ELEKTROSKOP: SEJARAH, BAGAIMANA IA BERFUNGSI, UNTUK APA - DUDAS - 2025

An electroscope adalah alat yang digunakan untuk mengesan kewujudan cas elektrik pada objek berdekatan. Ia juga menunjukkan tanda cas elektrik; iaitu, jika ia adalah cas negatif atau positif. Instrumen ini terdiri dari batang logam yang terkurung di dalam botol kaca.

Batang ini mempunyai dua kepingan logam yang sangat nipis (emas atau aluminium) yang dihubungkan di bahagian bawahnya. Pada gilirannya, struktur ini ditutup dengan penutup yang terbuat dari bahan penebat, dan di ujung atasnya terdapat sfera kecil yang disebut "pengumpul".

Semasa mendekati objek yang diisi elektrik ke elektroskop, dua jenis tindak balas dapat disaksikan oleh lamela logam di hujung bawah konfigurasi: jika lamela dipisahkan antara satu sama lain, ini bermakna objek tersebut mempunyai muatan elektrik yang sama daripada elektroskop.

Sebaliknya, jika lamela bersatu, ini menunjukkan bahawa objek tersebut mempunyai muatan elektrik yang berlawanan dengan cas elektroskop. Kuncinya adalah untuk mengisi elektroskop dengan cas elektrik tanda yang diketahui; oleh itu, dengan membuangnya adalah wajar untuk menyimpulkan tanda muatan elektrik objek yang kita bawa ke peranti.

Elektroskop sangat berguna untuk menentukan sama ada badan dicas elektrik, serta memberi petunjuk mengenai tanda cas dan intensiti cas.

Sejarah

Elektroskop dicipta oleh doktor dan ahli fizik Inggeris William Gilbert, yang bertugas sebagai ahli fizik untuk monarki Inggeris semasa pemerintahan Ratu Elizabeth I.

Gilbert juga dikenal sebagai "bapa elektromagnetisme dan elektrik" berkat sumbangan besarnya kepada sains pada abad ke-17. Dia membina elektroskop pertama yang diketahui pada tahun 1600, untuk memperdalam percubaannya mengenai cas elektrostatik.

Elektroskop pertama, yang disebut versorium, adalah alat yang terbuat dari jarum logam, yang berputar bebas pada alas.

Konfigurasi versorium sangat serupa dengan jarum kompas, tetapi dalam kes ini jarum tidak dimagnetkan. Hujung jarum dibezakan secara visual antara satu sama lain; Selanjutnya, satu hujung jarum dicas positif dan yang lain dicas negatif.

Mekanisme tindakan versorium didasarkan pada muatan yang disebabkan pada hujung jarum, melalui induksi elektrostatik. Oleh itu, bergantung pada hujung jarum yang paling dekat dengan objek yang berdekatan, reaksi hujungnya adalah menunjuk atau mengusir objek dengan jarum.

Sekiranya objek itu bermuatan positif, cas bergerak negatif pada logam akan tertarik ke arah objek tersebut, dan ujung bermuatan negatif akan menunjuk ke arah tubuh yang mendorong reaksi dalam versorium.

Jika tidak, jika objek tersebut dikenakan daya negatif, tiang yang tertarik ke objek tersebut akan menjadi ujung jarum positif.

Evolusi

Pada pertengahan 1782, ahli fizik Itali yang terkenal Alessandro Volta (1745-1827) membina elektroskop pemeluwapan, yang mempunyai kepekaan penting untuk mengesan cas elektrik yang tidak dapat dikesan oleh elektroskop pada masa itu.

Walau bagaimanapun, kemajuan elektroskop terbesar datang dari tangan ahli matematik dan astronomi Jerman Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger (1765-1831), yang mencipta elektroskop foil emas.

Konfigurasi elektroskop ini sangat mirip dengan struktur yang diketahui sekarang: peranti ini terdiri daripada loceng kaca yang mempunyai sfera logam di bahagian atas.

Sebaliknya, sfera ini dihubungkan melalui konduktor dengan dua kepingan emas yang sangat nipis. "Roti emas" dipisahkan atau bergabung satu sama lain apabila badan yang dicas secara elektrostatik menghampiri.

Bagaimanakah ia berfungsi?

Elektroskop adalah alat yang digunakan untuk mengesan elektrik statik pada objek berdekatan, memanfaatkan fenomena pemisahan lamela dalamannya kerana tolakan elektrostatik.

Tenaga elektrik statik dapat terkumpul di permukaan luaran mana-mana badan, baik dengan cas semula jadi atau dengan menggosok.

Elektroskop direka untuk mengesan kehadiran jenis cas ini, kerana pemindahan elektron dari permukaan yang sangat bermuatan ke permukaan yang kurang bermuatan elektrik. Selanjutnya, bergantung pada reaksi lamellae, ia juga dapat memberikan idea tentang besarnya muatan elektrostatik objek di sekitarnya.

Sfera yang terletak di bahagian atas elektroskop berfungsi sebagai entiti penerima untuk muatan elektrik objek kajian.

Dengan membawa badan yang dicas elektrik lebih dekat ke elektroskop, ia akan memperoleh cas elektrik yang sama dengan badan; iaitu, jika kita mendekati objek bermuatan elektrik dengan tanda positif, elektroskop akan memperoleh muatan yang sama.

Sekiranya elektroskop diisi terlebih dahulu dengan cas elektrik yang diketahui, perkara berikut akan berlaku:

- Sekiranya badan mempunyai muatan yang sama, lamela logam di dalam elektroskop akan terpisah antara satu sama lain, kerana kedua-duanya akan saling tolak.

- Sebaliknya, jika objek mempunyai muatan yang berlawanan, lamela logam di bahagian bawah botol akan tetap saling melekat.

Lapisan di dalam elektroskop mesti sangat ringan, sehingga berat badannya seimbang dengan tindakan daya tolakan elektrostatik. Oleh itu, dengan menjauhkan objek kajian dari elektroskop, lamela akan kehilangan polarisasi mereka dan akan kembali ke keadaan semula jadi (tertutup).

Bagaimana ia dicas elektrik?

Fakta mengecas elektroskop secara elektrikal adalah perlu untuk dapat menentukan sifat cas elektrik objek yang akan kita dekati peranti. Sekiranya cas pada elektroskop tidak diketahui sebelumnya, mustahil untuk menentukan sama ada cas pada objek itu sama atau bertentangan dengan cas tersebut.

Sebelum mengecas elektroskop, mestilah dalam keadaan neutral; iaitu dengan bilangan proton dan elektron yang sama di dalamnya. Atas sebab ini, disarankan untuk menyambungkan elektroskop ke tanah sebelum dicas, untuk memastikan neutraliti cas peranti.

Elektroskop dapat dikeluarkan dengan menyentuhnya ke objek logam, sehingga yang terakhir mengalirkan muatan elektrik di dalam elektroskop ke tanah.

Terdapat dua cara untuk mengecas elektroskop sebelum mengujinya. Aspek yang paling relevan dari masing-masing diperincikan di bawah.

Secara induktif

Ini mengenai pengisian elektroskop tanpa membuat hubungan langsung dengannya; iaitu hanya mendekati objek yang muatannya diketahui oleh bola penerima.

Melalui hubungan

Dengan menyentuh sfera penerima elektroskop secara langsung dengan objek dengan cas yang diketahui.

Untuk apa itu?

Elektroskop digunakan untuk menentukan sama ada badan dicas elektrik, dan untuk membezakan sama ada ia mempunyai cas negatif atau positif. Pada masa ini, elektroskop digunakan dalam bidang eksperimen, untuk memberi contoh dengan penggunaannya pengesanan cas elektrostatik pada badan yang diisi elektrik.

Beberapa fungsi elektroskop yang paling ketara adalah berikut:

- Pengesanan cas elektrik pada objek berdekatan. Sekiranya elektroskop bertindak balas terhadap pendekatan badan, itu kerana yang terakhir dicas elektrik.

- Diskriminasi jenis cas elektrik yang dimiliki oleh badan bermuatan elektrik, semasa menilai pembukaan atau penutupan lamela logam elektroskop, bergantung pada cas elektrik awal elektroskop.

- Elektroskop juga digunakan untuk mengukur radiasi dari lingkungan jika ada bahan radioaktif di sekitar, kerana prinsip induksi elektrostatik yang sama.

- Peranti ini juga dapat digunakan untuk mengukur jumlah ion yang ada di udara, dengan menilai kecepatan muatan dan pelepasan elektroskop dalam medan elektrik terkawal.

Hari ini elektroskop digunakan secara meluas dalam amalan makmal di sekolah dan universiti, untuk menunjukkan kepada pelajar pelbagai peringkat pendidikan penggunaan alat ini sebagai alat pengesan cas elektrostatik.

Bagaimana membuat elektroskop buatan sendiri?

Sangat mudah untuk membuat elektroskop buatan sendiri. Unsur-unsur yang diperlukan mudah diperoleh dan pemasangan elektroskop agak pantas.

Berikut adalah perkakas dan bahan yang diperlukan untuk membina elektroskop buatan sendiri dalam 7 langkah mudah:

- Sebotol kaca. Ia perlu bersih dan sangat kering.

- Gabus untuk menutup botol secara hermetik.

- Kawat tembaga 14 tolok.

- Tang.

- Gunting.

- Kerajang.

- Peraturan.

- Belon.

- Kain wol.

Proses

Langkah 1

Potong wayar tembaga sehingga anda mendapat bahagian yang panjangnya lebih kurang 20 sentimeter daripada panjang bekas.

Langkah 2

Keriting satu hujung wayar tembaga, buat semacam spiral. Bahagian ini akan bertindak sebagai cas elektrostatik yang mengesan sfera.

Langkah ini sangat penting, kerana spiral akan memudahkan penghantaran elektron dari badan kajian ke elektroskop, kerana adanya luas permukaan yang lebih besar.

Langkah 3

Pergi melalui gabus dengan wayar tembaga. Pastikan bahagian keriting menuju ke bahagian atas elektroskop.

Langkah 4

Buat sedikit selekoh di hujung bawah dawai tembaga, dalam bentuk L.

Langkah 5

Potong kedua aluminium foil menjadi segitiga dengan panjang kira-kira 3 sentimeter. Adalah penting bahawa kedua-dua segitiga itu sama.

Pastikan lamela cukup kecil untuk tidak bersentuhan dengan dinding dalam botol.

Langkah 6

Masukkan lubang kecil di sudut atas setiap kerajang dan masukkan kedua kepingan aluminium ke hujung bawah dawai tembaga.

Usahakan agar lembaran foil sehalus mungkin. Sekiranya segitiga aluminium pecah atau berkerut terlalu banyak, lebih baik mengulang sampel sehingga kesan yang diinginkan diperoleh.

Langkah 7

Letakkan gabus di tepi atas botol, dengan berhati-hati agar kerajang aluminium tidak merosot atau pemasangan yang dibuat hilang.

Sangat penting kedua-dua lamela bersentuhan semasa menutup bekas. Sekiranya ini tidak berlaku, anda perlu mengubah selekoh wayar tembaga sehingga kepingan saling bersentuhan.

Uji elektroskop anda

Untuk membuktikannya, anda boleh menerapkan idea teori yang telah dijelaskan sebelumnya di seluruh artikel, seperti yang diperincikan di bawah:

- Pastikan elektroskop tidak dicas: untuk melakukan ini, sentuh dengan batang logam untuk menghilangkan sisa cas pada peranti.

- Mengecas objek secara elektrik: gosokkan balon ke kain wol untuk mengisi permukaan belon dengan muatan elektrostatik.

- Dekatkan objek yang diisi ke lingkaran tembaga: dengan praktik ini elektroskop akan dikenakan oleh aruhan, dan elektron dari dunia akan dipindahkan ke elektroskop.

- Perhatikan reaksi plat logam: segitiga kerajang aluminium akan menjauh antara satu sama lain, kerana kedua-dua plat berkongsi cas tanda yang sama (negatif dalam kes ini).

Cuba lakukan ujian jenis ini pada hari-hari kering, kerana kelembapan biasanya mempengaruhi eksperimen jenis rumah ini kerana menyukarkan elektron untuk lulus dari satu permukaan ke permukaan yang lain.

Rujukan

1. Castillo, V. (sf). Apa Itu Elektroskop Untuk: Sejarah, Jenis, Fungsi Dan Bahagiannya. Dipulihkan dari: paraquesirve.tv
2. Cara membuat elektroskop (nd). Dipulihkan dari: es.wikihow.com
3. Bagaimana elektroskop berfungsi (2017). Dipulihkan dari: como-funciona.co
4. Elektroskop daun emas (nd). Dipulihkan dari: museocabrerapinto.es
5. Elektroskop (2010). Dipulihkan dari: radioelectronica.es
6. Wikipedia, Ensiklopedia Percuma (2018). Elektroskop. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, Ensiklopedia Percuma (2016). Versorium. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org