Historie Elektroskop, Jak to funguje, co to slouží

A elektroskop je zařízení sloužící k detekci existence elektrických nábojů v blízkých objektech. Označuje také znak elektrického náboje; to je, pokud je záporný nebo kladný náboj. Tento nástroj je tvořen kovovou tyčí uzavřenou uvnitř skleněné láhve.

Tato tyč má dva velmi tenké plechy (zlaté nebo hliníkové), které jsou spojeny v dolní části. Tato struktura je zase utěsněna víkem z izolačního materiálu a na horním konci má malou kouli zvanou "kolektor"..

Při přiblížení se k elektricky nabitému objektu k elektroskopu mohou být kovovými lamelami, které jsou na spodním konci konfigurace, svědky dvou typů reakcí: pokud jsou lamely od sebe odděleny, znamená to, že předmět má stejný elektrický náboj že ten elektroskop.

Na druhou stranu, pokud se lamely spojí, je indikativní, že objekt má elektrický náboj opačný k náboji elektroskopu. Klíčem je nabíjení elektroskopu elektrickým nábojem známého znamení; tak, vyřazením bude možné odvodit znaménko elektrického náboje objektu, ke kterému přistupujeme k zařízení.

Elektroskopy jsou nesmírně užitečné pro určení, zda je těleso elektricky nabité, kromě toho, že udává údaje o značce zatížení a jeho intenzitě..

Index

• 1 Historie
  • 1.1 Evoluce
• 2 Jak to funguje?
  • 2.1 Jak je elektricky nabitá?
• 3 Na co to je??
• 4 Jak vyrobit domácí elektroskop?
  • 4.1 Postup
  • 4.2 Otestujte svůj elektroskop
• 5 Odkazy

Historie

Elektroskop byl vynalezen anglickým lékařem a fyzikem Williamem Gilbertem, který byl za vlády královny Alžběty I fyzikem anglické monarchie..

Gilbert je také známý jako “otec elektromagnetismu a elektřiny” díky jeho velkým příspěvkům k vědě během sedmnáctého století. V roce 1600 postavil první známý elektroskop s cílem prohloubit své pokusy o elektrostatické náboje.

První elektroskop, zvaný versorium, byl přístroj sestávající z kovové jehly, která se volně otáčela na podstavci.

Konfigurace versoria byla velmi podobná konfiguraci kompasové jehly, ale v tomto případě nebyla jehla zmagnetizována. Konce jehly byly vizuálně odlišeny od sebe; Navíc jeden konec jehly měl kladný náboj a druhý záporný náboj.

Mechanismus účinku versoria byl založen na náboji indukovaném na koncích jehly, pomocí elektrostatické indukce. V závislosti na konci jehly, která byla nejblíže k dalšímu objektu, by tedy reakce tohoto konce ukazovala nebo odpuzovala objekt jehlou..

Pokud by objekt měl kladný náboj, záporné mobilní náboje v kovu by byly přitahovány k objektu a záporně nabitý konec by směřoval k tělu, které indukuje reakci ve versoriu.

V opačném případě, pokud by objekt měl záporný náboj, by pól přitahovaný k objektu byl kladným koncem jehly.

Evoluce

V polovině roku 1782 postavil vynikající italský fyzik Alessandro Volta (1745-1827) kondenzační elektroskop, který měl důležitou citlivost k detekci elektrických nábojů, které pak elektroskopy nezjistily..

Největší pokrok elektroskopu však přišel z rukou německého matematika a astronoma Johanna Gottlieba Friedricha von Bohnenbergera (1765-1831), který vynalezl elektroskop s zlatým listem.

Konfigurace tohoto elektroskopu je velmi podobná struktuře, která je známá dnes: zařízení bylo tvořeno skleněným zvonem, který měl kovovou kouli na horním konci.

Na druhé straně byla tato koule propojena vodičem na dva listy velmi tenkého zlata. "Zlaté bochníky" oddělené nebo spojené dohromady jako elektrostaticky nabité tělo se blížilo.

Jak to funguje?

Elektroskop je zařízení sloužící k detekci statické elektřiny v blízkých objektech, s využitím jevu oddělení jejich vnitřních lamel v důsledku elektrostatického odpuzování.

Statická elektřina může být akumulována na vnějším povrchu jakéhokoliv tělesa, buď přirozeným zatížením nebo otřením.

Elektroskop je určen k detekci přítomnosti tohoto typu nábojů v důsledku přenosu elektronů z vysoce nabitých povrchů na méně elektricky nabité povrchy. Navíc, v závislosti na reakci lamel, to mohlo také poskytnout představu o velikosti elektrostatického náboje obklopujícího objektu \ t.

Koule umístěná v horní části elektroskopu funguje jako přijímací jednotka elektrického náboje předmětu studia.

Přivedením elektricky nabitého těla blíže k elektroskopu získá stejný náboj z těla; to znamená, že pokud se přiblížíme k elektricky nabitému objektu s kladným znaménkem, elektroskop získá stejný náboj.

Pokud je elektroskop dříve nabitý známým elektrickým nábojem, dojde k následujícímu:

- Pokud má těleso stejné zatížení, kovové lamely, které jsou uvnitř elektroskopu, se od sebe od sebe oddělují, protože obě se odpuzují..

- Naproti tomu, pokud má předmět opačný náboj, kovové vločky na dně láhve zůstanou připojeny k sobě..

Lamely uvnitř elektroskopu musí být velmi lehké, aby jejich hmotnost byla vyvážena působením elektrostatických odpuzovacích sil. Tak, pohybem předmětu studia od elektroskopu, lamely ztratí polarizaci a vrátí se do svého přirozeného stavu (uzavřené).

Jak je to elektricky nabité?

K tomu, aby bylo možné určit povahu elektrického náboje předmětu, který se přiblížíme k zařízení, je nezbytné, aby byl elektroskop elektricky nabíjen. Pokud náboj elektroskopu není předem znám, bude nemožné určit, zda je zatížení objektu stejné nebo opačné k zatížení..

Před nabíjením musí být elektroscope v neutrálním stavu; to znamená, že se v jeho vnitřku nachází stejný počet protonů a elektronů. Z tohoto důvodu se doporučuje před zahájením nabíjení připojit elektroskop k zemi, aby byla zajištěna neutralita zátěže zařízení..

Vypouštění elektroskopu může být provedeno dotekem kovového předmětu, který odvede elektrický náboj uvnitř elektroskopu na zem..

Existují dva způsoby, jak nabíjet elektroskop před jeho testováním. Níže jsou uvedeny nejdůležitější aspekty každého z nich.

Indukcí

Zahrnuje nabíjení elektroskopu bez přímého kontaktu s ním; to znamená pouze přiblížením se k objektu, jehož zatížení je přijímající sféře známo.

Kontaktem

Dotykem přijímací sféry elektroskopu přímo s objektem se známým nábojem.

Na co to je??

Elektroskopy se používají k určení, zda je tělo elektricky nabité, a rozlišují, zda má záporný náboj nebo kladný náboj. Elektroskopy jsou v současné době používány v experimentální oblasti, aby se ukázaly s využitím detekce elektrostatických nábojů v elektricky nabitých tělesech..

Některé z nejdůležitějších funkcí elektroskopů jsou následující:

- Detekce elektrických nábojů v blízkých objektech. Pokud elektroskop reaguje na přiblížení těla, je to proto, že je elektricky nabitý.

- Diskriminace typu elektrického náboje, který mají elektricky nabitá tělesa při vyhodnocování otevírání nebo zavírání kovových lamel elektroskopu v závislosti na počátečním elektrickém náboji elektroskopu.

- Elektroskop je také používán k měření záření okolního prostředí v případě, že je v okolí radioaktivní materiál, díky stejnému principu elektrostatické indukce.

- Toto zařízení může být také použito k měření množství iontů, které jsou přítomny ve vzduchu, vyhodnocením rychlosti nabíjení a vybíjení elektroskopu v kontrolovaném elektrickém poli..

Elektroskopy jsou dnes široce používány v laboratorních praktikách ve školách a na univerzitách, aby studentům různých úrovní vzdělávání prokázaly, že tento přístroj používá jako elektrostatický detektor náboje..

Jak udělat domácí elektroskop?

Je velmi snadné vyrobit domácí elektroskop. Potřebné prvky se snadno získávají a montáž elektroskopu je poměrně rychlá.

Níže jsou uvedeny nástroje a materiály potřebné k vytvoření domácího elektroskopu v 7 jednoduchých krocích:

- Skleněná láhev Musí být čisté a velmi suché.

- Korek pro hermetické uzavření láhve.

- Měděný drát o rozměru 14 mm.

- Kleště.

- Nůžka.

- Hliníková fólie.

- Pravidlo.

- Balón.

- Vlněná tkanina.

Postup

Krok 1

Řez měděného drátu, dokud se nedostanete část, která přesahuje přibližně 20 cm délky nádoby.

Krok 2

Otočte jeden konec měděného drátu a vytvořte spirálu. Tato část bude vykonávat funkce koule elektrostatického náboje.

Tento krok je velmi důležitý, protože spirála usnadňuje přenos elektronů ze studijního tělesa na elektroskop, a to díky větší ploše povrchu..

Krok 3

Překonává korek s měděným závitem. Ujistěte se, že zkroucená část je směrem k horní části elektroskopu.

Krok 4

Na spodním konci měděného drátu ve tvaru písmene L proveďte mírný ohyb.

Krok 5

Dvě hliníkové lamely se nastříhají ve tvaru trojúhelníků o průměru přibližně 3 cm. Je důležité, aby oba trojúhelníky byly identické.

Ujistěte se, že lamely jsou dostatečně malé, aby se nedostaly do styku s vnitřními stěnami láhve.

Krok 6

Obsahuje malý otvor v horním rohu každé fólie a vkládá oba kusy hliníku do spodního konce měděného drátu.

Snažte se držet hliníkové fólie co nejhladší. Pokud se hliníkové trojúhelníky příliš zlomí nebo zmenší, je lepší vzorky opakovat, dokud se nedosáhne požadovaného účinku.

Krok 7

Korek umístěte na horní okraj láhve, velmi opatrně, aby se hliníkové lamely nepoškodily nebo neztratily sestavu vyrobenou.

Je velmi důležité, aby obě lamely byly při utěsnění nádoby v kontaktu. Pokud tomu tak není, musíte upravit ohyb měděného drátu, dokud se listy navzájem nedotknou.

Otestujte svůj elektroskop

Pro prokázání toho můžete použít teoretické pojmy popsané v celém článku, jak je popsáno níže:

- Ujistěte se, že elektroskop není nabitý: dotkněte se ho kovovou tyčinkou, abyste odstranili zbývající náboj v zařízení.

- Elektricky zatěžuje předmět: tře balon proti vlněné látce, aby se naplnil povrch elektrostatického náboje.

- Přistupte k objektu nabitému na spirále mědi: s touto praxí bude elektroskop nabit indukcí a elektrony zeměkoule budou přeneseny do elektroskopu.

- Dodržujte reakci kovových lamel: trojúhelníky hliníkové fólie se budou od sebe vzdalovat, protože oba listy mají stejný náboj (v tomto případě negativní)..

Pokuste se provést tento typ testů v suchých dnech, protože vlhkost obvykle ovlivňuje tento typ domácích experimentů, protože to ztěžuje průchod elektronů z jednoho povrchu do druhého..

Odkazy

1. Castillo, V. (s.f.). Co dělá Elektroskop Slouží: Historie, Typy, Funkce a Části. Citováno z: paraquesirve.tv
2. Jak udělat elektroskop (s.f.) Zdroj: en.wikihow.com
3. Jak funguje elektroskop (2017). Obnoveno z: como-funciona.co
4. Elektroskop zlatého chleba (s.f.). Obnoveno z: museocabrerapinto.es
5. Elektroskop (2010). Zdroj: radioelectronica.es
6. Wikipedia, Volná encyklopedie (2018). Elektroskop Zdroj: en.wikipedia.org
7. Wikipedie, Volná encyklopedie (2016). Versorium. Zdroj: en.wikipedia.org