Ajalugu Elektroskoop, kuidas see toimib, mida see teenib

A elektroskoop on seade, mida kasutatakse elektriliste laengute olemasolu tuvastamiseks lähedalasuvates objektides. Samuti näitab see elektrilaengu märki; see tähendab, et see on negatiivne või positiivne tasu. See vahend koosneb metallist varrastest, mis on suletud klaaspudelis.

Sellel vardal on kaks väga õhukest metallist lehte (kuld või alumiinium), mis on ühendatud alumises osas. See struktuur on omakorda tihendatud isoleermaterjali kaanega ja ülaservas on väike kera, mida nimetatakse "kollektoriks"..

Elektriliselt laetud objektile elektroskoobi poole pöördudes võib näha, et konfiguratsiooni alumisel otsal asuvad metalllambid on kahe tüüpi reaktsioonid: kui lamellid on üksteisest eraldatud, tähendab see, et objektil on sama elektrilaeng et elektroskoop.

Teisest küljest, kui lamellid kokku tulevad, on näidatav, et objektil on elektrokoorme vastas olev elektriline laeng. Võti on elektrokoopi laadimine tuntud märgiga elektrilaenguga; seega on vette tagasi laskmisega võimalik tuvastada seadme elektrilise laengu märk.

Elektroskoobid on äärmiselt kasulikud, et määrata kindlaks, kas keha on laetud elektriliselt, lisaks annab märku koormusmärgi ja selle intensiivsuse kohta..

Indeks

• 1 Ajalugu
  • 1.1 Evolutsioon
• 2 Kuidas see toimib?
  • 2.1 Kuidas seda elektriliselt laetakse?
• 3 Mis see on??
• 4 Kuidas teha omavalmistatud elektroskoopi?
  • 4.1 Menetlus
  • 4.2 Kontrollige oma elektroskoopi
• 5 Viited

Ajalugu

Elektroskoopi leiutas inglise arst ja füüsik William Gilbert, kes oli kuninganna Elizabeth I valitsemise ajal inglise monarhia füüsik..

Gilbertit tuntakse ka "elektromagnetismi ja elektri isana" tänu tema suurele panusele teadustesse 17. sajandil. 1600. aastal ehitas ta esimese teadaoleva elektroskoobi, et süvendada oma elektrostaatiliste laengute katseid.

Esimene elektrokoop, nimetatakse versoriumiks, oli seade, mis koosnes metallist nõelast, mis pöördus põrandal vabalt..

Versoriumi konfiguratsioon oli väga sarnane kompassi nõelaga, kuid sel juhul ei olnud nõel magnetiseeritud. Nõela otsad eristati visuaalselt üksteisest; Lisaks oli nõela ühel otsal positiivne laeng ja teine ​​negatiivne laeng.

Versoriumi toimemehhanism põhines nõelte otstes elektrostatilise induktsiooni abil indutseeritud laengutel. Seega, sõltuvalt nõela otsast, mis oli kõige lähemal järgmisele objektile, oleks selle reaktsiooni eesmärgiks objekti suunamine või tõrjumine nõelaga..

Kui objektil oli positiivne laeng, siis meelitaks objektile negatiivsed mobiilimaksud metallist ja negatiivselt laetud ots osutaks keha poole, mis põhjustab reaktsiooni versoriumis.

Vastasel juhul, kui objektil oleks negatiivne laeng, oleks objektile meelitatav masti nõela positiivne ots.

Evolutsioon

1782. aasta keskel ehitas väljapaistev Itaalia füüsik Alessandro Volta (1745-1827) kondensatsioonelektroskoopi, millel oli oluline tundlikkus elektrilaengute avastamiseks, mida elektroskoobid ei tuvastanud.

Elektroskoopi suurim edasiminek tuli aga Saksa matemaatiku ja astronoom Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenbergeri (1765-1831) käest, kes leiutas kuldlehtelektroskoopi.

Selle elektrokoopi konfiguratsioon on väga sarnane tänapäeval tuntud struktuuriga: seade koosnes klaasikellast, millel oli ülemine ots metallist kera..

See sfäär oli omakorda ühendatud läbi juhi kahele väga õhukese kulla lehele. "Kuldsed leivad" eraldati või ühendati kokku elektrostaatiliselt laetud keha poole.

Kuidas see toimib?

Elektroskoop on seade, mida kasutatakse läheduses asuvate objektide staatilise elektri tuvastamiseks, kasutades nende sisemiste lamellide elektrostaatilise tõukumise tõttu eraldumise nähtust.

Staatilist elektrit võib koguda mis tahes keha välispinnale kas loodusliku koormuse või hõõrdumise teel.

Elektroskoop on konstrueeritud sellist tüüpi laengute olemasolu tuvastamiseks, kuna elektronid kantakse kõrgelt laetud pindadest vähem elektriliselt laetud pindadesse. Lisaks võib see sõltuvalt lamellide reaktsioonist anda ka ettekujutuse ümbritseva objekti elektrostaatilise laengu suurusest..

Elektroskoobi ülemises osas paiknev sfäär töötab uuringuobjekti elektrilaengu vastuvõtjana.

Elektriliselt laetud keha elektroskoopile lähemale toomisega omandab see kehast sama elektrilise laengu; see tähendab, et kui läheneme elektriliselt laetud objektile positiivse märgiga, omandab elektroskoop sama laengu.

Kui elektroskoop on eelnevalt teadaoleva elektrilaenguga laetud, juhtub järgmine:

- Kui kehal on sama koormus, eralduvad elektrooskoobi sees olevad metallist lamellid üksteisest, kuna mõlemad tõrjuvad.

- Vastupidiselt sellele, kui objektil on vastupidine laeng, jäävad pudeli põhjas olevad metallhelbed üksteisega kinni..

Elektroskoobi sees olevad lamellid peavad olema väga kerged, nii et nende kaalu tasakaalustaks elektrostaatiliste tõukejõudude toime. Seega kaotavad lamellid uuringu objekti elektroskoopist eemale, kuid kaotavad polariseerumise ja naasevad oma loomulikku olekusse (suletud).

Kuidas seda elektriliselt laetakse?

Elektroskoopi laadimine elektriliselt on vajalik selleks, et oleks võimalik kindlaks määrata objekti elektrilaengu laad, mida me seadmele läheneme. Kui elektroskoopi laengut ei ole eelnevalt teada, on võimatu kindlaks teha, kas objekti koormus on koormuse suhtes sama või vastupidine.

Enne elektroskoobi laadimist peab see olema neutraalasendis; see tähendab, et selle sisemuses on võrdne arv prootoneid ja elektrone. Sel põhjusel on soovitatav enne laadimise alustamist ühendada elektroskoop maapinnaga, et tagada seadme koormuse neutraalsus..

Elektroskoopi tühjendamine võib toimuda, puudutades seda metallist esemega, nii et viimane tühjeneb elektroskoobi sees olevale elektrilisele laengule..

Enne katsetamist on kaks võimalust elektroskoopi laadimiseks. Allpool on nende kõige olulisemad aspektid.

Induktsiooni teel

See hõlmab elektroskoobi laadimist ilma otsese kontakti tekitamiseta; see tähendab, et läheneb ainult objektile, mille koormus vastuvõtvale sfäärile on teada.

Kontakti järgi

Elektroskoopi vastuvõtva kuuli puudutamisega otse teadaoleva laenguga objektiga.

Mis see on??

Elektroskoope kasutatakse selleks, et määrata, kas keha on elektriliselt laetud ja kas see on negatiivse laengu või positiivse laenguga. Praegu kasutatakse elektrokoope eksperimentaalses valdkonnas, et näidata selle kasutamisel elektrostaatiliste laengute tuvastamist elektriliselt laetud kehades..

Elektroskoopide mõned olulisemad funktsioonid on järgmised:

- Elektriliste laengute tuvastamine lähedalasuvates objektides. Kui elektroskoop reageerib keha lähenemisele, on see sellepärast, et viimane on elektriliselt laetud.

- Elektriliselt laetud keha elektrilise laengu tüübi diskrimineerimine, kui hinnatakse elektroskoobi metallist lamellide avanemist või sulgemist, sõltuvalt elektroskoobi algsest elektrilaengust..

- Elektroskoopi kasutatakse ka keskkonna kiirguse mõõtmiseks, kui on olemas radioaktiivne materjal, mis on tingitud samast elektrostaatilise induktsiooni põhimõttest..

- Seda seadet saab kasutada ka õhus olevate ioonide koguse mõõtmiseks, hinnates elektroskoobi laadimis- ja tühjenemiskiirust kontrollitud elektriväljas..

Tänapäeval kasutatakse koolides ja ülikoolides laialdaselt laboratooriumis kasutatavaid elektropiire, et näidata erinevate haridustasemete õpilastele selle seadme kasutamist elektrostaatilise laengu detektorina.

Kuidas teha omatehtud elektroskoopi?

Kodune elektroskoop on väga lihtne teha. Vajalikud elemendid on kerge hankida ja elektroskoobi kokkupanek on üsna kiire.

Alljärgnevalt on ära toodud köögitarbed ja materjalid, mida on vaja 7 lihtsas etapis ehitatava elektroskoobi ehitamiseks:

- Klaasipudel See peab olema puhas ja väga kuiv.

- Kork korgiga, et pudel hermeetiliselt sulgeda.

- 14-mõõtmeline vasktraat.

- Plier.

- Käär.

- Alumiiniumfoolium.

- Reegel.

- Õhupall.

- Villane riie.

Menetlus

1. etapp

Katkesta vasktraat, kuni sa saad konteineri pikkuse üle 20 cm.

2. etapp

Keerake vasktraadi üks ots, tehes mingi spiraali. See osa täidab elektrostaatilise laengu andmise sfääri funktsioone.

See etapp on väga oluline, kuna spiraal hõlbustab elektronide ülekandmist õppekehast elektroskoobi, kuna on suurem pindala.

3. etapp

See ületab korgi vaskkeermega. Veenduge, et kõverdatud osa oleks elektrooskoobi ülemise osa suunas.

4. etapp

Vasktraadi alumise otsa, L-kujuga, kergelt painutage.

5. etapp

Lõigake kaks alumiiniumist lamellit kolmnurgakujulisena umbes 3 sentimeetrit põhjas. Oluline on, et mõlemad kolmnurgad oleksid identsed.

Veenduge, et lamellid on piisavalt väikesed, et need ei puutuks kokku pudeli siseseinadega.

6. etapp

See sisaldab väikest ava iga fooliumi ülemisse nurka ja asetab mõlemad alumiiniumist vasktraadi alumisse otsa.

Püüa hoida alumiiniumfooliumi slaidid võimalikult sujuvalt. Kui alumiiniumist kolmnurgad liiguvad või kahanevad liiga palju, on parem korrata proove kuni soovitud efekti saavutamiseni.

7. samm

Asetage kork korgi ülemisele servale väga ettevaatlikult, et alumiiniumist lamellid ei halveneks ega kaotaks koostu..

On äärmiselt oluline, et mõlemad lamellid oleks konteineri tihendamisel kontaktis. Kui see nii ei ole, peate muutma vasktraadi painutust, kuni lehed puutuvad kokku.

Testige oma elektroskoopi

Selle tõestamiseks saate rakendada kogu artiklis kirjeldatud teoreetilisi mõisteid, nagu allpool kirjeldatud:

- Veenduge, et elektroskoop ei ole laetud: selleks puudutage seda metallvardaga, et seadmesse järelejäänud laeng kustutada..

- Elektriliselt laadib objekt: hõõrub õhupalli villase lapi vastu, et laadida elektrostaatilise laengu balloon.

- Lähenege vaskpiraalile laetud objektile: selle praktikaga laetakse elektroskoop induktsiooni abil ja maakera elektronid kantakse üle elektroskoobi..

- Jälgige metallist lamellide reaktsiooni: alumiiniumfooliumi kolmnurgad liiguvad üksteisest eemale, kuna mõlemal lehel on sama märgi (antud juhul negatiivne).

Proovige seda tüüpi katseid teha kuivadel päevadel, kuna niiskus mõjutab tavaliselt seda tüüpi koduseid katseid, sest see raskendab elektronide ühest pinnast teise liikumist.

Viited

1. Castillo, V. (s.f.). Mida tähendab elektrokoop: ajalugu, tüübid, funktsioon ja osad. Välja otsitud andmebaasist: paraquesirve.tv
2. Kuidas teha elektroskoopi (s.f.) Välja otsitud: en.wikihow.com
3. Kuidas elektroskoob töötab (2017). Taastatud: como-funciona.co
4. Kuldne leibelektroskoop (s.f.). Taastatud: museocabrerapinto.es
5. Elektroskoop (2010). Välja otsitud andmebaasist: radioelectronica.es
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Elektroskoop Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2016). Versorium. Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org