Electroscope ประวัติวิธีการทำงานสิ่งที่มันทำหน้าที่

electroscope เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ตรวจจับการมีประจุไฟฟ้าในวัตถุใกล้เคียง นอกจากนี้ยังระบุสัญลักษณ์ของประจุไฟฟ้า นั่นคือถ้ามันเป็นประจุลบหรือบวก เครื่องมือนี้ประกอบด้วยแท่งโลหะที่ถูก จำกัด อยู่ภายในขวดแก้ว.

คันนี้มีแผ่นโลหะบาง ๆ สองชิ้น (ทองหรืออลูมิเนียม) เชื่อมต่อในส่วนล่างของมัน ในทางกลับกันโครงสร้างนี้ถูกปิดผนึกด้วยวัสดุฉนวนและที่ปลายด้านบนมีทรงกลมเล็ก ๆ ที่เรียกว่า "นักสะสม".

เมื่อเข้าใกล้วัตถุที่มีประจุไฟฟ้ากับอิเล็กโตรสโคปปฏิกิริยาทั้งสองประเภทสามารถพบเห็นได้จากโลหะ lamellae ซึ่งอยู่ที่ส่วนล่างสุดของโครงแบบ: ถ้าแยกออกจากกัน lamellae หมายความว่าวัตถุนั้นมีประจุไฟฟ้าเดียวกัน อิเล็กโทรสโคป.

ในทางกลับกันถ้า lamellae มารวมกันมันก็บ่งบอกว่าวัตถุนั้นมีประจุไฟฟ้าตรงข้ามกับประจุของอิเล็กโตรสโคป กุญแจสำคัญคือการชาร์จอิเล็กโตรสโคปด้วยประจุไฟฟ้าของเครื่องหมายที่รู้จัก ดังนั้นโดยการละทิ้งมันจะเป็นไปได้ที่จะอนุมานเครื่องหมายของประจุไฟฟ้าของวัตถุที่เราเข้าหาอุปกรณ์.

อิเลคตรอนจะมีประโยชน์อย่างมากในการพิจารณาว่าร่างกายมีประจุไฟฟ้าหรือไม่นอกจากนี้ยังมีข้อบ่งชี้เกี่ยวกับสัญลักษณ์ของโหลดและความเข้มของมัน.

ดัชนี

• 1 ประวัติ
  • 1.1 วิวัฒนาการ
• 2 มันทำงานอย่างไร?
  • 2.1 เป็นวิธีการคิดค่าไฟฟ้า?
• 3 มีไว้เพื่ออะไร??
• 4 วิธีทำ electroscope แบบโฮมเมด?
  • 4.1 ขั้นตอน
  • 4.2 ทดสอบอิเล็กโทรสโคปของคุณ
• 5 อ้างอิง

ประวัติศาสตร์

เครื่องสร้างกระแสไฟฟ้าถูกคิดค้นโดยแพทย์ชาวอังกฤษและนักฟิสิกส์วิลเลียมกิลเบิร์ตซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ของสถาบันพระมหากษัตริย์อังกฤษในช่วงรัชสมัยของพระราชินีอลิซาเบ ธ ที่ 1.

กิลเบิร์ตยังเป็นที่รู้จักกันในนาม "บิดาแห่งแม่เหล็กไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า" ด้วยความทุ่มเทอันยอดเยี่ยมของเขาในด้านวิทยาศาสตร์ในช่วงศตวรรษที่สิบเจ็ด เขาสร้าง electroscope ที่รู้จักครั้งแรกในปี 1600 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อทำให้การทดลองของเขาลึกลงไปในประจุไฟฟ้าสถิต.

อิเล็กโทรสโคปเครื่องแรกที่เรียกว่าเวอร์โลเรียมเป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเข็มโลหะซึ่งหมุนได้อย่างอิสระบนฐาน.

การกำหนดค่าของ versorium นั้นคล้ายกับของเข็มทิศมาก แต่ในกรณีนี้เข็มไม่ได้ถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็ก ปลายของเข็มนั้นแตกต่างจากการมองเห็นซึ่งกันและกัน นอกจากนี้ปลายด้านหนึ่งของเข็มมีประจุบวกและปลายอีกด้านมีประจุลบ.

กลไกของการกระทำของ Versorium นั้นขึ้นอยู่กับประจุที่เกิดขึ้นที่ปลายเข็มโดยวิธีการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต ดังนั้นขึ้นอยู่กับจุดสิ้นสุดของเข็มที่อยู่ใกล้กับวัตถุถัดไปปฏิกิริยาของปลายนั้นจะชี้หรือขับไล่วัตถุด้วยเข็ม.

หากวัตถุนั้นมีประจุเป็นบวกประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ที่เป็นลบในโลหะจะถูกดึงดูดเข้าหาวัตถุและปลายประจุที่มีประจุลบจะชี้ไปยังวัตถุที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาในรูปของอะตอม.

มิฉะนั้นหากวัตถุมีประจุลบขั้วที่ดึงดูดไปยังวัตถุนั้นจะเป็นปลายบวกของเข็ม.

วิวัฒนาการ

ในช่วงกลางปี ​​1782 นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีชื่อ Alessandro Volta (1745-1827) ได้สร้าง electroscope ที่ควบแน่นซึ่งมีความไวที่สำคัญในการตรวจสอบประจุไฟฟ้าที่ไม่ได้ตรวจพบ.

อย่างไรก็ตามความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของอิเล็กโทรสโคปมาจากมือของนักคณิตศาสตร์และนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันโยฮันน์กอทท์เลบฟรีดริชฟอน Bohnenberger (1765-1831) ซึ่งเป็นผู้คิดค้นแผ่นอิเล็กโตรสโคปทองคำ.

การกำหนดค่าของอิเล็กโตรสโคปนี้คล้ายกับโครงสร้างที่เป็นที่รู้จักกันในปัจจุบัน: อุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยระฆังแก้วที่มีทรงกลมโลหะที่ปลายด้านบน.

ในทางกลับกันทรงกลมนี้ถูกเชื่อมต่อผ่านตัวนำไปยังแผ่นทองคำที่บางมากสองแผ่น "ก้อนทอง" แยกออกจากกันหรือรวมเข้าด้วยกันเมื่อร่างกายมีประจุไฟฟ้าสถิตเข้าหา.

มันทำงานยังไง?

อิเล็กโตรสโคปเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ตรวจจับกระแสไฟฟ้าสถิตย์ในวัตถุใกล้เคียงทำให้เกิดปรากฏการณ์การแยกลามิเนลภายในของพวกมันเนื่องจากแรงผลักไฟฟ้าสถิต.

ไฟฟ้าสถิตย์สามารถสะสมบนพื้นผิวภายนอกของร่างกายไม่ว่าจะโดยการโหลดตามธรรมชาติหรือการถู.

อิเล็กโตรสโคปถูกออกแบบมาเพื่อตรวจจับการปรากฏตัวของประจุชนิดนี้เนื่องจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากพื้นผิวที่มีประจุสูงไปยังพื้นผิวที่มีประจุไฟฟ้าน้อย นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของลาเมลลามันสามารถให้ความคิดเกี่ยวกับขนาดของประจุไฟฟ้าสถิตของวัตถุรอบ ๆ.

ทรงกลมที่ตั้งอยู่บนส่วนบนของอิเล็กโตรสโคปทำงานเป็นเอนทิตีที่รับประจุไฟฟ้าของวัตถุที่ศึกษา.

ด้วยการนำวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าเข้ามาใกล้กับอิเล็กโทรสโคปมันจะได้รับประจุไฟฟ้าเดียวกันจากร่างกาย นั่นคือถ้าเราเข้าใกล้วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าด้วยเครื่องหมายบวกอิเล็กโทรสโคปจะได้รับประจุเดียวกัน.

หากก่อนหน้านี้มีการชาร์จด้วยอิเล็กโตรสโคปด้วยประจุไฟฟ้าที่ทราบแล้วจะเกิดสิ่งต่อไปนี้:

- ถ้าร่างกายมีภาระเท่ากันแผ่นโลหะที่อยู่ภายในอิเล็กโตรสโคปจะแยกออกจากกันเนื่องจากทั้งสองจะต้านทาน.

- ในทางตรงกันข้ามหากวัตถุมีประจุตรงข้ามกันเศษโลหะที่ด้านล่างของขวดจะยังคงติดกัน.

ลามิเนลในอิเล็กโทรสโคปจะต้องมีน้ำหนักเบามากดังนั้นน้ำหนักของพวกมันจะสมดุลโดยการกระทำของกองกำลังขับไล่ไฟฟ้าสถิต ดังนั้นโดยการย้ายวัตถุของการศึกษาออกไปจากอิเล็กโตรสโคป, lamellae จะสูญเสียโพลาไรซ์และกลับสู่สภาพธรรมชาติของพวกเขา (ปิด).

มันเป็นวิธีการคิดค่าไฟฟ้า?

ความเป็นจริงของการชาร์จอิเล็กโทรสโคปด้วยไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้สามารถกำหนดลักษณะของประจุไฟฟ้าของวัตถุที่เราจะเข้าหาอุปกรณ์ หากไม่ทราบค่าประจุของอิเล็กโตรสโคปล่วงหน้าจะเป็นไปไม่ได้ที่จะตัดสินว่าภาระของวัตถุนั้นเหมือนกันหรือตรงข้ามกับโหลด.

ก่อนชาร์จอิเล็กโตรสโคปจะต้องอยู่ในสถานะเป็นกลาง นั่นคือมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนในจำนวนที่เท่ากัน ด้วยเหตุนี้จึงขอแนะนำให้เชื่อมต่ออิเล็กโตรสโคปเข้ากับพื้นก่อนที่จะทำการชาร์จเพื่อให้แน่ใจว่าความเป็นกลางของโหลดของอุปกรณ์.

การคายประจุด้วยอิเล็กโทรสโคปสามารถทำได้โดยการสัมผัสกับวัตถุที่เป็นโลหะเพื่อที่จะดูดประจุไฟฟ้าที่มีอยู่ภายในอิเล็กโทรสโคปเข้าสู่โลก.

มีสองวิธีในการชาร์จอิเล็กโตรสโคปก่อนทดสอบ ด้านล่างนี้เป็นแง่มุมที่เกี่ยวข้องมากที่สุดของแต่ละข้อ.

โดยอุปนัย

มันเกี่ยวข้องกับการชาร์จอิเล็กโทรสโคปโดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงกับมัน นั่นคือโดยการเข้าใกล้วัตถุที่รับภาระทรงกลมที่รู้จักเท่านั้น.

โดยการติดต่อ

โดยการสัมผัสกับทรงกลมที่ได้รับจากอิเล็กโทรสโคปโดยตรงกับวัตถุที่มีประจุเป็นที่รู้จัก.

มีไว้เพื่ออะไร??

Electroscopes ใช้เพื่อตรวจสอบว่าร่างกายมีประจุไฟฟ้าหรือไม่และแยกแยะว่ามันมีประจุลบหรือประจุบวก ปัจจุบันมีการใช้อิเล็คตรอนในสนามทดลองเพื่อเป็นตัวอย่างในการตรวจจับประจุไฟฟ้าสถิตในร่างกายที่มีประจุไฟฟ้า.

ฟังก์ชั่นที่สำคัญที่สุดของอิเลคตรอนมีดังต่อไปนี้:

- การตรวจจับประจุไฟฟ้าในวัตถุใกล้เคียง หากอิเล็กโตรสโคปตอบสนองต่อการเข้าใกล้ร่างกายนั่นเป็นเพราะประจุหลังถูกประจุด้วยไฟฟ้า.

- การแยกประเภทของประจุไฟฟ้าที่ร่างกายมีประจุไฟฟ้าเมื่อประเมินการเปิดหรือปิดของโลหะ lamellae ของอิเล็กโตรสโคปขึ้นอยู่กับประจุไฟฟ้าเริ่มต้นของอิเล็กทรอสโคป.

- อิเล็กโทรสโคปยังใช้ในการวัดรังสีของสภาพแวดล้อมในกรณีที่มีสารกัมมันตภาพรังสีอยู่รอบ ๆ ด้วยหลักการเดียวกันของการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต.

- อุปกรณ์นี้ยังสามารถใช้ในการวัดปริมาณของไอออนที่มีอยู่ในอากาศโดยการประเมินค่าประจุและความเร็วการปล่อยของอิเล็กโทรสโคปภายในสนามไฟฟ้าที่มีการควบคุม.

ทุกวันนี้อิเล็กตรอนถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการปฏิบัติการทางห้องปฏิบัติการในโรงเรียนและมหาวิทยาลัยเพื่อแสดงให้นักเรียนเห็นถึงระดับการศึกษาที่หลากหลายเกี่ยวกับการใช้อุปกรณ์นี้เป็นเครื่องตรวจจับประจุไฟฟ้าสถิต.

วิธีการทำอิเล็กโทรสโคปแบบโฮมเมด?

มันง่ายมากที่จะทำอิเล็กโตรสโคปแบบโฮมเมด องค์ประกอบที่จำเป็นนั้นหาได้ง่ายและการประกอบอิเล็กโตรสโคปนั้นค่อนข้างรวดเร็ว.

รายการด้านล่างเป็นอุปกรณ์และวัสดุที่จำเป็นในการสร้างอิเล็กโทรสโคปแบบโฮมเมดใน 7 ขั้นตอนง่าย ๆ :

- ขวดแก้ว มันต้องสะอาดและแห้งมาก.

- จุกปิดผนึกขวดอย่างผนึกแน่น.

- ลวดทองแดง 14 เกจ.

- คีม.

- กรรไกร.

- อลูมิเนียมฟอยล์.

- กฎ.

- บอลลูน.

- ผ้าขนสัตว์.

กระบวนการ

ขั้นตอนที่ 1

ตัดลวดทองแดงจนกว่าคุณจะได้ชิ้นส่วนที่ยาวเกินกว่า 20 เซนติเมตรของภาชนะ.

ขั้นตอนที่ 2

ขดที่ปลายด้านหนึ่งของเส้นลวดทองแดงทำให้เป็นเกลียว ส่วนนี้จะทำหน้าที่ของทรงกลมตรวจจับประจุไฟฟ้าสถิต.

ขั้นตอนนี้มีความสำคัญมากเนื่องจากเกลียวจะอำนวยความสะดวกในการส่งอิเลคตรอนจากร่างกายการศึกษาไปยังอิเล็กโตรสโคปเนื่องจากมีพื้นที่ผิวมากกว่า.

ขั้นตอนที่ 3

มันข้ามก๊อกด้วยด้ายทองแดง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนที่โค้งงออยู่ด้านบนของอิเล็กโทรสโคป.

ขั้นตอนที่ 4

ทำให้โค้งเล็กน้อยที่ปลายล่างของลวดทองแดงรูปตัว L.

ขั้นตอนที่ 5

ตัดแผ่นอลูมิเนียมทั้งสองออกเป็นรูปสามเหลี่ยมประมาณ 3 ซม. ในฐาน เป็นสิ่งสำคัญที่สามเหลี่ยมทั้งสองเหมือนกัน.

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าลามิเมลเลมีขนาดเล็กพอที่จะไม่สัมผัสกับผนังด้านในของขวด.

ขั้นตอนที่ 6

มันมีรูเล็ก ๆ ที่มุมบนของแต่ละฟอยล์และแทรกทั้งสองชิ้นของอลูมิเนียมที่ปลายล่างของลวดทองแดง.

พยายามทำให้ภาพนิ่งอลูมิเนียมฟอยล์เรียบที่สุด หากสามเหลี่ยมอลูมิเนียมแตกหรือหดตัวมากเกินไปจะเป็นการดีกว่าที่จะทำซ้ำตัวอย่างจนกว่าจะได้ผลที่ต้องการ.

ขั้นตอนที่ 7

วางไม้ก๊อกไว้ที่ขอบด้านบนของขวดอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้แผ่นอะลูมิเนียมเสื่อมสภาพหรือทำให้ชิ้นส่วนเสียหาย.

มันเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่ลามิเนลทั้งสองอยู่ในการติดต่อเมื่อปิดผนึกภาชนะ หากไม่เป็นเช่นนั้นคุณต้องแก้ไขการโค้งงอของลวดทองแดงจนกระทั่งแผ่นสัมผัสกัน.

ทดสอบอิเล็กโทรสโคปของคุณ

เพื่อพิสูจน์ว่าคุณสามารถใช้แนวคิดเชิงทฤษฎีที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ตลอดทั้งบทความตามรายละเอียดด้านล่าง:

- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีการชาร์จด้วยอิเล็กโตรสโคปในการทำเช่นนั้นให้แตะด้วยแท่งโลหะเพื่อกำจัดประจุที่เหลืออยู่ในอุปกรณ์.

- โหลดวัตถุด้วยไฟฟ้า: ถูลูกโป่งกับผ้าขนสัตว์เพื่อโหลดพื้นผิวของบอลลูนประจุไฟฟ้าสถิต.

- เข้าหาวัตถุที่พุ่งไปยังขดลวดทองแดง: ด้วยวิธีนี้อิเล็กตรอนจะถูกประจุด้วยการเหนี่ยวนำและอิเล็กตรอนของโลกจะถูกถ่ายโอนไปยังคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า.

- สังเกตการเกิดปฏิกิริยาของแผ่นลามิเนตโลหะ: สามเหลี่ยมอลูมิเนียมฟอยล์จะขยับออกห่างจากกันเนื่องจากแผ่นทั้งสองมีประจุที่เหมือนกัน (ลบในกรณีนี้).

พยายามทำการทดสอบประเภทนี้ในวันที่อากาศแห้งเนื่องจากความชื้นมักส่งผลต่อการทดลองในบ้านประเภทนี้เพราะทำให้อิเลคตรอนเคลื่อนที่จากพื้นผิวหนึ่งไปยังอีกพื้นผิวได้ยาก.

การอ้างอิง

1. Castillo, V. (s.f. ) Electroscope ให้บริการอะไร: ประวัติ, ประเภท, ฟังก์ชั่นและชิ้นส่วน สืบค้นจาก: paraquesirve.tv
2. วิธีทำอิเล็กโตรสโคป (s.f. ) สืบค้นจาก: en.wikihow.com
3. วิธีการทำงานของอิเล็กโทรสโคป (2017) กู้คืนจาก: como-funciona.co
4. Electroscope ขนมปังทอง (s.f. ) กู้คืนจาก: museocabrerapinto.es
5. เครื่องวัดกระแสไฟฟ้า (2010) ดึงมาจาก: radioelectronica.es
6. Wikipedia, สารานุกรมเสรี (2018) electroscope สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
7. Wikipedia, สารานุกรมเสรี (2016) Versorium สืบค้นจาก: en.wikipedia.org