Elektroskop

Elektroskop

Apa itu elektroskop?

A elektroskop Ia adalah peranti yang digunakan untuk mengesan kewujudan beban elektrik di objek berdekatan. Ia juga menunjukkan tanda caj elektrik; iaitu, jika ia adalah caj negatif atau positif. Instrumen ini terdiri daripada batang logam terkurung di dalam botol kaca.

Batang ini mempunyai dua kepingan logam yang sangat nipis (emas atau aluminium) yang disambungkan di bahagian terendahnya. Sebaliknya, struktur ini dimeteraikan dengan penutup bahan penebat, dan di bahagian atasnya ia mempunyai sfera kecil yang disebut "Pemungut".

Sebagai objek yang dimuatkan secara elektrik ke elektroskop yang didekati, dua jenis tindak balas oleh lamellae logam yang berada di bahagian bawah konfigurasi dapat disaksikan: jika lamellae terpisah dari satu sama lain, ini bermakna objek itu mempunyai cas elektrik yang sama daripada elektroskop.

Sebaliknya, jika lamellae bersatu, menunjukkan bahawa objek mempunyai cas elektrik yang bertentangan dengan beban elektroskop. Kuncinya adalah untuk memuatkan elektroskop dengan caj elektrik tanda yang diketahui; Oleh itu, dengan membuangnya, ia akan dapat menyimpulkan tanda caj elektrik objek yang kami bawa ke peranti.

Electroscos sangat berguna untuk menentukan sama ada badan dimuatkan secara elektrik, selain memberi petunjuk mengenai tanda beban dan intensiti yang sama.

Sejarah

Elektroskop dicipta oleh doktor dan ahli fizik Inggeris William Gilbert, yang berkhidmat sebagai ahli fizik monarki Inggeris semasa pemerintahan Queen Elizabeth I.

Gilbert juga dikenali sebagai "Bapa Elektromagnetisme dan Elektrik" terima kasih kepada sumbangannya yang besar kepada sains pada abad ketujuh belas. Dia membina elektroskop pertama yang diketahui pada tahun 1600, dengan tujuan memperdalam eksperimennya pada beban elektrostatik.

Elektroskop pertama, yang dipanggil Versorium, adalah peranti yang terdiri daripada jarum logam, yang bertukar bebas di atas kekaki.

Konfigurasi Versorium sangat serupa dengan jarum kompas, tetapi dalam hal ini jarum tidak dimagnetkan. Hujung jarum dibezakan secara visual antara satu sama lain; Di samping itu, salah satu hujung jarum mempunyai caj positif dan yang lain mempunyai beban negatif.

Mekanisme tindakan versorium didasarkan pada beban yang diinduksi di hujung jarum, oleh induksi elektrostatik. Oleh itu, bergantung pada akhir jarum yang lebih dekat dengan objek sekitarnya, reaksi akhir itu akan menunjuk atau menangkis objek dengan jarum.

Jika objek mempunyai beban positif, beban mudah alih negatif dalam logam akan tertarik kepada objek, dan akhir dengan beban negatif akan menunjuk kepada badan yang mendorong reaksi dalam Versorium.

Boleh melayani anda: Triple W

Jika tidak, jika objek mempunyai beban negatif, tiang tertarik ke objek akan menjadi akhir positif jarum.

Evolusi

Pada pertengahan 1782 ahli fizik Itali yang cemerlang Alessandro Volta (1745-1827) membina elektroskop pemeluwapan, yang mempunyai kepekaan penting untuk mengesan caj elektrik bahawa elektroskop masa itu tidak mengesan.

Walau bagaimanapun, kemajuan terbesar elektroskop datang dari tangan ahli matematik dan astronomi Jerman.

Konfigurasi elektroskop ini sangat seolah -olah struktur yang diketahui hari ini: peranti ini terdiri daripada loceng kaca yang mempunyai sfera logam di bahagian atas.

Sebaliknya, sfera ini disambungkan melalui pemandu dua lembaran emas yang sangat nipis. "Roti emas" dipisahkan atau bergabung antara satu sama lain sebagai badan elektrostatik menghampiri.

Bagaimana elektroskop berfungsi?

Elektroskop adalah peranti yang digunakan untuk mengesan elektrik statik di objek berdekatan, menggunakan fenomena pemisahan lamellae dalamannya kerana penolakan elektrostatik.

Elektrik statik boleh terkumpul di permukaan luar mana -mana badan, sama ada dengan beban semula jadi atau menggosok.

Elektroskop direka untuk mengesan kehadiran jenis beban ini, kerana pemindahan elektron permukaan sangat dimuatkan ke permukaan yang kurang dimuatkan elektrik. Di samping itu, bergantung kepada reaksi lamellae, ia juga dapat memberikan idea magnitud beban elektrostatik objek sekitar.

Sfera yang terletak di bahagian atas fungsi elektroskop sebagai entiti penerimaan caj elektrik objek pengajian.

Sebagai badan yang dimuatkan elektrik mendekati elektroskop, ia akan memperoleh cas elektrik yang sama badan; Iaitu, jika kita membawa objek yang dimuatkan secara elektrik dengan tanda positif, elektroskop akan memperoleh beban yang sama.

Sekiranya elektroskop sebelum ini dikenakan bayaran elektrik yang diketahui, perkara berikut akan berlaku:

• Sekiranya badan mempunyai beban yang sama, lamellae logam yang berada di dalam elektroskop akan memisahkan antara satu sama lain, kerana kedua -duanya akan menangkis.
• Sebaliknya, jika objek mempunyai beban yang bertentangan, lamellae logam di bahagian bawah botol akan tetap bersama antara satu sama lain.

Laminillas di dalam elektroskop mesti sangat ringan, sehingga beratnya seimbang dengan tindakan daya penolakan elektrostatik. Oleh itu, dengan mengeluarkan objek kajian elektroskop, lamellas akan kehilangan polarisasi dan kembali ke keadaan semula jadi mereka (ditutup).

Bagaimana beban elektrik?

Fakta Memuatkan Electrostcope adalah perlu untuk menentukan sifat caj elektrik objek yang kita akan mendekati peranti tersebut. Sekiranya beban elektroskop tidak diketahui terlebih dahulu, mustahil untuk menentukan sama ada beban objek itu sama dengan atau bertentangan dengan beban tersebut.

Boleh melayani anda: multiprocessing: apa yang terdiri, jenis, keperluan, kelebihan

Sebelum memuatkan elektroskop, ini mesti berada dalam keadaan neutral; iaitu, dengan bilangan proton dan elektron yang sama di dalamnya. Inilah sebabnya dicadangkan untuk menyambungkan elektroskop ke tanah sebelum membuat beban, untuk memastikan neutraliti beban peranti.

Pelepasan elektroskop boleh dilakukan dengan menyentuhnya dengan objek logam, sehingga yang terakhir mengalirkan cas elektrik yang ada ke dalam elektroskop.

Dua modaliti dibezakan untuk memuatkan elektroskop sebelum mengujinya. Berikut adalah aspek yang paling relevan dari masing -masing.

Induktif

Ia adalah mengenai memuatkan elektroskop tanpa mewujudkan hubungan langsung dengannya; iaitu, hanya menghampiri objek yang bebannya diketahui oleh sfera penerimaan.

Dengan menghubungi

Semasa menyentuh elektroskop yang menerima sfera secara langsung dengan objek dengan beban yang diketahui.

Apa itu elektroskop untuk?

Electroscos digunakan untuk menentukan sama ada badan dimuatkan secara elektrik, dan membezakan sama ada ia mempunyai beban negatif atau beban positif. Pada masa ini elektroskop digunakan dalam bidang eksperimen, untuk mencontohkan dengan menggunakan pengesanan beban elektrostatik dalam badan yang dikenakan elektrik.

Beberapa fungsi elektroskop yang paling luar biasa adalah seperti berikut:

• Pengesanan caj elektrik di objek berdekatan. Sekiranya elektroskop bertindak balas terhadap pendekatan badan, ia adalah kerana yang terakhir dimuatkan secara elektrik.
• Diskriminasi jenis caj elektrik yang dimiliki oleh badan -badan elektrik yang dikenakan, ketika menilai pembukaan atau penutupan lamellae logam elektroskop, bergantung pada caj elektrik elektroskop awal.
• Elektroskop juga digunakan untuk mengukur radiasi persekitaran sekiranya terdapat bahan radioaktif di sekitar, kerana prinsip induksi elektrostatik yang sama.
• Peranti ini juga boleh digunakan untuk mengukur jumlah ion yang terdapat di udara, ketika menilai kelajuan pemuatan dan pelepasan elektroskop dalam medan elektrik terkawal.

Kini elektroskop digunakan secara meluas dalam amalan makmal di sekolah dan universiti, untuk menunjukkan kepada pelajar pelbagai peringkat pendidikan penggunaan peranti ini sebagai pengesan beban elektrostatik.

Cara membuat elektroskop buatan sendiri?

Sangat mudah untuk membuat elektroskop buatan sendiri. Unsur -unsur yang diperlukan mudah diperoleh dan perhimpunan elektroskop cukup pantas.

Peralatan dan bahan yang diperlukan untuk membina elektroskop buatan sendiri disenaraikan di bawah:

• Botol kaca. Perlu bersih dan sangat kering.
• Gabus ke hermetically menutup botol.
• Benang tembaga berkaliber 14.
• Tang.
• Gunting.
• Kerajang.
• Peraturan.
• Belon.
• Kain bulu.

Boleh melayani anda: berterusan (pengaturcaraan): konsep, jenis, contoh

Prosedur

Langkah 1

Potong benang tembaga sehingga anda mendapat bahagian yang anda melebihi kira -kira dalam 20 sentimeter panjang bekas.

Langkah 2

Keriting salah satu hujung benang tembaga, membuat semacam lingkaran. Bahagian ini akan melakukan fungsi sfera pengesan kargo elektrostatik.

Langkah ini sangat penting, kerana lingkaran akan memudahkan penghantaran elektron badan kajian ke elektroskop, disebabkan oleh kewujudan kawasan permukaan yang lebih besar.

Langkah 3

Melintasi gabus dengan benang tembaga. Pastikan bahagian keriting berada di bahagian atas elektroskop.

Langkah 4

Buat kelengkungan ringan di bahagian bawah benang tembaga, dalam bentuk l.

Langkah 5

Potong dua lamellae aluminium dalam bentuk segitiga kira -kira 3 sentimeter asas. Penting bahawa kedua -dua segitiga adalah sama.

Pastikan lamellae cukup kecil untuk tidak berhubung dengan dinding dalaman botol.

Langkah 6

Termasuk lubang kecil di sudut atas setiap lamella dan memasukkan kedua -dua kepingan aluminium di hujung benang tembaga yang lebih rendah.

Cuba simpan kerajang aluminium yang lancar. Sekiranya segitiga aluminium rosak atau berkedut terlalu banyak, lebih baik mengulangi sampel sehingga kesan yang diingini.

Langkah 7

Letakkan gabus di pinggir atas botol, sangat berhati -hati supaya lamellae aluminium tidak merosot atau kehilangan perhimpunan yang dilakukan.

Sangat penting bahawa kedua -dua lamellae bersentuhan apabila bekas ditutup dengan ketat. Sekiranya tidak begitu, maka anda mesti mengubah suai lipatan benang tembaga sehingga kepingan saling menyentuh.

Cuba elektroskop anda

Untuk mencuba ini, anda boleh menggunakan tanggapan teoritis yang telah diterangkan sebelum ini sepanjang artikel, seperti yang terperinci di bawah:

• Pastikan elektroskop tidak dimuat: untuk ini, sentuh dengan batang logam untuk membasmi sebarang beban yang tinggal pada peranti.
• Elektrik Memuatkan Objek: Gosokkan belon terhadap kain bulu untuk memuatkan permukaan dunia kargo elektrostatik.
• Mendekati objek yang dimuatkan ke lingkaran tembaga: Dengan amalan ini elektroskop akan dimuatkan oleh induksi, dan elektron dunia akan dipindahkan ke elektroskop.
• Lihat reaksi logam lamellae: segitiga kerajang aluminium akan bergerak dari satu sama lain, kerana kedua -dua helaian berkongsi beban tanda yang sama (negatif dalam kes ini).

Cuba lakukan ujian jenis ini pada hari -hari kering, kerana kelembapan biasanya mempengaruhi jenis eksperimen buatan sendiri kerana ia menjadikannya sukar untuk lulus dari satu permukaan ke permukaan yang lain.