Elektroscoop

Een elektroscoop

Wat is een elektroscoop?

A elektroscoop Het is een apparaat dat wordt gebruikt om het bestaan ​​van elektrische belastingen in nabijgelegen objecten te detecteren. Het geeft ook het teken van de elektrische lading aan; dat wil zeggen, als het een negatieve of positieve lading is. Dit instrument bestaat uit een beperkte metalen staaf in een glazen fles.

Deze staaf heeft twee zeer dunne metalen vellen (goud of aluminium) verbonden in het laagste deel. Op zijn beurt is deze structuur afgesloten met een deksel van isolatiemateriaal, en aan de bovenkant heeft het een kleine bol genaamd "Collector".

Als een elektrisch geladen object naar een benaderde elektroscoop, kunnen twee soorten reacties door de metaallamellen die zich aan de onderkant van de configuratie bevinden, worden gezien: als de lamellen van elkaar gescheiden zijn, betekent dit dat het object dezelfde elektrische lading heeft dan het elektroscoop.

Aan de andere kant, als de lamellen samenkomen, is het een indicatie dat het object een elektrische lading heeft tegenover de elektroscoopbelasting. De sleutel is om de elektroscoop te laden met een elektrische lading van het bekende teken; Dus door ontgrendheid zal het haalbaar zijn om het teken van de elektrische lading van het object dat we op het apparaat brengen af ​​te leiden.

Elektroscos zijn uiterst nuttig om te bepalen of een lichaam elektrisch wordt geladen, naast het geven van indicaties over het teken van de belasting en intensiteit van hetzelfde.

Geschiedenis

De elektroscoop werd uitgevonden door de Engelse arts en natuurkundige William Gilbert, die diende als natuurkundige van de Engelse monarchie tijdens het bewind van koningin Elizabeth I.

Gilbert staat ook bekend als "de vader van elektromagnetisme en elektriciteit" dankzij zijn grote bijdragen aan de wetenschap in de zeventiende eeuw. Hij bouwde de eerste elektroscoop die bekend staat in 1600, met als doel zijn experimenten met elektrostatische belastingen te verdiepen.

De eerste elektroscoop, Versorium genoemd, was een apparaat bestaande uit een metalen naald, die vrij op een voetstuk draaide.

De versoriumconfiguratie was erg vergelijkbaar met die van de naald van een kompas, maar in dit geval was de naald niet gemagnetiseerd. De uiteinden van de naald werden visueel van elkaar gedifferentieerd; Bovendien had een van de uiteinden van de naald een positieve lading en had de andere een negatieve belasting.

Het mechanisme van versoriumwerking was gebaseerd op geïnduceerde belastingen aan de uiteinden van de naald, door elektrostatische inductie. Dus, afhankelijk van het uiteinde van de naald die dichter bij het omringende object was, zou de reactie van dat uiteinde zijn om het object met de naald te wijzen of af te weren.

Als het object een positieve belasting had, zouden de negatieve mobiele belastingen in het metaal worden aangetrokken tot het object en het einde met negatieve belasting zou wijzen op het lichaam dat de reactie in het versorium induceert.

Kan u van dienst zijn: triple w

Anders, als het object een negatieve belasting had, zou de aangetrokken pool naar het object het positieve uiteinde van de naald zijn.

Evolutie

Medio 1782 bouwde de uitstekende Italiaanse fysicus Alessandro Volta (1745-1827) de condensatie-elektroscoop, die een belangrijke gevoeligheid had om elektrische ladingen te detecteren die de elektroscopen van die tijd niet detecteerden.

De grootste opmars van de elektroscoop kwam echter uit de hand van de Duitse wiskundige en astronom.

De configuratie van deze elektroscoop is zeer de structuur die vandaag bekend is, leek zeer: het apparaat bestond uit een glazen bel met een metalen bol aan de bovenkant.

Op zijn beurt was deze bol verbonden door een bestuurder twee zeer dunne gouden vellen. De "gouden brood" gescheiden of met elkaar verbonden als een elektrostatisch lichaam naderde.

Hoe werkt een elektroscoop?

Een elektroscoop is een apparaat dat wordt gebruikt om statische elektriciteit in nabijgelegen objecten te detecteren, met behulp van het scheidingsfenomeen van zijn interne lamellen als gevolg van elektrostatische afstoting.

Statische elektriciteit kan worden verzameld op het buitenoppervlak van elk lichaam, hetzij door natuurlijke belasting of wrijven.

De elektroscoop is ontworpen om de aanwezigheid van dit type belastingen te detecteren, vanwege de overdracht van oppervlakte -elektronen die zeer worden geladen naar minder elektrisch geladen oppervlakken. Bovendien kan het, afhankelijk van de reactie van de lamellen, ook een idee geven van de grootte van de elektrostatische belasting van het omliggende object.

De bol in het bovenste deel van de elektroscoop functioneert als een ontvangende entiteit van de elektrische lading van het onderzoeksobject.

Terwijl een elektrisch geladen lichaam de elektroscoop nadert, zal het dezelfde elektrische lading van het lichaam verwerven; Dat wil zeggen, als we een elektrisch geladen object met een positief teken meenemen, zal de elektroscoop dezelfde belasting verwerven.

Als de elektroscoop eerder is opgeladen met een bekende elektrische lading, zal het volgende plaatsvinden:

• Als het lichaam dezelfde belasting heeft, zullen de metalen lamellen die zich in de elektroscoop bevinden van elkaar scheiden, omdat beide zullen afstoten.
• Als het object de tegenovergestelde belasting heeft, blijven de metalen lamellen op de bodem van de fles samen met elkaar.

Laminilla's in de elektroscoop moeten zeer licht zijn, zodat hun gewicht in balans is met de werking van elektrostatische afstotingskrachten. Dus door het verwijderen van het onderzoek van de elektroscoop te verwijderen, zullen lamellas polarisatie verliezen en terugkeren naar hun natuurlijke toestand (gesloten).

Hoe elektrisch wordt geladen?

Het feit van het laden van de elektrostcope is noodzakelijk om de aard van de elektrische lading van het object te kunnen bepalen dat we het apparaat zullen benaderen. Als de elektroscoopbelasting niet van tevoren bekend is, is het onmogelijk om te bepalen of de belasting van het object gelijk is aan of tegengesteld aan de genoemde belasting.

Kan u van dienst zijn: Multiprocessing: wat bestaat, typen, vereisten, voordelen

Voordat de elektroscoop wordt geladen, moet dit zich in een neutrale toestand bevinden; dat wil zeggen met hetzelfde aantal protonen en elektronen binnenin. Daarom wordt gesuggereerd om de elektroscoop op de grond te verbinden voordat u de belasting maakt, om de neutraliteit van de apparaatbelasting te waarborgen.

De electroscoopafvoer kan worden gedaan door het aan te raken met een metaalobject, zodat deze de bestaande elektrische lading in de elektroscoop afzet.

Twee modaliteiten onderscheiden zich om een ​​elektroscoop te laden voordat u deze test. Hieronder staan ​​de meest relevante aspecten van elk van deze.

Inductief

Het gaat erom de elektroscoop te laden zonder er direct contact mee te maken; dat wil zeggen, gewoon een object naderen waarvan de belasting bekend is bij de ontvangende sfeer.

Per contact

Bij het aanraken van de elektroscoop die bol rechtstreeks ontvangt met een object met bekende belasting.

Waar is een elektroscoop voor?

Elektroscos worden gebruikt om te bepalen of een lichaam elektrisch wordt geladen en onderscheiden of het een negatieve belasting of positieve belasting heeft. Momenteel worden elektroscopen in het experimentele veld gebruikt om te illustreren met het gebruik ervan de detectie van elektrostatische belastingen in elektrisch geladen lichamen.

Enkele van de meest opvallende functies van elektroscopen zijn de volgende:

• Detectie van elektrische ladingen in nabijgelegen objecten. Als de elektroscoop reageert op de nadering van een lichaam, is dit omdat deze laatste elektrisch wordt geladen.
• Discriminatie van het type elektrische lading dat de elektrisch geladen lichamen bezitten, bij het evalueren van de opening of het sluiten van de elektroscoopmetaallamellen, afhankelijk van de initiële elektroscoop elektrische lading.
• De elektroscoop wordt ook gebruikt om de straling van de omgeving te meten in het geval er radioactief materiaal is, vanwege hetzelfde elektrostatische inductieprincipe.
• Dit apparaat kan ook worden gebruikt om de hoeveelheid ionen die in de lucht aanwezig zijn te meten, bij het evalueren van de laad- en ontladingssnelheid van de elektroscoop in een geregeld elektrisch veld.

Tegenwoordig worden electroscopen veel gebruikt in laboratoriumpraktijken op scholen en universiteiten, om studenten van verschillende opleidingsniveaus het gebruik van dit apparaat als een elektrostatische belastingsdetector aan te tonen.

Hoe u een zelfgemaakte elektroscoop maakt?

Het is heel gemakkelijk om een ​​zelfgemaakte elektroscoop te maken. De benodigde elementen zijn gemakkelijk te verwerven en de elektroscoopassemblage is vrij snel.

De gebruiksvoorwerpen en materialen die nodig zijn om een ​​zelfgemaakte elektroscoop te bouwen, worden hieronder vermeld:

• Een glazen fles. Het is noodzakelijk dat het schoon en erg droog is.
• Een kurk om de fles hermetisch af te sluiten.
• Een koperen draad van 14 kaliber.
• Een tang.
• Een schaar.
• Folie.
• Een regel.
• Een ballon.
• Een wollen doek.

Kan u van dienst zijn: constant (programmeren): concept, typen, voorbeelden

Procedure

Stap 1

Snijd de koperen draad totdat u een sectie krijgt dat u ongeveer 20 centimeter overschrijdt, de lengte van de container.

Stap 2

Krult een van de uiteinden van koperen draad en maakt een soort spiraal. Dit deel zal de functies van de elektrostatische vrachtdetector bol uitvoeren.

Deze stap is erg belangrijk, omdat de spiraal de overdracht van elektronen van het onderzoeks lichaam naar de elektroscoop zal vergemakkelijken, vanwege het bestaan ​​van een groter oppervlak.

Stap 3

Kruist de kurk met de koperen draad. Zorg ervoor dat het krullende deel de bovenkant van de elektroscoop bevindt.

Stap 4

Maak een milde kromming aan de onderkant van de koperen draad, in de vorm van L.

Stap 5

Snijd de twee aluminium lamellen in de vorm van driehoeken van ongeveer 3 centimeter basis. Het is belangrijk dat beide driehoeken identiek zijn.

Zorg ervoor dat de lamellen klein genoeg zijn om niet in contact te komen met de interne wanden van de fles.

Stap 6

Bevat een klein gat in de bovenhoek van elke lamel en plaatst beide stukken aluminium aan het onderste koperen draaduiteinde.

Probeer de aluminiumfolie zo soepel mogelijk te houden. Als aluminium driehoeken te veel worden gebroken of gerimpeld, is het beter om de monsters te herhalen tot het gewenste effect.

Stap 7

Plaats de kurk op de bovenrand van de fles, zeer zorgvuldig, zodat aluminium lamellen niet verslechteren of de uitgevoerde montage verliest.

Het is uiterst belangrijk dat beide lamellen in contact zijn wanneer de container strak gesloten is. In het geval dat het niet zo is, moet u de vouw van koperen draad wijzigen totdat de vellen elkaar raken.

Probeer uw elektroscoop

Om dit te proberen, kunt u de theoretische noties toepassen die eerder in het artikel zijn beschreven, zoals hieronder beschreven:

• Zorg ervoor dat de elektroscoop niet is geladen: raak deze hiervoor aan met een metalen staaf om elke resterende belasting op het apparaat uit te roeien.
• Laad een object elektrisch: wrijf een ballon tegen een wollen doek om het oppervlak van de elektrostatische ladingbol te laden.
• Benadert het object dat is geladen in de koperen spiraal: met deze praktijk zal de elektroscoop worden geladen door inductie en de elektronen van de wereld worden overgebracht naar de elektroscoop.
• Kijk naar de reactie van metalen lamellen: aluminiumfolie Triangles zullen van elkaar weggaan, omdat beide vellen een last van hetzelfde teken delen (negatief in dit geval).

Probeer dit type tests in droge dagen uit te voeren, omdat vocht meestal van invloed is op dit soort zelfgemaakte experimenten omdat het moeilijk maakt om van het ene oppervlak naar het andere te passeren.