. чем электроскоп.

С другой стороны, если ламели сходятся вместе, это указывает на то, что объект имеет электрический заряд, противоположный заряду электроскопа. Главное - зарядить электроскоп электрическим зарядом известного знака; таким образом, отбрасывая, можно будет определить знак электрического заряда объекта, который мы подносим к устройству.

Электроскопы чрезвычайно полезны для определения того, является ли тело электрически заряженным, а также для получения подсказок о знаке заряда и его интенсивности.

история

Электроскоп был изобретен английским врачом и физиком Уильямом Гилбертом, который работал физиком в английской монархии во время правления королевы Елизаветы I.

Гилберт также известен как «отец электромагнетизма и электричества» благодаря его огромному вкладу в науку в 17 веке. Он построил первый известный электроскоп в 1600 году, чтобы углубить свои эксперименты с электростатическими зарядами.

Первый электроскоп, называемый версориумом, представлял собой устройство, состоящее из металлической иглы, которая свободно вращалась на пьедестале.

Конфигурация версориума была очень похожа на форму стрелки компаса, но в этом случае стрелка не была намагничена. Концы иглы визуально отличались друг от друга; Кроме того, один конец иглы был заряжен положительно, а другой - отрицательно.

Механизм действия версориума был основан на зарядах, индуцированных на концах иглы за счет электростатической индукции. Таким образом, в зависимости от конца иглы, который находится ближе всего к соседнему объекту, реакция этого конца будет состоять в том, чтобы указывать на объект иглой или отталкивать его.

Если бы объект был заряжен положительно, отрицательные движущиеся заряды на металле притягивались бы к объекту, а отрицательно заряженный конец указывал бы на тело, вызывая реакцию в версориуме.

В противном случае, если объект был заряжен отрицательно, полюс, притянутый к объекту, был бы положительным концом иглы.

эволюция

В середине 1782 года выдающийся итальянский физик Алессандро Вольта (1745-1827) построил конденсационный электроскоп, который обладал важной чувствительностью для обнаружения электрических зарядов, которые электроскопы того времени не обнаруживали.

Однако наибольшее достижение в области электроскопа произошло благодаря руке немецкого математика и астронома Иоганна Готлиба Фридриха фон Боненбергера (1765-1831), который изобрел электроскоп с золотой фольгой.

Конфигурация этого электроскопа очень похожа на структуру, которая известна сегодня: устройство состояло из стеклянного колокола с металлической сферой наверху.

В свою очередь, эта сфера была подключена через проводник к двум очень тонким листам золота. «Золотые хлеба» разделялись или соединялись друг с другом при приближении электростатически заряженного тела.

Как это работает?

Электроскоп - это устройство, используемое для обнаружения статического электричества в близлежащих объектах, использующее явление разделения их внутренних ламелей из-за электростатического отталкивания.

Статическое электричество может накапливаться на внешней поверхности любого тела за счет естественного заряда или трения.

Электроскоп предназначен для обнаружения этих типов зарядов из-за переноса электронов с сильно заряженных поверхностей на менее электрически заряженные поверхности. Кроме того, в зависимости от реакции ламелей, он также может дать представление о величине электростатического заряда окружающего объекта.

Сфера, расположенная в верхней части электроскопа, функционирует как принимающее устройство для электрического заряда объекта исследования.

Если поднести электрически заряженное тело ближе к электроскопу, оно приобретет такой же электрический заряд, что и тело; то есть, если мы подойдем к электрически заряженному объекту с положительным знаком, электроскоп приобретет такой же заряд.

Если электроскоп предварительно заряжен известным электрическим зарядом, произойдет следующее:

- Если тело имеет одинаковый заряд, металлические ламели внутри электроскопа отделятся друг от друга, так как оба будут отталкиваться друг от друга.

- Напротив, если предмет имеет противоположный заряд, металлические ламели на дне бутылки останутся прикрепленными друг к другу.

Пластинки внутри электроскопа должны быть очень легкими, чтобы их вес уравновешивался действием сил электростатического отталкивания. Таким образом, при удалении объекта исследования от электроскопа ламели теряют поляризацию и возвращаются в свое естественное состояние (закрытые).

Как он электрически заряжен?

Факт электрической зарядки электроскопа необходим, чтобы иметь возможность определить природу электрического заряда объекта, которым мы будем приближаться к устройству. Если заряд на электроскопе неизвестен заранее, будет невозможно определить, равен ли заряд на объекте этому заряду или противоположен ему.

Перед зарядкой электроскопа он должен быть в нейтральном состоянии; то есть с таким же количеством протонов и электронов внутри. По этой причине рекомендуется перед зарядкой подключить электроскоп к земле, чтобы обеспечить нейтральность заряда устройства.

Электроскоп можно разрядить, прикоснувшись им к металлическому объекту, так что последний стекает электрический заряд внутри электроскопа на землю.

Есть два способа зарядить электроскоп перед его проверкой. Наиболее важные аспекты каждого из них подробно описаны ниже.

индуктивно

Речь идет о зарядке электроскопа без прямого контакта с ним; то есть приближение только к объекту, заряд которого известен принимающей сфере.

По контактам

Прикоснувшись к принимающей сфере электроскопа непосредственно предметом с известным зарядом.

Для чего это?

Электроскопы используются, чтобы определить, заряжено ли тело электрически, и определить, есть ли у него отрицательный или положительный заряд. В настоящее время электроскопы используются в экспериментальной области, чтобы проиллюстрировать с их помощью обнаружение электростатических зарядов в электрически заряженных телах.

Некоторые из наиболее важных функций электроскопов:

- Обнаружение электрических зарядов на близлежащих объектах. Если электроскоп реагирует на приближение тела, то это потому, что оно электрически заряжено.

- Определение типа электрического заряда, которым обладают электрически заряженные тела, при оценке открытия или закрытия металлических пластин электроскопа, в зависимости от начального электрического заряда электроскопа.

- Электроскоп также используется для измерения излучения из окружающей среды в случае наличия радиоактивного материала вокруг, из-за того же принципа электростатической индукции.

- Это устройство также можно использовать для измерения количества ионов, присутствующих в воздухе, путем оценки скорости заряда и разряда электроскопа в контролируемом электрическом поле.

Сегодня электроскопы широко используются в лабораторных условиях школ и университетов, чтобы продемонстрировать студентам с разным уровнем образования использование этого прибора в качестве детектора электростатического заряда.

Как сделать самодельный электроскоп?

Сделать самодельный электроскоп очень просто. Необходимые элементы легко достаются, а сборка электроскопа происходит довольно быстро.

Ниже перечислены принадлежности и материалы, необходимые для сборки самодельного электроскопа за 7 простых шагов:

- Стеклянная бутылка. Он должен быть чистым и очень сухим.

- Пробка для герметичного закрытия бутылки.

- Медный провод 14 калибра.

- Плоскогубцы.

- Ножницы.

- фольга.

- Правило.

- Шарик.

- Шерстяная ткань.

Обработать

Шаг 1

Обрежьте медную проволоку, пока не получите отрезок, который примерно на 20 сантиметров длиннее, чем длина контейнера.

Шаг 2

Сверните один конец медной проволоки, сделав подобие спирали. Эта часть будет действовать как сфера обнаружения электростатического заряда.

Этот шаг очень важен, так как спираль будет способствовать передаче электронов от исследуемого тела к электроскопу из-за наличия большей площади поверхности.

Шаг 3

Проденьте пробку с помощью медной проволоки. Убедитесь, что фигурная часть находится в верхней части электроскопа.

Шаг 4

Сделайте небольшой изгиб на нижнем конце медного провода в форме буквы L.

Шаг 5

Разрежьте две алюминиевые фольги на треугольники длиной примерно 3 сантиметра. Важно, чтобы оба треугольника были идентичными.

Убедитесь, что ламели достаточно маленькие, чтобы они не соприкасались с внутренними стенками бутылки.

Шаг 6

Сделайте небольшое отверстие в верхнем углу каждой фольги и вставьте оба куска алюминия в нижний конец медной проволоки.

Старайтесь, чтобы листы фольги были как можно более гладкими. Если алюминиевые треугольники ломаются или мнутся слишком сильно, лучше повторять образцы до тех пор, пока не будет получен желаемый эффект.

Шаг 7

Поместите пробку на верхний край бутылки, очень осторожно, чтобы алюминиевая фольга не испортилась или сделанная сборка не потерялась.

Чрезвычайно важно, чтобы обе ламели соприкасались при герметизации емкости. Если это не так, то вам придется изменить изгиб медной проволоки, пока листы не коснутся друг друга.

Проверьте свой электроскоп

Чтобы доказать это, вы можете применить теоретические концепции, ранее описанные в статье, как подробно описано ниже:

- Убедитесь, что электроскоп не заряжен: для этого прикоснитесь к нему металлическим стержнем, чтобы удалить оставшийся заряд на устройстве.

- Зарядите объект электрическим током: потрите шар о шерстяную ткань, чтобы зарядить поверхность шара электростатическим зарядом.

- Поднесите заряженный объект ближе к медной спирали: при этой практике электроскоп будет заряжаться за счет индукции, и электроны от глобуса будут перенесены в электроскоп.

- Наблюдайте за реакцией металлических пластин: треугольники из алюминиевой фольги будут удаляться друг от друга, поскольку обе пластины имеют заряд одного знака (в данном случае отрицательный).

Попробуйте проводить этот тип теста в засушливые дни, поскольку влажность имеет тенденцию влиять на этот тип домашних экспериментов, поскольку затрудняет переход электронов с одной поверхности на другую.

Ссылки

1. Кастильо, В. (SF). Для чего нужен электроскоп: история, типы, функции и детали. Получено с: paraquesirve.tv
2. Как сделать электроскоп (б. Д.). Получено с: es.wikihow.com
3. Как работает электроскоп (2017). Получено с: como-funciona.co
4. Электроскоп сусального золота (nd). Получено с: museocabrerapinto.es
5. Электроскоп (2010). Получено с: radioelectronica.es
6. Википедия, Бесплатная энциклопедия (2018). Электроскоп. Получено с: es.wikipedia.org
7. Википедия, Бесплатная энциклопедия (2016). Versorium. Получено с: en.wikipedia.org