Delen:
Geschiedenis Electroscope, hoe het werkt, wat het dient
een elektroscoop is een apparaat dat wordt gebruikt om het bestaan van elektrische ladingen in objecten in de buurt te detecteren. Het geeft ook het teken van de elektrische lading aan; dat wil zeggen, als het een negatieve of positieve lading is. Dit instrument bestaat uit een metalen staaf die is opgesloten in een glazen fles.
Deze staaf heeft twee zeer dunne metalen platen (goud of aluminium) die in het onderste deel zijn verbonden. Op zijn beurt wordt deze structuur afgesloten met een deksel van isolerend materiaal en aan het bovenste uiteinde heeft het een kleine bol genaamd "verzamelaar".
Bij het naderen van een elektrisch geladen object naar een elektroscoop, kunnen twee soorten reacties worden waargenomen door de metalen lamellen die zich aan het onderste uiteinde van de configuratie bevinden: als de lamellen van elkaar zijn gescheiden, betekent dit dat het object dezelfde elektrische lading heeft dat de elektroscoop.
Aan de andere kant, als de lamellen bij elkaar komen is het een indicatie dat het object een elektrische lading heeft tegenover de lading van de elektroscoop. De sleutel is om de elektroscoop op te laden met een elektrische lading van bekend teken; dus, door weg te gooien, is het haalbaar om het teken van de elektrische lading van het object dat we het apparaat naderen, af te leiden.
De elektroscopen zijn uitermate handig om te bepalen of een lichaam elektrisch geladen is, naast het geven van indicaties over het teken van de belasting en de intensiteit ervan.
index
- 1 Geschiedenis
- 1.1 Evolutie
- 2 Hoe het werkt?
- 2.1 Hoe is het elektrisch geladen?
- 3 Waar is het voor??
- 4 Hoe maak je een zelfgemaakte elektroscoop?
- 4.1 Procedure
- 4.2 Test uw elektroscoop
- 5 Referenties
geschiedenis
De elektroscoop is uitgevonden door de Engelse arts en natuurkundige William Gilbert, die de fysicus was van de Engelse monarchie tijdens het bewind van koningin Elizabeth I.
Gilbert is ook bekend als "de vader van elektromagnetisme en elektriciteit" dankzij zijn grote bijdragen aan de wetenschap in de zeventiende eeuw. Hij bouwde de eerste bekende elektroscoop in het jaar 1600, met het doel zijn experimenten met elektrostatische ladingen te verdiepen.
De eerste elektroscoop, genaamd versorium, was een apparaat dat bestond uit een metalen naald, die vrij ronddraaide op een voetstuk.
De configuratie van het versorium leek erg op dat van een kompasnaald, maar in dit geval was de naald niet gemagnetiseerd. De uiteinden van de naald waren visueel van elkaar onderscheiden; Bovendien had één uiteinde van de naald een positieve lading en had de andere een negatieve lading.
Het werkingsmechanisme van het versorium was gebaseerd op de ladingen geïnduceerd aan de uiteinden van de naald, door middel van elektrostatische inductie. Dus, afhankelijk van het uiteinde van de naald dat het dichtst bij het volgende object lag, zou de reactie van dat uiteinde zijn om het object met de naald te richten of af te stoten..
Als het object een positieve lading zou hebben, zouden de negatieve mobiele ladingen in het metaal worden aangetrokken door het object en zou het negatief geladen uiteinde naar het lichaam wijzen dat de reactie in het versorium induceert.
Anders, als het object een negatieve lading had, zou de naar het object aangetrokken pool het positieve uiteinde van de naald zijn.
evolutie
Medio 1782 bouwde de opmerkelijke Italiaanse fysicus Alessandro Volta (1745-1827) de condensatie-elektroscoop, die een belangrijke gevoeligheid had om elektrische ladingen te detecteren die de elektroscopen toen niet ontdekten.
De grootste vooruitgang van de elektroscoop kwam echter van de hand van de Duitse wiskundige en astronoom Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger (1765-1831), die de goudplaat-elektroscoop uitvond.
De configuratie van deze elektroscoop lijkt sterk op de structuur die vandaag bekend is: het apparaat bestond uit een glazen bel met een metalen bol aan de bovenkant.
Op zijn beurt was deze bol via een geleider verbonden met twee vellen heel dun goud. De "gouden broden" worden gescheiden of samengevoegd wanneer een elektrostatisch geladen lichaam wordt benaderd.
Hoe werkt het?
Een elektroscoop is een apparaat dat wordt gebruikt om statische elektriciteit in nabijgelegen objecten te detecteren, waarbij gebruik wordt gemaakt van het fenomeen van scheiding van hun inwendige lamellen als gevolg van elektrostatische afstoting.
Statische elektriciteit kan worden geaccumuleerd op het externe oppervlak van elk lichaam, door natuurlijke belasting of wrijving.
De elektroscoop is ontworpen om de aanwezigheid van dit type lading te detecteren, vanwege de overdracht van elektronen van sterk geladen oppervlakken naar minder elektrisch geladen oppervlakken. Afhankelijk van de reactie van de lamellen zou het bovendien ook een idee kunnen geven van de grootte van de elektrostatische lading van het omringende object..
De bol in het bovenste gedeelte van de elektroscoop werkt als een ontvangende entiteit van de elektrische lading van het object van studie.
Door een elektrisch geladen lichaam dichter bij de elektroscoop te brengen, krijgt het dezelfde elektrische lading van het lichaam; dat wil zeggen, als we een elektrisch geladen object benaderen met een positief teken, zal de elektroscoop dezelfde lading verkrijgen.
Als de elektroscoop eerder is opgeladen met een bekende elektrische lading, gebeurt het volgende:
- Als het lichaam dezelfde belasting heeft, zullen de metalen lamellen die zich in de elektroscoop bevinden van elkaar worden gescheiden, omdat beide.
- Als daarentegen het object een tegengestelde lading heeft, blijven de metaalvlokken aan de onderkant van de fles aan elkaar vastzitten..
De lamellen in de elektroscoop moeten heel licht zijn, zodat het gewicht ervan wordt gecompenseerd door de werking van elektrostatische afstotingskrachten. Door het object van studie weg te bewegen van de elektroscoop, verliezen de lamellen dus de polarisatie en keren ze terug naar hun natuurlijke staat (gesloten).
Hoe is het elektrisch geladen?
Het feit dat de elektroscoop elektrisch wordt opgeladen, is noodzakelijk om de aard van de elektrische lading van het object te kunnen bepalen dat we het apparaat zullen naderen. Als de lading van de elektroscoop niet vooraf bekend is, zal het onmogelijk zijn om te bepalen of de belasting van het object gelijk is aan of tegengesteld aan de belasting.
Voordat u de elektroscoop oplaadt, moet deze zich in een neutrale stand bevinden; dat wil zeggen, met een gelijk aantal protonen en elektronen in het interieur. Om deze reden wordt voorgesteld om de elektroscoop op de grond aan te sluiten voordat het laden wordt uitgevoerd, om de neutraliteit van de belasting van het apparaat te garanderen.
De ontlading van de elektroscoop kan worden gedaan door hem aan te raken met een metalen voorwerp, zodat deze de elektrische lading die in de elektroscoop aanwezig is, naar de aarde afvoert..
Er zijn twee manieren om een elektroscoop op te laden voordat u deze test. Hieronder staan de meest relevante aspecten van elk van deze.
Door inductie
Het gaat om het opladen van de elektroscoop zonder direct contact ermee; dat is, alleen door een voorwerp na te gaan waarvan de belasting bekend is in de ontvangende sfeer.
Door contact
Door de ontvangende bol van de elektroscoop direct aan te raken met een object met bekende lading.
Waar is het voor??
Electroscopen worden gebruikt om te bepalen of een lichaam elektrisch geladen is en om te onderscheiden of het een negatieve lading of positieve lading heeft. Momenteel worden de elektroscopen gebruikt in het experimentele gebied, om met het gebruik daarvan de detectie van elektrostatische ladingen in elektrisch geladen lichamen te illustreren.
Enkele van de belangrijkste functies van de elektroscopen zijn de volgende:
- Detectie van elektrische ladingen in objecten in de buurt. Als de elektroscoop reageert op de nadering van een lichaam, komt dit doordat deze elektrisch geladen is.
- Discriminatie van het type elektrische lading dat de elektrisch geladen lichamen hebben, bij de evaluatie van het openen of sluiten van de metalen lamellen van de elektroscoop, afhankelijk van de initiële elektrische lading van de elektroscoop.
- De elektroscoop wordt ook gebruikt om de straling van de omgeving te meten in het geval er radioactief materiaal in de buurt is, dankzij hetzelfde principe van elektrostatische inductie.
- Dit apparaat kan ook worden gebruikt om de hoeveelheid ionen die in de lucht aanwezig zijn te meten door de laad- en ontlaadsnelheid van de elektroscoop te evalueren binnen een gecontroleerd elektrisch veld.
Tegenwoordig worden elektroscopen veel gebruikt in laboratoriumpraktijken op scholen en universiteiten, om aan studenten van verschillende onderwijsniveaus het gebruik van dit apparaat als elektrostatische ladingsdetector te demonstreren..
Hoe maak je een zelfgemaakte elektroscoop?
Het is heel gemakkelijk om een zelfgemaakte elektroscoop te maken. De benodigde elementen zijn gemakkelijk te verkrijgen en de assemblage van de elektroscoop is redelijk snel.
Hieronder staan de gereedschappen en materialen die nodig zijn om een zelfgemaakte elektroscoop te bouwen in 7 eenvoudige stappen:
- Een glazen fles Het moet schoon en erg droog zijn.
- Een kurk om de fles hermetisch af te sluiten.
- Een koperdraad van 14 gauge.
- Een tang.
- Een schaar.
- Aluminiumfolie.
- Een regel.
- Een ballon.
- Een wollen doek.
procédé
Stap 1
Knip de koperdraad door totdat je een doorsnede hebt die de lengte van de container overschrijdt, ongeveer 20 centimeter.
Stap 2
Krul het ene uiteinde van het koperdraad en maak een soort spiraal. Dit onderdeel zal de functies van de elektrostatische ladingsaftastende bol uitvoeren.
Deze stap is erg belangrijk, omdat de spiraal de overdracht van elektronen van het onderzoekslichaam naar de elektroscoop zal vergemakkelijken, vanwege het bestaan van een groter oppervlak.
Stap 3
Het kruist de kurk met de koperen draad. Zorg ervoor dat het gekrulde gedeelte zich in de richting van de bovenkant van de elektroscoop bevindt.
Stap 4
Maak een lichte bocht aan het onderste uiteinde van het koperdraad, L-vormig.
Stap 5
Snijd de twee aluminium lamellen in de vorm van driehoeken ongeveer 3 centimeter in de basis. Het is belangrijk dat beide driehoeken identiek zijn.
Zorg ervoor dat de lamellen zo klein zijn dat ze niet in contact komen met de binnenwanden van de fles.
Stap 6
Het bevat een klein gaatje in de bovenhoek van elke folie en plaatst beide stukken aluminium in het onderste uiteinde van koperdraad.
Probeer de aluminiumfoliedia zo glad mogelijk te houden. Als de aluminium driehoeken te veel breken of krimpen, is het beter om de monsters te herhalen totdat het gewenste effect is bereikt.
Stap 7
Plaats de kurk op de bovenrand van de fles, zeer voorzichtig zodat de aluminium lamellen niet verslechteren of de assemblage verloren.
Het is uitermate belangrijk dat beide lamellen contact maken bij het afdichten van de container. Als dat niet het geval is, moet u de buiging van de koperdraad wijzigen totdat de vellen elkaar raken.
Test je elektroscoop
Om het te bewijzen, kunt u de theoretische noties toepassen die eerder in het artikel zijn beschreven, zoals hieronder beschreven:
- Zorg ervoor dat de elektroscoop niet is opgeladen: om dit te doen, raakt u het aan met een metalen staaf om de resterende lading in het apparaat te verwijderen.
- Laadt een voorwerp elektrisch: wrijft een ballon tegen een wollen doek om het oppervlak van de elektrostatische ladingballon te laden.
- Benader het object dat is geladen op de koperen spiraal: met deze oefening wordt de elektroscoop opgeladen door inductie en worden de elektronen van de globe overgebracht naar de elektroscoop.
- Let op de reactie van de metalen lamellen: de driehoeken van aluminiumfolie zullen van elkaar weg bewegen, omdat beide vellen hetzelfde teken delen (in dit geval negatief).
Probeer dit type tests uit te voeren op droge dagen, omdat vochtigheid meestal dit type thuisexperimenten beïnvloedt omdat het het voor elektronen moeilijk maakt om van het ene oppervlak naar het andere te gaan.
referenties
- Castillo, V. (s.f.). Wat dient een elektroscoop: geschiedenis, typen, functie en onderdelen. Teruggeplaatst van: paraquesirve.tv
- Hoe maak je een electroscoop (s.f.) Opgehaald van: en.wikihow.com
- Hoe een elektroscoop werkt (2017). Hersteld van: como-funciona.co
- Goudbrood-electroscoop (s.f.). Hersteld van: museocabrerapinto.es
- De elektroscoop (2010). Teruggeplaatst van: radioelectronica.es
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Elektroscoop. Teruggeplaatst van: en.wikipedia.org
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2016). Versorium. Teruggeplaatst van: en.wikipedia.org