A electroscop Este un dispozitiv folosit pentru a detecta existența sarcinilor electrice pe obiectele din apropiere. De asemenea, indică semnul încărcării electrice; adică dacă este o sarcină negativă sau pozitivă. Acest instrument este alcătuit dintr-o tijă metalică închisă într-o sticlă de sticlă..
Această tijă are două foi metalice foarte subțiri (auriu sau aluminiu) conectate în partea sa inferioară. La rândul său, această structură este sigilată cu un capac din material izolant, iar la capătul superior are o mică sferă numită „colector”..
Când abordați un obiect încărcat electric la un electroscop, două tipuri de reacții pot fi observate de lamelele metalice la capătul inferior al configurației: dacă lamelele sunt separate unele de altele, înseamnă că obiectul are aceeași încărcare electrică electroscop.
Pe de altă parte, dacă lamelele se unesc, este indicativ faptul că obiectul are o sarcină electrică opusă sarcinii electroscopului. Cheia este să încărcați electroscopul cu o încărcare electrică cu semn cunoscut; astfel, aruncând va fi posibil să deducem semnul încărcării electrice a obiectului pe care îl aducem dispozitivului.
Electroscoapele sunt extrem de utile pentru a determina dacă un corp este încărcat electric, precum și pentru a oferi indicii despre semnul sarcinii și intensitatea acesteia..
Indice articol
Electroscopul a fost inventat de medicul și fizicianul englez William Gilbert, care a servit ca fizician pentru monarhia engleză în timpul reginei Elisabeta I..
Gilbert este, de asemenea, cunoscut sub numele de „tatăl electromagnetismului și electricității” datorită contribuțiilor sale mari la știință din secolul al XVII-lea. El a construit primul electroscop cunoscut în 1600, pentru a-și aprofunda experimentele pe sarcini electrostatice.
Primul electroscop, numit versorium, era un dispozitiv format dintr-un ac metalic, care se rotea liber pe un piedestal.
Configurația versoriului a fost foarte asemănătoare cu cea a unui ac de busolă, dar în acest caz acul nu a fost magnetizat. Capetele acului s-au diferențiat vizual între ele; Mai mult, un capăt al acului a fost încărcat pozitiv, iar celălalt a fost încărcat negativ.
Mecanismul de acțiune al versoriului s-a bazat pe sarcinile induse la capetele acului, prin inducție electrostatică. Astfel, în funcție de capătul acului cel mai apropiat de obiectul vecin, reacția acestui capăt ar fi să arate sau să respingă obiectul cu acul..
Dacă obiectul ar fi încărcat pozitiv, sarcinile mobile în mișcare pe metal ar fi atrase spre obiect, iar capătul încărcat negativ ar fi îndreptat spre corp inducând reacția în versoriu..
În caz contrar, dacă obiectul ar avea o sarcină negativă, polul atras de obiect ar fi capătul pozitiv al acului..
La mijlocul anului 1782, proeminentul fizician italian Alessandro Volta (1745-1827) a construit electroscopul de condensare, care avea o sensibilitate importantă pentru a detecta încărcăturile electrice pe care electroscopii de atunci nu le detectau..
Cu toate acestea, cel mai mare avans al electroscopului a venit din mâna matematicianului și astronomului german Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger (1765-1831), care a inventat electroscopul din folie de aur..
Configurația acestui electroscop este foarte asemănătoare cu structura cunoscută astăzi: dispozitivul consta dintr-un clopot de sticlă care avea o sferă metalică la capătul superior.
La rândul său, această sferă a fost conectată printr-un conductor la două foi foarte subțiri de aur. „Pâinile de aur” s-au separat sau s-au unit când s-a apropiat un corp încărcat electrostatic.
Un electroscop este un dispozitiv utilizat pentru a detecta electricitatea statică în obiectele din apropiere, utilizând fenomenul de separare a lamelelor interne din cauza repulsiei electrostatice..
Electricitatea statică poate fi acumulată pe suprafața exterioară a oricărui corp, fie prin încărcare naturală, fie prin frecare..
Electroscopul este conceput pentru a detecta prezența acestor tipuri de încărcături, datorită transferului de electroni de la suprafețe foarte încărcate la suprafețe mai puțin încărcate electric. În plus, în funcție de reacția lamelelor, ar putea oferi, de asemenea, o idee despre amploarea sarcinii electrostatice a obiectului vecin..
Sfera situată în partea superioară a electroscopului funcționează ca o entitate receptoare a sarcinii electrice a obiectului de studiu..
Prin apropierea unui corp încărcat electric de electroscop, acesta va dobândi aceeași sarcină electrică ca și corpul; adică, dacă ne apropiem de un obiect încărcat electric cu semn pozitiv, electroscopul va dobândi aceeași sarcină.
Dacă electroscopul este preîncărcat cu o încărcare electrică cunoscută, se vor întâmpla următoarele:
- Dacă corpul are aceeași sarcină, lamelele metalice din interiorul electroscopului se vor separa una de cealaltă, deoarece ambele se vor respinge reciproc.
- În schimb, dacă obiectul are o sarcină opusă, lamelele metalice din partea de jos a sticlei vor rămâne atașate una de cealaltă..
Lamelele din interiorul electroscopului trebuie să fie foarte ușoare, astfel încât greutatea lor să fie echilibrată de acțiunea forțelor electrostatice de respingere. Astfel, atunci când obiectul de studiu este îndepărtat de electroscop, lamelele își vor pierde polarizarea și vor reveni la starea lor naturală (închisă).
Faptul de a încărca electroscopul electric este necesar pentru a putea determina natura sarcinii electrice a obiectului pe care îl vom aborda pe dispozitiv. Dacă sarcina electroscopului nu este cunoscută în prealabil, va fi imposibil să se determine dacă sarcina obiectului este egală sau opusă sarcinii respective..
Înainte de a încărca electroscopul, acesta trebuie să fie într-o stare neutră; adică cu același număr de protoni și electroni în interior. Din acest motiv, se sugerează conectarea electroscopului la masă înainte de încărcare, pentru a asigura neutralitatea încărcării dispozitivului..
Electroscopul poate fi descărcat prin atingerea acestuia cu un obiect metalic, astfel încât acesta din urmă să dreneze sarcina electrică din interiorul electroscopului la sol..
Există două moduri de a încărca un electroscop înainte de al testa. Cele mai relevante aspecte ale fiecăruia dintre acestea sunt detaliate mai jos..
Este vorba despre încărcarea electroscopului fără a stabili un contact direct cu acesta; adică numai prin abordarea unui obiect a cărui sarcină este cunoscută sferei receptoare.
Prin atingerea sferei receptoare a electroscopului direct cu un obiect cu o sarcină cunoscută.
Electroscoapele sunt utilizate pentru a determina dacă un corp este încărcat electric și pentru a distinge dacă este încărcat negativ sau încărcat pozitiv. În prezent, electroscoapele sunt utilizate în câmpul experimental, pentru a exemplifica cu utilizarea lor detectarea sarcinilor electrostatice în corpurile încărcate electric..
Unele dintre cele mai proeminente funcții ale electroscoapelor sunt următoarele:
- Detectarea sarcinilor electrice asupra obiectelor din apropiere. Dacă electroscopul reacționează la apropierea unui corp, aceasta se datorează faptului că acesta din urmă este încărcat electric.
- Discriminarea tipului de sarcină electrică deținută de corpurile încărcate electric, la evaluarea deschiderii sau închiderii lamelelor metalice ale electroscopului, în funcție de sarcina electrică inițială a electroscopului.
- Electroscopul este, de asemenea, utilizat pentru a măsura radiațiile din mediu în cazul în care există material radioactiv în jur, datorită aceluiași principiu al inducției electrostatice.
- Acest dispozitiv poate fi, de asemenea, utilizat pentru a măsura cantitatea de ioni prezenți în aer, prin evaluarea ratei de încărcare și descărcare a electroscopului într-un câmp electric controlat..
Astăzi electroscopele sunt utilizate pe scară largă în practicile de laborator din școli și universități, pentru a demonstra studenților de diferite niveluri educaționale utilizarea acestui dispozitiv ca detector de sarcină electrostatică..
Este foarte ușor să faci un electroscop de casă. Elementele necesare sunt ușor de achiziționat, iar asamblarea electroscopului este destul de rapidă.
Mai jos sunt enumerate ustensilele și materialele necesare pentru a construi un electroscop de casă în 7 pași simpli:
- O sticlă de sticlă. Trebuie să fie curat și foarte uscat.
- Un dop pentru a sigila ermetic sticla.
- Un fir de cupru de calibru 14.
- Un clește.
- O foarfeca.
- Folie.
- O regula.
- Un balon.
- O cârpă de lână.
Tăiați firul de cupru până obțineți o secțiune care este cu aproximativ 20 de centimetri mai lungă decât lungimea recipientului..
Buclați un capăt al firului de cupru, făcând un fel de spirală. Această parte va acționa ca sferă de detectare a sarcinii electrostatice..
Acest pas este foarte important, deoarece spirala va facilita transmiterea electronilor de la corpul de studiu la electroscop, datorită existenței unei suprafețe mai mari..
Treceți prin plută cu firul de cupru. Asigurați-vă că partea buclată este în partea de sus a electroscopului.
Faceți o ușoară îndoire la capătul inferior al firului de cupru, în formă de L.
Tăiați cele două folii de aluminiu în triunghiuri de aproximativ 3 centimetri lungime. Este important ca ambele triunghiuri să fie identice.
Asigurați-vă că lamelele sunt suficient de mici pentru a nu intra în contact cu pereții interiori ai sticlei..
Includeți o gaură mică în colțul superior al fiecărei folii și introduceți ambele bucăți de aluminiu în capătul inferior al firului de cupru..
Încercați să păstrați foile de folie cât mai netede posibil. Dacă triunghiurile de aluminiu se rup sau se încrețesc prea mult, este mai bine să repetați probele până când se obține efectul dorit..
Așezați pluta pe marginea superioară a sticlei, foarte atent, astfel încât foliile de aluminiu să nu se deterioreze sau să se piardă ansamblul realizat..
Este extrem de important ca ambele lamele să fie în contact atunci când sigilați recipientul. Dacă nu este cazul, atunci va trebui să modificați îndoirea firului de cupru până când foile se ating..
Pentru a demonstra acest lucru, puteți aplica noțiunile teoretice descrise anterior pe parcursul articolului, așa cum este detaliat mai jos:
- Asigurați-vă că electroscopul nu este încărcat: pentru a face acest lucru, atingeți-l cu o tijă metalică pentru a eradica orice încărcare rămasă pe dispozitiv.
- Încărcați electric un obiect: frecați un balon de o cârpă de lână pentru a încărca suprafața balonului cu încărcare electrostatică.
- Aduceți obiectul încărcat mai aproape de spirala de cupru: cu această practică, electroscopul va fi încărcat prin inducție, iar electronii de pe glob vor fi transferați la electroscop..
- Observați reacția plăcilor metalice: triunghiurile din folie de aluminiu se vor îndepărta una de cealaltă, deoarece ambele plăci au o sarcină cu același semn (negativă în acest caz).
Încercați să efectuați acest tip de test în zilele secetoase, deoarece umiditatea tinde să afecteze acest tip de experimentare la domiciliu, deoarece îngreunează trecerea electronilor de la o suprafață la alta..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.