Zgodovina Elektroskop, Kako deluje, kaj služi



A elektroskop je naprava, ki se uporablja za zaznavanje obstoja električnih nabojev v bližnjih objektih. Označuje tudi znak električnega naboja; to je, če je negativni ali pozitivni naboj. Ta instrument je sestavljen iz kovinske palice, zaprte v steklenici.

Ta palica ima dve zelo tanki pločevini (zlato ali aluminij), ki sta povezani v spodnjem delu. Ta struktura je zaprta s pokrovom izolacijskega materiala, na zgornjem koncu pa ima majhno kroglo, imenovano "zbiralnik"..

Pri približevanju električno nabitega objekta elektroskopu lahko priča dvema vrstama reakcij s kovinskimi lamelami, ki so na spodnjem koncu konfiguracije: če so lamele ločene druga od druge, to pomeni, da ima predmet enak električni naboj. da je elektroskop.

Po drugi strani pa, če se lamele združijo, je indikativno, da ima predmet električni naboj, ki je nasproten naboj elektroskopa. Ključ je, da se elektroskop napolni z električnim nabojem znanega znaka; tako bo z zavrženjem mogoče sklepati na znak električnega naboja predmeta, ki se nam približuje napravi.

Elektroskopi so izjemno koristni za ugotavljanje, ali je telo električno napolnjeno, poleg tega, da daje podatke o znaku obremenitve in intenzivnosti.

Indeks

  • 1 Zgodovina
    • 1.1 Razvoj
  • 2 Kako deluje?
    • 2.1 Kako se električno polni?
  • 3 Za kaj gre??
  • 4 Kako narediti domači elektroskop?
    • 4.1 Postopek
    • 4.2 Preizkusite svoj elektroskop
  • 5 Reference

Zgodovina

Elektroskop je izumil angleški zdravnik in fizik William Gilbert, fizik angleške monarhije v času vladavine kraljice Elizabete I..

Gilbert je znan tudi kot "oče elektromagnetizma in električne energije" zaradi svojih velikih prispevkov k znanosti v sedemnajstem stoletju. Leta 1600 je zgradil prvi znani elektroskop, da bi poglobil svoje eksperimente z elektrostatičnimi naboji.

Prvi elektroskop, imenovan versorium, je bila naprava, sestavljena iz kovinske igle, ki se je prosto vrtila na podstavku..

Konfiguracija versorija je bila zelo podobna konfiguraciji igle kompasa, v tem primeru pa igla ni bila magnetizirana. Konci igle so bili vizualno diferencirani drug od drugega; Poleg tega je bil en konec igle pozitiven in drugi je imel negativen naboj.

Mehanizem delovanja versorija je temeljil na nabojih, induciranih na koncih igle, s pomočjo elektrostatične indukcije. Torej, odvisno od konca igle, ki je bila najbližje naslednjemu predmetu, bi bila reakcija tega konca usmerjena ali odganjala predmet z iglo.

Če bi predmet imel pozitiven naboj, bi se negativni mobilni naboj v kovini pritegnil k predmetu in negativno nabiti konec bi kazal proti telesu, ki povzroči reakcijo v versoriumu..

V nasprotnem primeru, če je predmet imel negativen naboj, bi bil pol, ki ga je pritegnil predmet, pozitiven konec igle.

Evolucija

Sredi leta 1782 je izjemen italijanski fizik Alessandro Volta (1745-1827) zgradil kondenzacijski elektroskop, ki je imel pomembno občutljivost za zaznavanje električnih nabojev, ki jih elektroskopi niso odkrili..

Največji napredek elektroskopa pa je prišel iz roke nemškega matematika in astronoma Johanna Gottlieba Friedricha von Bohnenbergerja (1765-1831), ki je izumil elektroskop iz zlatih listov..

Konfiguracija tega elektroskopa je zelo podobna strukturi, ki je znana danes: naprava je bila sestavljena iz steklenega zvonca, ki je imel na zgornjem koncu kovinsko kroglo..

Ta krogla pa je bila preko prevodnika povezana z dvema listoma zelo tankega zlata. "Zlati hlebci" so se ločili ali združili, ko se je približal elektrostatično nabito telo.

Kako deluje?

Elektroskop je naprava, ki se uporablja za zaznavanje statične elektrike v bližnjih objektih, pri čemer se uporabi elektrolitsko ločevanje njihovih notranjih lamel zaradi elektrostatičnega odbijanja..

Statična elektrika se lahko nabira na zunanji površini katerega koli telesa, bodisi z naravno obremenitvijo ali z drgnjenjem.

Elektroskop je zasnovan tako, da zazna prisotnost tovrstnih nabojev zaradi prenosa elektronov z visoko obremenjenih površin na manj električno nabite površine. Poleg tega lahko glede na reakcijo lamel zagotovi tudi idejo o velikosti elektrostatičnega naboja okoliškega objekta..

Krogla, ki se nahaja v zgornjem delu elektroskopa, deluje kot sprejemna enota električnega naboja predmeta študija.

Z približevanjem električno nabitega telesa bližje elektroskopu bo dobil enak električni naboj iz telesa; to pomeni, da se bomo z električno napolnjenim predmetom približali s pozitivnim predznakom, da bo elektroskop dobil enak naboj.

Če je elektroskop prej napolnjen z znanim električnim nabojem, se bo zgodilo naslednje:

- Če ima telo enako obremenitev, se bodo kovinske lamele, ki so v elektroskopu, ločile druga od druge, saj se bodo obe odvračali..

- Nasprotno pa, če ima predmet nasprotni naboj, bodo kovinske luske na dnu steklenice ostale pritrjene druga na drugo..

Lamele v elektroskopu morajo biti zelo lahke, tako da je njihova teža uravnotežena z delovanjem elektrostatičnih odpornih sil. S premikanjem predmeta študija proč od elektroskopa bodo lamele izgubile polarizacijo in se vrnile v svoje naravno stanje (zaprto).

Kako je električno napolnjen?

Dejstvo, da se elektroskop električno polni električno, je potrebno, da lahko določimo naravo električnega naboja objekta, ki ga bomo približali napravi. Če elektroskop ni znan vnaprej, ne bo mogoče ugotoviti, ali je obremenitev predmeta enaka ali nasprotna obremenitvi.

Pred polnjenjem mora biti v nevtralnem stanju; to je z enakim številom protonov in elektronov v njeni notranjosti. Zato je predlagano, da se elektroskop poveže s tlemi pred izvedbo polnjenja, da se zagotovi nevtralnost obremenitve naprave..

Izpust elektroskopa lahko dosežemo tako, da se ga dotaknemo s kovinskim predmetom, tako da slednji izprazni električni naboj, ki obstaja znotraj elektroskopa na zemljo..

Obstajata dva načina za polnjenje elektroskopa, preden ga preskusite. Spodaj so našteti najpomembnejši vidiki vsakega od njih.

Z indukcijo

Vključuje polnjenje elektroskopa brez vzpostavitve neposrednega stika z njim; to pomeni, da se približuje predmetu, katerega obremenitev je znana sprejemni sferi.

Po stiku

Z dotikanjem sprejemne krogle elektroskopa neposredno s predmetom z znanim nabojem.

Za kaj je??

Elektroskopi se uporabljajo za ugotavljanje, ali je telo električno napolnjeno, in razlikujejo, ali ima negativni naboj ali pozitiven naboj. Elektroskopi se trenutno uporabljajo na eksperimentalnem področju, da bi s svojo uporabo dokazali elektrostatične naboje v električno nabitih telesih..

Nekatere od najpomembnejših funkcij elektroskopov so:

- Odkrivanje električnih nabojev v bližnjih objektih. Če elektroskop reagira na približevanje telesa, je to zato, ker je električno napolnjen.

- Diskriminacija tipa električnega naboja, ki ga imajo električno napolnjena telesa pri ocenjevanju odpiranja ali zapiranja kovinskih lamel elektroskopa, odvisno od začetnega električnega nabora elektrospaka.

- Elektroskop se uporablja tudi za merjenje sevanja okolja, če je okoli njega radioaktivna snov zaradi istega principa elektrostatične indukcije..

- Ta naprava se lahko uporablja tudi za merjenje količine ionov, ki so prisotni v zraku, z ocenjevanjem hitrosti polnjenja in praznjenja elektroskopa v nadzorovanem električnem polju..

Danes se elektroskopi pogosto uporabljajo v laboratorijskih praksah v šolah in na univerzah, da bi študentom različnih izobraževalnih stopenj pokazali uporabo te naprave kot detektorja elektrostatičnih nabojev..

Kako narediti domači elektroskop?

Zelo enostavno je narediti domači elektroskop. Potrebne elemente je enostavno pridobiti in montaža elektroskopa je precej hitra.

Spodaj so navedeni pripomočki in materiali, ki so potrebni za izdelavo domače elektroskopa v 7 preprostih korakih:

- Steklenica Mora biti čista in zelo suha.

- Pluta, ki hermetično tesni steklenico.

- 14 bakrena žica.

- Plier.

- Škarje.

- Aluminijasta folija.

- Pravilo.

- Balon.

- Volnena tkanina.

Postopek

1. korak

Izrežite bakreno žico, dokler ne dobite odseka, ki presega dolžino vsebnika približno 20 centimetrov.

2. korak

Zavrtite en konec bakrene žice in naredite nekakšno spiralo. Ta del bo opravljal funkcije sfere zaznavanja elektrostatičnega naboja.

Ta korak je zelo pomemben, saj bo spirala olajšala prenos elektronov iz telesa študije v elektroskop zaradi obstoja večje površine..

3. korak

Prečka pluto z bakreno nitjo. Prepričajte se, da je zviti del proti vrhu elektroskopa.

4. korak

Na spodnjem koncu bakrene žice v obliki črke L rahlo upognite.

Korak 5

Oba aluminijasta lamela izrežite v obliki trikotnikov približno 3 cm v podnožju. Pomembno je, da sta oba trikotnika enaka.

Prepričajte se, da so lamele dovolj majhne, ​​da ne pridejo v stik z notranjimi stenami steklenice.

6. korak

Vsebuje majhno luknjo v zgornjem kotu vsake folije in vstavi oba kosa aluminija v spodnji konec bakrene žice.

Poskrbite, da bo aluminijasta folija čim bolj gladka. Če se aluminijasti trikotniki preveč zlomijo ali skrčijo, je bolje, da vzorce ponovite, dokler ne dosežete želenega učinka.

7. korak

Plutovino položite na zgornji rob steklenice, tako da se aluminijaste lamele ne poslabšajo ali izgubijo..

Zelo pomembno je, da sta obe lameli pri stiku z vsebnikom v stiku. Če ni tako, morate spremeniti upogib bakrene žice, dokler se listi med seboj ne dotakneta.

Preizkusite svoj elektroskop

Da bi to dokazali, lahko uporabite teoretične predstave, opisane v članku, kot je opisano spodaj:

- Prepričajte se, da elektroskop ni napolnjen: za to se ga dotaknite s kovinsko palico, da izkoreninite preostalo polnjenje v napravi..

- Električno obremeni predmet: drgne balon ob volneno krpo, da obremeni površino elektrostatičnega balona.

- Približajte se predmetu, ki je napolnjen z bakreno spiralo: s to prakso se bo elektroskop napolnil z indukcijo, elektroni globusa pa bodo preneseni v elektroskop.

- Opazujte reakcijo kovinskih lamel: trikotniki iz aluminijaste folije se bodo med seboj odmaknili, saj obe plošči delita polnilo istega znaka (v tem primeru negativno).

Poskusite opraviti te vrste testov v suhih dneh, saj vlažnost običajno vpliva na to vrsto domačih poskusov, ker otežuje prehod elektronov iz ene površine na drugo..

Reference

  1. Castillo, V. (s.f.). Kaj služi elektroskop: Zgodovina, vrste, funkcija in deli. Vzpostavljeno iz: paraquesirve.tv
  2. Kako narediti elektroskop (s.f.) Vzpostavljeno iz: en.wikihow.com
  3. Kako deluje elektroskop (2017). Izterjano iz: como-funciona.co
  4. Elektroskop z zlatim kruhom (s.f.). Pridobljeno iz: museocabrerapinto.es
  5. Elektroskop (2010). Vzpostavljeno iz: radioelectronica.es
  6. Wikipedija, svobodna enciklopedija (2018). Elektroskop Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org
  7. Wikipedija, svobodna enciklopedija (2016). Versorium. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org