ELEKTROSKOP: POVIJEST, KAKO DJELUJE, ČEMU SLUŽI - DUDÁS - 2025

Elektroskop je uređaj koji se koristi za otkrivanje postojanja električnih naboja na obližnjim objektima. Također označava znak električnog naboja; to jest ako je negativan ili pozitivan naboj. Ovaj se instrument sastoji od metalne šipke zatvorene u staklenoj boci.

Ovaj štap ima dva vrlo tanka metalna lima (zlato ili aluminij) spojena u donjem dijelu. Zauzvrat je ova struktura zapečaćena poklopcem izrađenim od izolacijskog materijala, a na gornjem kraju ima malu sferu koja se zove "sakupljač".

Pri približavanju električno nabijenog predmeta elektroskopu mogu se vidjeti dvije vrste reakcija metalnim lamelama koje se nalaze na donjem kraju konfiguracije: ako su lamele odvojene jedna od druge, to znači da objekt ima isti električni naboj nego elektroskop.

S druge strane, ako se lamele spoje, to je indikativno da predmet ima električni naboj suprotan naelektrisanju elektroskopa. Ključ je punjenje elektroskopa električnim nabojem poznatog znaka; na taj način, odbacivanjem, moguće je zaključiti znak električnog naboja predmeta koji donosimo na uređaj.

Elektroskopi su izuzetno korisni za utvrđivanje da li je tijelo električno napunjeno, kao i davanje tragova o znaku naboja i intenzitetu naboja.

Povijest

Elektroskop je izumio engleski liječnik i fizičar William Gilbert, koji je služio kao fizičar engleskoj monarhiji za vrijeme vladavine kraljice Elizabete I.

Gilbert je također poznat kao "otac elektromagnetizma i električne energije" zahvaljujući velikim doprinosima znanosti tijekom 17. stoljeća. Prvi poznati elektroskop izgradio je 1600. godine kako bi produbio svoje eksperimente na elektrostatičkim nabojima.

Prvi elektroskop, nazvan versorium, bio je uređaj sastavljen od metalne igle, koja se slobodno rotirala na pijedestal.

Konfiguracija verzije bila je vrlo slična konfiguraciji igle za kompas, ali u ovom slučaju igla se nije magnetizirala. Krajevi igle su se vizualno razlikovali jedan od drugog; Nadalje, jedan kraj igle je pozitivno nabijen, a drugi negativno nabijen.

Mehanizam djelovanja verzioma zasnovan je na nabojima induciranim na krajevima igle, elektrostatskom indukcijom. Dakle, ovisno o kraju igle koji je bio najbliži susjednom objektu, reakcija tog kraja bila bi usmjeravanje ili odbijanje predmeta iglom.

Ako je objekt pozitivno nabijen, negativni pomični naboji na metalu privukli bi se prema objektu, a negativno nabijeni kraj usmjerio bi prema tijelu koje potiče reakciju u verziju.

U suprotnom, ako je objekt negativno nabijen, pol privlačen na objekt bio bi pozitivan kraj igle.

Evolucija

Sredinom 1782. ugledni talijanski fizičar Alessandro Volta (1745-1827) izgradio je kondenzacijski elektroskop, koji je imao važnu osjetljivost za otkrivanje električnih naboja koje tadašnji elektroskopi nisu otkrili.

Međutim, najveći napredak elektroskopa došao je iz ruku njemačkog matematičara i astronoma Johanna Gottlieba Friedricha von Bohnenbergera (1765-1831) koji je izumio elektroskop sa zlatnom folijom.

Konfiguracija ovog elektroskopa vrlo je slična strukturi koja je poznata danas: uređaj se sastojao od staklenog zvona koje je na vrhu imalo metalnu kuglu.

Zauzvrat, ta je sfera bila spojena kroz vodič kroz dva vrlo tanka ploča zlata. "Zlatni hljebovi" odvajali su se ili se međusobno spajali dok se približavalo elektrostatički nabijeno tijelo.

Kako radi?

Elektroskop je uređaj koji se koristi za otkrivanje statičkog elektriciteta u obližnjim objektima, koristeći fenomen odvajanja njihovih unutarnjih lamela zbog elektrostatskog odbijanja.

Statički elektricitet može se akumulirati na vanjskoj površini bilo kojeg tijela, bilo prirodnim nabojem, bilo trljanjem.

Elektroskop je dizajniran tako da otkriva prisutnost ovih vrsta naboja, zbog prijenosa elektrona s visoko nabijenih površina na manje električno nabijene površine. Nadalje, ovisno o reakciji lamela, također može pružiti predodžbu o veličini elektrostatičkog naboja okolnog objekta.

Sfera koja se nalazi u gornjem dijelu elektroskopa funkcionira kao prijemnik za električni naboj predmeta proučavanja.

Dovođenjem električno nabijenog tijela bliže elektroskopu on će steći isti električni naboj kao i tijelo; to jest, ako pristupimo električno nabijenom objektu s pozitivnim predznakom, elektroskop će steći isti naboj.

Ako je elektroskop prethodno napunjen poznatim električnim nabojem, dogodit će se sljedeće:

- Ako tijelo ima isti naboj, metalne lamele unutar elektroskopa razdvojit će se jedna od druge, jer će se obje odbijati.

- Suprotno tome, ako predmet ima suprotan naboj, metalne lamele na dnu boce ostat će pričvršćene jedna na drugu.

Lamele unutar elektroskopa moraju biti vrlo lagane, tako da se njihova težina uravnotežuje djelovanjem sila elektrostatičkog odbijanja. Tako će, pomicanjem predmeta ispitivanja daleko od elektroskopa, lamele izgubiti polarizaciju i vratit će se u svoje prirodno stanje (zatvoreno).

Kako se električno puni?

Činjenica da se elektricno puni električno potrebno je da bismo mogli odrediti prirodu električnog naboja objekta kojem ćemo pristupiti uređaju. Ako se naboj na elektroskopu ne zna unaprijed, biti će nemoguće utvrditi je li naboj na objektu jednak ili naprotan tom naboju.

Prije punjenja elektroskopa mora biti u neutralnom stanju; to jest s istim brojem protona i elektrona unutra. Zbog toga se pred punjenje preporučuje spajanje elektroskopa na masu kako bi se osigurala neutralnost napunjenosti uređaja.

Elektroskop se može isprazniti dodirivanjem metalnog predmeta, tako da potonji isprazni električni naboj unutar elektroskopa prema zemlji.

Postoje dva načina punjenja elektroskopa prije ispitivanja. Najvažniji aspekti svakog od njih opisani su u nastavku.

induktivno

Radi se o punjenju elektroskopa bez uspostavljanja izravnog kontakta s njim; to jest samo približavanje objektu čiji je naboj poznat sferi prijema.

Kontaktom

Dodirom prijemne sfere elektroskopa izravno s predmetom s poznatim nabojem.

Čemu služi?

Elektroskopi se koriste za utvrđivanje da li je neko tijelo naelektrično i za razlikovanje ima li negativan ili pozitivan naboj. Trenutno se u eksperimentalnom polju upotrebljavaju elektroskopi, kako bi se primjerom otkrivanja elektrostatičkih naboja u tijelima s električnim nabojem prikazalo kao primjer.

Neke od najistaknutijih funkcija elektroskopa su sljedeće:

- Otkrivanje električnih naboja na obližnjim objektima. Ako elektroskop reagira na prilaz nekom tijelu, to je zbog toga što je drugo električno nabijeno.

- Diskriminacija vrste električnog naboja s električno nabijenim tijelima pri ocjenjivanju otvaranja ili zatvaranja metalnih lamela elektroskopa, ovisno o početnom električnom naboju elektroskopa.

- Elektroskop se također koristi za mjerenje zračenja iz okoliša u slučaju da u njemu ima radioaktivnog materijala, zbog istog principa elektrostatske indukcije.

- Ovaj se uređaj također može koristiti za mjerenje količine iona koji se nalaze u zraku, procjenom naboja i brzine pražnjenja elektroskopa unutar kontroliranog električnog polja.

Danas se elektroskopi naširoko koriste u laboratorijskim praksama u školama i na sveučilištima kako bi studentima različitih obrazovnih razina demonstrirali uporabu ovog uređaja kao elektrostatičkog detektora naboja.

Kako napraviti domaći elektroskop?

Vrlo je lako napraviti domaći elektroskop. Potrebni elementi se lako nabavljaju, a sastavljanje elektroskopa je prilično brzo.

Dolje su navedeni pribor i materijali potrebni za izradu domaćeg elektroskopa u 7 jednostavnih koraka:

- Staklena boca. Treba biti čist i vrlo suh.

- plutovica za hermetičko zatvaranje boce.

- Bakrena žica 14 mjera.

- Kliješta.

- Škare.

- Folija.

- Pravilo.

- Balon.

- Vunena krpa.

Postupak

Korak 1

Prerežite bakrenu žicu dok ne dobijete dio koji je otprilike 20 centimetara duži od duljine spremnika.

Korak 2

Zavijte jedan kraj bakrene žice, čineći neku vrstu spirale. Ovaj dio će djelovati kao sfera za otkrivanje elektrostatskog naboja.

Ovaj je korak vrlo važan, jer će spirala olakšati prijenos elektrona iz tijela za proučavanje u elektroskop, zbog postojanja veće površine.

3. korak

Prođite kroz čep s bakrenom žicom. Provjerite je li kovrčava dio je prema vrhu elektroskopa.

4. korak

Na donjem kraju bakrene žice napravite blagi zavoj, L oblika.

5. korak

Izrežite dvije aluminijske folije u trokut dugačke približno 3 centimetra. Važno je da su oba trokuta identična.

Pazite da lamele budu dovoljno male da ne dođu u dodir s unutarnjim zidovima boce.

Korak 6

U gornju kut svake folije stavite malu rupu i umetnite oba komada aluminija u donji kraj bakrene žice.

Pokušajte da folije folije budu što glatke. Ako se aluminijski trokut previše razbije ili nabora, najbolje je ponavljati uzorke dok se ne postigne željeni učinak.

Korak 7

Na gornji rub boce stavite plutu vrlo pažljivo kako se aluminijske folije ne bi pokvarile ili se izgubila sklopka.

Izuzetno je važno da obje lamele budu u kontaktu prilikom brtvljenja spremnika. Ako to nije slučaj, morat ćete modificirati zavoj bakrene žice dok se plahte ne dodiruju.

Ispitajte svoj elektroskop

Da biste to dokazali, možete primijeniti teoretske pojmove prethodno opisane u cijelom članku, kao što je detaljno opisano u nastavku:

- Pazite da se elektroskop ne napuni: da biste to učinili, dodirnite ga metalnom šipkom da biste uklonili preostali naboj na uređaju.

- Električno napunite predmet: trljajte balon o vunenu krpu da biste površinu balona napunili elektrostatičkim nabojem.

- Donesite nabijeni predmet bliže bakrenoj spirali: s ovom praksom će se elektroskop nabijati indukcijom, a elektroni iz zemaljske kugle prenijeti se na elektroskop.

- Promatrajte reakciju metalnih ploča: trokuti aluminijske folije će se odmaknuti jedan od drugog, jer obje ploče dijele naboj istog znaka (negativan u ovom slučaju).

Pokušajte provesti ovu vrstu ispitivanja u suhim danima, jer vlaga ima tendenciju da utječe na ovu vrstu eksperimentiranja u kući jer otežava prolazak elektrona s jedne površine na drugu.

Reference

1. Castillo, V. (sf). Što je elektrokop za: povijest, vrste, funkciju i dijelove. Oporavak od: paraquesirve.tv
2. Kako napraviti elektroskop (nd). Oporavak od: es.wikihow.com
3. Kako djeluje elektroskop (2017). Oporavak od: como-funciona.co
4. Elektroskop zlatnog lišća (drugi). Oporavak od: museocabrerapinto.es
5. Elektroskop (2010). Oporavak od: radioelectronica.es
6. Wikipedia, Slobodna enciklopedija (2018). Elektroskop. Oporavilo sa: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, Slobodna enciklopedija (2016). Versorium. Oporavilo sa: en.wikipedia.org