Historia Electroscope, miten se toimii, mitä se toimii

electroscope on laite, jota käytetään tunnistamaan sähkövaraus olemassa olevissa kohteissa. Se osoittaa myös sähkövaroituksen merkin; eli jos se on negatiivinen tai positiivinen maksu. Tämä instrumentti koostuu lasipullon sisällä olevasta metallitangosta.

Tässä sauvassa on kaksi hyvin ohutta metallilevyä (kulta tai alumiini), jotka on liitetty sen alaosaan. Tämä rakenne on puolestaan ​​sinetöity eristysmateriaalin kannella, ja yläpäässä on pieni keräys, jota kutsutaan "keräilijäksi"..

Kun lähestytään sähköisesti ladattua objektia elektroskooppiin, metallin lamellit, jotka ovat kokoonpanon alapäässä, voivat todistaa kahden tyyppisiä reaktioita: jos lamellit on erotettu toisistaan, se tarkoittaa, että esineellä on sama sähkövaraus että sähkökooppi.

Toisaalta, jos lamellit tulevat yhteen, on viitteellistä, että esineellä on sähkövaraus, joka on vastakkainen sähköoskoopin varauksen kanssa. Tärkeintä on ladata sähköoskooppi tunnetulla merkillä varustetulla sähkövaralla; siten, hylkäämällä, on mahdollista päätellä, mikä merkki on sen kohteen sähkövaraus, johon lähestymme laitetta.

Elektroskoopit ovat äärimmäisen hyödyllisiä sen määrittämiseksi, onko keho sähköisesti ladattu, ja lisäksi se antaa tietoa kuorman merkistä ja sen voimakkuudesta..

indeksi

• 1 Historia
  • 1.1 Evoluutio
• 2 Miten se toimii?
  • 2.1 Miten se latautuu sähköisesti?
• 3 Mitä se on??
• 4 Miten tehdä kotitekoinen sähkökooppi?
  • 4.1 Menettely
  • 4.2 Testaa sähkökooppi
• 5 Viitteet

historia

Englannin lääkäri ja fyysikko William Gilbert, joka oli englantilaisen monarkian fyysikko kuningattaren Elizabeth I: n hallinnon aikana, keksi elektroskoopin..

Gilbert tunnetaan myös "sähkömagnetismin ja sähkön isänä" kiitos hänen suurista panoksistaan ​​tiedekuntaan 1700-luvulla. Hän rakensi ensimmäisen tunnetun elektroskoopin vuonna 1600, jonka tarkoituksena oli syventää hänen sähköstaattisten varaustensa kokeita.

Ensimmäinen sähkökooppi, nimeltään versorium, oli laite, joka koostui metallista neulasta, joka pyörii vapaasti jalustalla.

Versoriumin konfiguraatio oli hyvin samankaltainen kuin kompassin neula, mutta tässä tapauksessa neulaa ei magnetoitu. Neulan päät erotettiin visuaalisesti toisistaan; Lisäksi neulan toisessa päässä oli positiivinen varaus ja toisella oli negatiivinen varaus.

Versoriumin vaikutusmekanismi perustui neulan päissä indusoituihin varauksiin sähköstaattisen induktion avulla. Niinpä, riippuen neulan päästä, joka oli lähinnä seuraavaa kohdetta, tämän päähän reaktio olisi kohdistaa tai hylätä esine neulalla.

Jos esineellä oli positiivinen varaus, negatiiviset langattomat maksut metallista houkuttelisivat kohteeseen, ja negatiivisesti varautunut pää osoittaisi kehoa kohti, joka aiheuttaa reaktion versoriumissa.

Muussa tapauksessa, jos esineellä olisi negatiivinen varaus, kohteen vetämä napa olisi neulan positiivinen pää.

evoluutio

1782-luvun puolivälissä erinomainen italialainen fyysikko Alessandro Volta (1745-1827) rakensi kondenssivähennyselektroskoopin, jolla oli tärkeä herkkyys sähköisten latausten havaitsemiseksi, joita elektroskoopit eivät sen jälkeen havainneet.

Suurin edistysaskel elektroskoopilla tuli kuitenkin saksalaisen matemaatikon ja tähtitieteilijän Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenbergerin (1765-1831) kädestä, joka keksi kullan arkkielektroskoopin.

Tämän elektroskoopin konfiguraatio on hyvin samanlainen kuin nykyisin tunnettu rakenne: laite koostui lasikellosta, jonka yläpäässä oli metallinen pallo..

Tämä pallo kytkettiin puolestaan ​​johtimen kautta kahteen hyvin ohuesta kullasta. "Kultaiset leivät" erotettiin tai liitettiin yhteen sähköstaattisesti ladatun rungon kohdalla.

Miten se toimii?

Elektroskooppi on laite, jota käytetään havaitsemaan staattista sähköä läheisissä esineissä käyttämällä hyväksi niiden sisäisten lamellien erottumista sähköstaattisen tukahdutuksen vuoksi.

Staattinen sähkö voidaan kerätä minkä tahansa kehon ulkopinnalle joko luonnollisella kuormalla tai hankaamalla.

Elektroskooppi on suunniteltu havaitsemaan tämäntyyppisten varausten läsnäolo johtuen elektronien siirtymisestä hyvin varautuneilta pinnoilta vähemmän sähköisesti varautuneille pinnoille. Lisäksi lamellien reaktiosta riippuen se voisi myös antaa käsityksen ympäröivän esineen sähköstaattisen varauksen suuruudesta.

Elektroskoopin yläosassa oleva pallo toimii tutkimusobjektin sähköisen varauksen vastaanottavana kokonaisuutena.

Tuoden sähköisesti varautuneen rungon lähemmäksi elektroskooppia, se saa saman sähkön varauksen kehosta; toisin sanoen, jos lähestymme sähköisesti ladattua objektia positiivisella merkillä, elektroskooppi saa saman maksun.

Jos sähkökooppi on aiemmin ladattu tunnetulle sähkövaralle, tapahtuu seuraavaa:

- Jos rungossa on sama kuormitus, sähkösuodattimen sisällä olevat metallilamellit erottuvat toisistaan, koska molemmat hylkivät.

- Sitä vastoin, jos esineellä on vastakkainen varaus, pullon pohjassa olevat metallihiutaleet pysyvät kiinni toisiinsa..

Elektroskoopin sisällä olevien lamellien on oltava erittäin kevyitä, jotta niiden paino tasapainotetaan sähköstaattisten hylkimisvoimien vaikutuksella. Niinpä siirtämällä tutkittavan kohteen pois elektroskoopista lamellit menettävät polarisaation ja palaavat luonnolliseen tilaansa (suljettu).

Miten se ladataan sähköisesti?

Elektroskoopin lataaminen sähköisesti on välttämätöntä, jotta pystytään määrittämään laitteen sähköisen varauksen luonne, jota lähestymme laitetta. Jos sähköoskoopin varausta ei tiedetä etukäteen, on mahdotonta määrittää, onko kohteen kuormitus sama tai vastakkainen kuorman kanssa..

Ennen sähköoskoopin lataamista sen on oltava neutraalissa tilassa; toisin sanoen yhtä paljon protoneja ja elektroneja sen sisätiloissa. Tästä syystä ehdotetaan, että sähkökooppi liitetään maahan ennen lataamista, jotta varmistetaan laitteen kuormituksen neutraalisuus.

Elektroskoopin purkautuminen voidaan tehdä koskettamalla sitä metallisella esineellä siten, että jälkimmäinen tyhjentää sähkön varauksen, joka on olemassa sähkökoopin sisällä..

On kaksi tapaa ladata elektroskooppi ennen sen testaamista. Alla on kummankin tärkeimmät näkökohdat.

Induktiolla

Se sisältää sähköoskoopin lataamisen ilman suoraa yhteyttä siihen; toisin sanoen vain lähestymällä kohdetta, jonka kuorma on vastaanottavan pallon tuntemassa.

Yhteystiedot

Koskettamalla sähköoskoopin vastaanottavaa palloa suoraan objektilla, jolla on tunnettu varaus.

Mitä se on??

Elektroskooppeja käytetään määrittämään, onko runko sähköisesti ladattu, ja erotellaan, onko sillä negatiivinen varaus tai positiivinen varaus. Tällä hetkellä elektroskooppeja käytetään kokeilukentässä, jotta voidaan käyttää esimerkkinä sähköstaattisten varausten havaitsemista sähköisesti varautuneissa kappaleissa..

Jotkut tärkeimmistä elektroskooppitoiminnoista ovat seuraavat:

- Sähkövarausten havaitseminen läheisissä kohteissa. Jos sähkökooppi reagoi kehon lähestymiseen, se johtuu siitä, että viimeksi mainittu on sähköisesti ladattu.

- Sähköisesti varautuneiden kappaleiden sähköisen varauksen tyypin syrjintä, kun arvioidaan sähköoskoopin metallilevyjen avautumista tai sulkemista, riippuen sähköoskoopin alkuperäisestä sähkövarasta.

- Elektroskooppia käytetään myös ympäristön säteilyn mittaamiseen, jos radioaktiivista materiaalia on noin samasta sähköstaattisen induktion periaatteesta johtuen..

- Tätä laitetta voidaan käyttää myös ilmaan sisältyvien ionien määrän mittaamiseen arvioimalla sähköoskoopin varauksen ja purkauksen nopeutta säädetyssä sähkökentässä.

Nykyään sähkökooppeja käytetään laajalti koulujen ja yliopistojen laboratoriokäytännöissä, jotta voidaan osoittaa eri oppilaitoksille tämän laitteen käyttö sähköstaattisen varauksen ilmaisimena.

Miten tehdä kotitekoinen sähkökooppi?

Kotitekoinen sähkökooppi on erittäin helppo tehdä. Tarvittavat elementit on helppo hankkia ja säh- köskoopin kokoonpano on melko nopea.

Alla on lueteltu tarvikkeita ja materiaaleja, joita tarvitaan kotitekoisen sähkökoopin rakentamiseen 7 helpossa vaiheessa:

- Lasipullo Sen on oltava puhdas ja erittäin kuiva.

- Korkki tiivistää pullon hermeettisesti.

- 14-mittarinen kuparilanka.

- Plier.

- Sakset.

- Alumiinifolio.

- Sääntö.

- Ilmapallo.

- Villakangas.

prosessi

Vaihe 1

Leikkaa kuparilanka, kunnes saavutat säiliön pituuden, joka ylittää noin 20 cm.

Vaihe 2

Kierrä kuparilangan toinen pää ja tee eräänlainen kierre. Tämä osa suorittaa sähköstaattisen varauksen tunnistusalueen toiminnot.

Tämä vaihe on erittäin tärkeä, koska spiraali helpottaa elektronien siirtoa tutkimuslaitokselta sähkökooppiin, koska pinta-ala on suurempi.

Vaihe 3

Se ylittää korkin kuparilangalla. Varmista, että käpristynyt osa on kohti elektroskoopin yläosaa.

Vaihe 4

Leikkaa kevyt kuparilangan, L-muotoinen, alapäähän.

Vaihe 5

Leikkaa kaksi alumiinilevyä kolmion muotoisina noin 3 cm: n pohjana. On tärkeää, että molemmat kolmiot ovat identtisiä.

Varmista, että lamellit ovat riittävän pieniä, jotta ne eivät pääse kosketuksiin pullon sisäseinien kanssa.

Vaihe 6

Se sisältää pienen reiän kunkin kalvon yläkulmassa ja lisää molemmat alumiinikappaleet kuparilangan alaosaan.

Yritä pitää alumiinifolion dioja mahdollisimman sujuvina. Jos alumiini-kolmiot rikkoutuvat tai kutistuvat liikaa, on parempi toistaa näytteet, kunnes haluttu vaikutus on saavutettu.

Vaihe 7

Aseta korkki pullon yläreunaan hyvin varovasti, jotta alumiinilevyt eivät heikkene tai menetä kokoonpanoa..

On erittäin tärkeää, että molemmat lamellit ovat kosketuksissa säiliön tiivistämisen yhteydessä. Jos näin ei ole, sinun täytyy muokata kuparilangan taivutusta, kunnes levyt koskettavat toisiaan.

Testaa sähkökooppi

Voit todistaa sen soveltamalla aiemmin kuvattuja teoreettisia käsitteitä, kuten alla on kuvattu:

- Varmista, että sähköoskooppi ei ole latautunut: kosketa sitä metallitangolla laitteen jäljellä olevan varauksen poistamiseksi..

- Lataa sähköisesti esine: hieroo ilmapalloa villakangasta vastaan, jotta sähköstaattisen latauspallon pinta ladataan.

- Lähesty kuparin kierteelle ladattuun esineeseen: tätä käytäntöä noudattaen sähkökooppi veloitetaan induktiolla, ja maapallon elektronit siirretään elektroskooppiin.

- Tarkkaile metallisten lamellien reaktiota: alumiinifolion kolmiot siirtyvät pois toisistaan, koska molemmilla arkkeilla on sama merkki (tässä tapauksessa negatiivinen).

Yritä suorittaa tämäntyyppisiä testejä kuivina päivinä, koska kosteus vaikuttaa yleensä tämäntyyppisiin kotikokeisiin, koska se vaikeuttaa elektronien siirtymistä yhdeltä pinnalta toiselle.

viittaukset

1. Castillo, V. (s.f.). Mitä Electroscope palvelee: historia, tyypit, toiminto ja osat. Haettu osoitteesta: paraquesirve.tv
2. Elektroskoopin tekeminen (s.f.) Haettu osoitteesta: en.wikihow.com
3. Miten sähkökooppi toimii (2017). Palautettu osoitteesta: como-funciona.co
4. Kultaisen leivän elektroskooppi (s.f.). Palautettu osoitteesta museocabrerapinto.es
5. Elektroskooppi (2010). Haettu osoitteesta radioelectronica.es
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Electroscope. Haettu osoitteesta: en.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2016). Versorium. Haettu osoitteesta: en.wikipedia.org