Istoricul electroscopului, cum funcționează, ce funcționează

o electroscop este un dispozitiv folosit pentru a detecta existența încărcărilor electrice în obiectele din apropiere. De asemenea, indică semnul încărcăturii electrice; adică dacă este o taxă negativă sau pozitivă. Acest instrument este format dintr-o tijă metalică închisă într-o sticlă de sticlă.

Această bară are două foi metalice foarte subțiri (aur sau aluminiu) conectate în partea inferioară. La rândul său, această structură este sigilată cu un capac de material izolator, iar la capătul de sus are o mică sferă denumită "colector".

Prin aducerea unui încărcat electric la un obiect electroscop poate fi asistat de două tipuri de reacții din lamelelor de metal care sunt la capătul inferior al setării: dacă lamelelor sunt separate unul de altul înseamnă că obiectul are aceeași sarcină electrică decât electroscopul.

Pe de altă parte, dacă se formează lamele, este indicat faptul că obiectul are o încărcătură electrică opusă încărcăturii electroscopice. Cheia este de a încărca electroscopul cu o încărcătură electrică de semn cunoscut; astfel, aruncându-l, va fi posibil să se deducă semnul încărcăturii electrice a obiectului pe care îl apropiem de dispozitiv.

Electroscoapele sunt extrem de utile pentru a determina dacă un corp este încărcat electric, pe lângă indicarea semnului încărcăturii și a intensității acesteia.

index

• 1 Istorie
  • 1.1 Evoluția
• 2 Cum funcționează?
  • 2.1 Cum este încărcat electric?
• 3 Pentru ce este?
• 4 Cum se face un electroscop acasă?
  • 4.1 Procedura
  • 4.2 Testați-vă electroscopul
• 5 Referințe

istorie

Electroscopului a fost inventat de medicul engleză și fizician William Gilbert, care a servit ca fizician al monarhiei engleze din timpul domniei reginei Elisabeta I.

Gilbert este, de asemenea, cunoscut ca "tatăl electromagnetismului și electricității" datorită contribuțiilor sale majore la știință în timpul secolului al XVII-lea. A construit primul electroscop cunoscut în anul 1600, în scopul aprofundării experimentelor sale cu privire la încărcăturile electrostatice.

Primul electroscop, numit versorium, era un dispozitiv constând dintr-un ac metalic, care se rotea liber pe un piedestal.

Configurația versorului a fost foarte asemănătoare cu cea a unui ac de busolă, dar în acest caz acul nu a fost magnetizat. Capetele acului au fost diferențiate vizual una de cealaltă; În plus, un capăt al acului avea o încărcătură pozitivă, iar celălalt avea o încărcătură negativă.

Mecanismul de acțiune al versoriumului sa bazat pe încărcăturile induse la capetele acului, prin inducție electrostatică. Astfel, în funcție de capătul acului care era cel mai apropiat de obiectul înconjurător, reacția acelui capăt ar fi punctul de respingere a obiectului cu acul.

În cazul în care obiectul a avut sarcină pozitivă, taxele mobile negative din metal ar fi trase la obiect, iar punctul final încărcat negativ spre corp pentru a induce reacția în versorium.

În caz contrar, dacă obiectul a avut o încărcătură negativă, polul atras de obiect ar fi capătul pozitiv al acului.

evoluție

La mijlocul anului 1782 fizicianul italian Alessandro Volta restante (1745-1827) construit electroscop de condensare, care a avut o sensibilitate semnificativă pentru a detecta sarcini electrice, care atunci nu electroscoapelor detectate.

Cu toate acestea, cel mai mare avans a venit de la mână Electroscopul matematician și astronom german Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger (1765-1831), care a inventat electroscopului frunze de aur.

Configurația acestui electroscop este foarte asemănătoare cu structura cunoscută astăzi: dispozitivul a fost alcătuit dintr-un clopot de sticlă care avea o sferă de metal la capătul de sus.

La rândul său, această sferă a fost conectată printr-un conductor la două foi de aur foarte subțire. "Pâinile de aur" separate sau îmbinate împreună ca un corp electrostatic încărcat.

Cum funcționează?

Un electroscop este un dispozitiv folosit pentru a detecta electricitatea statică în obiectele din apropiere, făcând uz de fenomenul de separare a lamelelor sale interne datorită repulsiei electrostatice.

Energia electrică statică poate fi acumulată pe suprafața exterioară a oricărui corp, fie prin încărcare naturală fie prin frecare.

Electroscopul este conceput pentru a detecta prezența acestui tip de încărcări, datorită transferului de electroni de la suprafețe foarte încărcate la suprafețe mai puțin încărcate electric. În plus, în funcție de reacția lamelelor, ar putea oferi și o idee despre mărimea încărcăturii electrostatice a obiectului înconjurător.

Sfera situată în partea superioară a electroscopului funcționează ca entitate receptoare a sarcinii electrice a obiectului de studiu.

Prin aducerea unui corp încărcat electric mai aproape de electroscop, acesta va achiziționa aceeași încărcătură electrică din corp; adică, dacă aducem un obiect încărcat electric cu un semn pozitiv, electroscopul va achiziționa aceeași încărcătură.

Dacă electroscopul este încărcat anterior cu o sarcină electrică cunoscută, se vor întâmpla următoarele:

- În cazul în care corpul are aceeași încărcătură, lamelele metalice care se află în interiorul electroscopului se vor separa unul de celălalt, deoarece ambele vor respinge.

- Dimpotrivă, dacă obiectul are o încărcătură opusă, fulgii de metal din partea inferioară a flaconului rămân unite.

Lamele din interiorul electroscopului trebuie să fie foarte ușoare, astfel încât greutatea acestora să fie echilibrată prin acțiunea forțelor de respingere electrostatică. Astfel, prin mutarea obiectului de studiu departe de electroscop, lamele vor pierde polarizarea și se vor întoarce la starea lor naturală (închisă).

Cum este încărcat electric?

Faptul de încărcare electrică a electrozilor este necesar pentru a putea determina natura încărcăturii electrice a obiectului pe care îl vom apropia de dispozitiv. Dacă încărcarea electroscopului nu este cunoscută în prealabil, este imposibil să se determine dacă sarcina obiectului este egală sau opusă încărcării.

Înainte de a încărca electroscopul, acesta trebuie să fie în stare neutră; adică cu un număr egal de protoni și electroni în interior. Din acest motiv, se recomandă să conectați electroscopul la sol înainte de efectuarea încărcării, pentru a asigura neutralitatea încărcării dispozitivului.

Descărcarea electroscopului se poate face prin atingerea acestuia cu un obiect metalic, astfel încât acesta din urmă să scurgă încărcătura electrică din interiorul electroscopului pe pământ.

Două modalități se disting pentru încărcarea unui electroscop înainte de a fi testate. Mai jos sunt aspectele cele mai relevante ale fiecăruia dintre acestea.

Prin inducție

Aceasta presupune încărcarea electroscopului fără a se stabili un contact direct cu el; adică se apropie doar de un obiect a cărui sarcină este cunoscută sferei primite.

Prin contact

Prin atingerea sferei de primire a electroscopului direct cu un obiect cu încărcare cunoscută.

Pentru ce este?

Electroscoapele sunt utilizate pentru a determina dacă un corp este încărcat electric și pentru a distinge dacă are o sarcină negativă sau o încărcătură pozitivă. În prezent, electroscoapele sunt utilizate în câmpul experimental, pentru a exemplifica prin utilizarea lor detectarea încărcărilor electrostatice în corpurile încărcate electric.

Unele dintre cele mai importante funcții ale electroscoapelor sunt următoarele:

- Detectarea sarcinilor electrice în obiectele din apropiere. Dacă electroscopul reacționează la apropierea unui corp, acesta se datorează faptului că acesta din urmă este încărcat electric.

- Discriminarea tipului de încărcătură electrică pe care o au corpurile încărcate electric, atunci când evaluează deschiderea sau închiderea lamelelor metalice ale electroscopului, în funcție de încărcătura electrică inițială a electroscopului.

- Electroscopul este de asemenea utilizat pentru a măsura radiația mediului în cazul în care există material radioactiv în jurul acestuia, datorită aceluiași principiu de inducție electrostatică.

- Acest dispozitiv poate fi, de asemenea, utilizat pentru a măsura cantitatea de ioni prezenți în aer, evaluând viteza de încărcare și descărcare a electroscopului în cadrul unui câmp electric controlat.

Astăzi, electrozcoanele sunt utilizate pe scară largă în practicile de laborator din școli și universități, pentru a demonstra elevilor de diferite niveluri educaționale utilizarea acestui dispozitiv ca detector de sarcină electrostatică.

Cum de a face un electroscop acasă?

Este foarte ușor să faceți un electroscop de casă. Elementele necesare sunt ușor de obținut, iar asamblarea electroscopului este destul de rapidă.

Mai jos sunt enumerate vasele și materialele necesare pentru a construi un electroscop de casă în 7 pași simpli:

- O sticlă de sticlă. Trebuie să fie curată și foarte uscată.

- O plută pentru a etanșa ermetic flaconul.

- Un fir de cupru de 14 gabarit.

- O clește.

- O foarfecă.

- Folie de aluminiu.

- O regulă.

- Un balon.

- O cârpă din lână.

proces

Pasul 1

Tăiați firul de cupru până când obțineți o secțiune care depășește aproximativ 20 de centimetri lungimea recipientului.

Pasul 2

Ripați un capăt al firului de cupru, făcând un fel de spirală. Această parte va efectua funcțiile sferei de detectare a încărcării electrostatice.

Acest pas este foarte important, deoarece spirala va facilita transmiterea electronilor de la corpul de studiu la electroscop, datorită existenței unei suprafețe mai mari.

Pasul 3

Se trece prin dop cu filetul de cupru. Asigurați-vă că partea curbată este în partea de sus a electroscopului.

Pasul 4

Faceți o ușoară curbură la capătul inferior al firului de cupru, într-o formă L.

Pasul 5

Tăiați cele două lamele de aluminiu în formă de triunghiuri de aproximativ 3 centimetri în bază. Este important ca ambele triunghiuri să fie identice.

Asigurați-vă că lamelele sunt suficient de mici pentru a nu intra în contact cu pereții interiori ai sticlei.

Pasul 6

Acesta include o gaură mică în colțul superior al fiecărei folii și introduce ambele bucăți de aluminiu în capătul inferior al firului de cupru.

Încercați să păstrați foile de folie cât mai netede posibil.Dacă triunghiurile de aluminiu se sparg sau se înrăutățesc prea mult, este mai bine să repetați probele până când se obține efectul dorit.

Pasul 7

Plasați dopul pe marginea superioară a flaconului, foarte atent, astfel încât lamelele de aluminiu să nu se deterioreze sau să nu se piardă ansamblul făcut.

Este extrem de important ca ambele lamele să fie în contact atunci când se sigilează recipientul. Dacă nu este cazul, atunci ar trebui să modificați îndoirea firului de cupru până când foile se ating unul de celălalt.

Testați-vă electroscopul

Pentru a dovedi acest lucru, puteți aplica noțiunile teoretice descrise anterior în tot articolul, după cum urmează:

- Asigurați-vă că electroscopul nu este încărcat: pentru a face acest lucru, atingeți-l cu o tijă metalică pentru a eradica orice încărcare rămasă din dispozitiv.

- Încărcă electric un obiect: rupe un balon pe o cârpă de lână pentru a încărca suprafața balonului de încărcare electrostatic.

- Apropierea obiectului încărcat de spirala de cupru: cu această practică, electroscopul va fi încărcat prin inducție, iar electronii globului vor fi transferați la electroscop.

- Observați reacția lamelelor metalice: triunghiurile de folie de aluminiu se vor îndepărta unul de celălalt, deoarece ambele folii prezintă o încărcătură cu același semn (negativ în acest caz).

Încercați să efectuați acest tip de teste în zilele uscate, deoarece umiditatea afectează în mod obișnuit acest tip de experimente la domiciliu, deoarece face dificilă trecerea electronilor de pe o suprafață în alta.

referințe

1. Castillo, V. (s.f.). Ce oferă un electroscop: istoric, tipuri, funcții și componente. Adus de la: paraquesirve.tv
2. Cum se face un electroscop (s.f.) Adus de la: en.wikihow.com
3. Cum funcționează un electroscop (2017). Recuperat de la: como-funciona.co
4. Peler electroscop de pâine (s.f.). Recuperat din: museocabrerapinto.es
5. Electroscopul (2010). Adus de la: radioelectronica.es
6. Wikipedia, Enciclopedia Liberă (2018). Electroscop. Adus de la: en.wikipedia.org
7. Wikipedia, Enciclopedia Liberă (2016). Versorium. Adus de la: en.wikipedia.org