ЕЛЕКТРОСКОП: ИСТОРИЯ, КАК РАБОТИ, ЗА КАКВО Е ПРЕДНАЗНАЧЕН - ДУДА - 2025

Един електроскоп е устройство, използвано за откриване наличието на електрически заряди върху околните обекти. Той също така показва знака на електрическия заряд; тоест, ако е отрицателен или положителен заряд. Този инструмент е съставен от метална пръчка, затворена в стъклена бутилка.

Този прът има два много тънки метални листа (злато или алуминий), свързани в долната му част. От своя страна тази структура е запечатана с капак, изработен от изолационен материал, а в горния край има малка сфера, наречена "колектор".

Когато приближавате електрически зареден обект към електроскоп, металните ламели могат да бъдат свидетели на два типа реакции в долния край на конфигурацията: ако ламелите са разделени една от друга, това означава, че обектът има същия електрически заряд отколкото електроскопа.

От друга страна, ако ламелите се съберат, е показателно, че обектът има електрически заряд, противоположен на заряда на електроскопа. Ключът е да заредите електроскопа с електрически заряд с известен знак; По този начин чрез изхвърлянето ще бъде възможно да се изведе знака на електрическия заряд на обекта, който внасяме в устройството.

Електроскопите са изключително полезни при определяне дали дадено тяло е електрически заредено, както и дават указания за знака на заряда и интензивността на заряда.

история

Електроскопът е изобретен от английския лекар и физик Уилям Гилбърт, който служи като физик за английската монархия по време на управлението на кралица Елизабет I.

Гилбърт е известен още като "бащата на електромагнетизма и електричеството" благодарение на големия си принос към науката през 17 век. Той построи първия известен електроскоп през 1600 г., за да задълбочи експериментите си върху електростатичните заряди.

Първият електроскоп, наречен версорий, беше устройство, изградено от метална игла, което се въртеше свободно на пиедестал.

Конфигурацията на версориума беше много подобна на тази на иглата за компас, но в този случай иглата не беше намагнетизирана. Краищата на иглата са визуално разграничени един от друг; Освен това единият край на иглата е положително зареден, а другият - отрицателно зареден.

Механизмът на действие на верзориума се основаваше на зарядите, предизвикани в краищата на иглата, чрез електростатична индукция. По този начин, в зависимост от края на иглата, който е бил най-близо до съседния обект, реакцията на този край би била да насочва или отблъсква обекта с иглата.

Ако обектът беше положително зареден, отрицателните движещи се заряди върху метала биха били привлечени към обекта, а отрицателно зареденият край би сочил към тялото, предизвикващо реакцията във версиума.

В противен случай, ако обектът е отрицателно зареден, полюсът, привлечен към обекта, ще бъде положителният край на иглата.

еволюция

В средата на 1782 г. видният италиански физик Алесандро Волта (1745-1827) изгради кондензационния електроскоп, който имаше важна чувствителност за откриване на електрически заряди, които електроскопите от онова време не откриват.

Най-големият напредък на електроскопа обаче идва от ръката на немския математик и астроном Йохан Готлиб Фридрих фон Боненбергер (1765-1831), който изобретява електроскопа със златно фолио.

Конфигурацията на този електроскоп е много подобна на структурата, която е известна днес: устройството се състоеше от стъклена камбана, която имаше метална сфера в горната част.

От своя страна тази сфера беше свързана чрез проводник с два много тънки златни листа. "Златните хлябове" се разделяха или се присъединяваха един към друг, когато се приближи електростатично заредено тяло.

Как работи?

Електроскоп е устройство, използвано за откриване на статично електричество в близките обекти, използвайки феномена на отделяне на вътрешните им ламели поради електростатично отблъскване.

Статичното електричество може да се натрупва върху външната повърхност на всяко тяло, или чрез естествен заряд, или чрез триене.

Електроскопът е проектиран да открива наличието на този тип заряди, поради прехвърлянето на електрони от силно заредени повърхности към по-малко електрически заредени повърхности. Освен това, в зависимост от реакцията на ламелите, тя би могла да даде представа за големината на електростатичния заряд на околния обект.

Сферата, разположена в горната част на електроскопа, функционира като приемащо образувание за електрическия заряд на обекта на изследване.

Приближавайки електрически заредено тяло до електроскопа, той ще придобие същия електрически заряд като тялото; тоест, ако се приближим до електрически зареден обект с положителен знак, електроскопът ще придобие същия заряд.

Ако електроскопът е предварително зареден с известен електрически заряд, ще се случи следното:

- Ако тялото има еднакъв заряд, металните ламели вътре в електроскопа ще се отделят една от друга, тъй като и двете ще се отблъскват взаимно.

- За разлика от това, ако обектът има обратен заряд, металните ламели на дъното на бутилката ще останат прикрепени една към друга.

Ламелите вътре в електроскопа трябва да са много леки, така че теглото им да се балансира от действието на електростатичните сили на отблъскване. По този начин, премествайки обекта на изследване далеч от електроскопа, ламелите ще загубят поляризацията си и ще се върнат в естественото си състояние (затворено).

Как се зарежда електрически?

Фактът за зареждане на електроскопа електрически е необходим, за да можем да определим естеството на електрическия заряд на обекта, който ще приближим до устройството. Ако зарядът на електроскопа не е известен предварително, ще бъде невъзможно да се определи дали зарядът на обекта е равен или противоположен на този заряд.

Преди да заредите електроскопа, той трябва да е в неутрално състояние; тоест със същия брой протони и електрони вътре. Поради тази причина се препоръчва да се свърже електроскопът към земята преди зареждане, за да се гарантира неутралността на заряда на устройството.

Електроскопът може да бъде разреден, като го докосне до метален предмет, така че последният да източва електрическия заряд вътре в електроскопа към земята.

Има два начина за зареждане на електроскоп, преди да го изпробвате. Най-важните аспекти на всеки от тях са подробно описани по-долу.

индуктивно

Става дума за зареждане на електроскопа без установяване на директен контакт с него; това е само приближаване до обект, чийто заряд е известен на приемащата сфера.

Чрез контакт

Чрез докосване на приемната сфера на електроскопа директно с обект с известен заряд.

За какво е?

Електроскопите се използват за определяне дали дадено тяло е електрически заредено и за разграничаване дали то има отрицателен или положителен заряд. Понастоящем в експерименталното поле се използват електроскопи, за да се даде пример с тяхното използване за откриване на електростатични заряди в електрически заредени тела.

Някои от най-известните функции на електроскопите са следните:

- Откриване на електрически заряди на близки обекти. Ако електроскопът реагира на приближаването на тяло, това е така, защото последният е електрически зареден.

- Дискриминация на типа електрически заряд, притежаван от електрически заредени тела, при оценка на отварянето или затварянето на металните ламели на електроскопа, в зависимост от първоначалния електрически заряд на електроскопа.

- Електроскопът се използва и за измерване на радиация от околната среда, ако има радиоактивен материал наоколо, поради същия принцип на електростатична индукция.

- Това устройство може да се използва и за измерване на количеството йони, които присъстват във въздуха, чрез оценка на скоростта на заряд и разряд на електроскопа в рамките на контролирано електрическо поле.

Днес електроскопите са широко използвани в лабораторните практики в училищата и университетите, за да демонстрират на студенти от различни образователни нива използването на това устройство като електростатичен детектор на заряд.

Как да си направим домашен електроскоп?

Много лесно е да се направи домашен електроскоп. Необходимите елементи се набавят лесно и сглобяването на електроскопа е доста бързо.

По-долу са посочени приборите и материалите, необходими за изграждането на домашен електроскоп в 7 лесни стъпки:

- Стъклена бутилка. Трябва да е чист и много сух.

- Корк за херметично запечатване на бутилката.

- Медна жица с 14 габарити.

- Клещи.

- Ножица.

- Фолио.

- Правило.

- Балон.

- Вълнена кърпа.

процес

Етап 1

Нарежете медната тел, докато получите участък, който е приблизително 20 сантиметра по-дълъг от дължината на контейнера.

Стъпка 2

Извийте единия край на медната тел, правейки един вид спирала. Тази част ще действа като сфера за откриване на електростатичен заряд.

Тази стъпка е много важна, тъй като спиралата ще улесни предаването на електрони от изследваното тяло към електроскопа, поради наличието на по-голяма повърхностна площ.

Стъпка 3

Преминете през корк с медната жица. Уверете се, че къдравата част е към върха на електроскопа.

Стъпка 4

Направете лек завой в долния край на медната тел, във форма L.

Стъпка 5

Нарежете двете алуминиево фолио на триъгълници с дължина приблизително 3 сантиметра. Важно е и двата триъгълника да са еднакви.

Уверете се, че ламелите са достатъчно малки, за да не влизат в контакт с вътрешните стени на бутилката.

Стъпка 6

Включете малък отвор в горния ъгъл на всяко фолио и поставете двете парчета алуминий в долния край на медната жица.

Опитайте се да поддържате листата на фолиото възможно най-гладки. Ако алуминиевите триъгълници се счупят или набръчкат прекалено много, най-добре е пробите да се повтарят, докато не се получи желаният ефект.

Стъпка 7

Поставете тапата върху горния ръб на бутилката, много внимателно, така че алуминиевите фолиа да не се влошат или да се загуби направения монтаж.

Изключително важно е и двете ламели да са в контакт при запечатване на контейнера. Ако това не е така, тогава ще трябва да модифицирате огъването на медната тел, докато листовете се докоснат един до друг.

Тествайте своя електроскоп

За да го докажете, можете да приложите теоретичните понятия, описани по-горе в статията, подробно описани по-долу:

- Уверете се, че електроскопът не е зареден: за да направите това, докоснете го с метална пръчка, за да изтриете всеки останал заряд на устройството.

- Електрически заряд на предмет: разтрийте балон върху вълнена кърпа, за да заредите повърхността на балона с електростатичен заряд.

- Приближете заредения обект по-близо до медната спирала: с тази практика електроскопът ще се зарежда чрез индукция, а електроните от земното кълбо ще се прехвърлят в електроскопа.

- Наблюдавайте реакцията на металните плочи: триъгълниците от алуминиево фолио ще се отдалечат един от друг, тъй като и двете плочи споделят заряд от един и същ знак (отрицателен в този случай).

Опитайте се да провеждате този тип тестове в сухи дни, тъй като влажността има тенденция да повлияе на този тип домашни експерименти, тъй като затруднява преминаването на електроните от една повърхност на друга.

Препратки

1. Castillo, V. (sf). За какво е електроскоп: история, типове, функции и части. Възстановено от: paraquesirve.tv
2. Как да си направим електроскоп (втори). Възстановени от: es.wikihow.com
3. Как работи електроскопът (2017). Възстановено от: como-funciona.co
4. Електроскоп със златни листове (втори). Възстановено от: museocabrerapinto.es
5. Електроскопът (2010). Възстановено от: radioelectronica.es
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Електроскоп. Възстановено от: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2016). Миниатюрните. Възстановено от: en.wikipedia.org