Urządzenie i zasada działania elektroskopu
Elektroskop — najprostsze urządzenie demonstracyjne przeznaczone do pokazywania obecności ładunku elektrycznego w oddziałujących z nim obiektach naładowanych (naelektryzowanych).
Zasada działania tego urządzenia opiera się na podstawowej zasadzie elektrostatyki — ciała o tej samej nazwie odpychają się. Najprostszy elektroskop zawsze można znaleźć w dobrze wyposażonym gabinecie fizyki każdej nowoczesnej szkoły. W końcu elementarny model elektroskopu z dwoma ostrzami można łatwo wykonać samodzielnie za pomocą improwizowanych środków.
Elektroskop o najbardziej prymitywnej konstrukcji składa się z pionowo zamocowanej metalowej elektrody, na której dolnym końcu zawieszone są dwa płatki papieru lub cienkiej metalowej folii, które mogą odchylać się w przeciwnych kierunkach. przez siły elektrostatyczne.
W celu zapewnienia odpoczynku płatkom i zabezpieczenia ich przed przypadkowym przepływem powietrza, wiatru itp. elektroda prętowa wraz z płatkami jest umocowana wewnątrz pudełka z przezroczystą szybą od strony obserwatora lub po prostu wewnątrz szkła żarówka. Górna część elektrody prętowej jest wyciągana z żarówki, aby naładowane przedmioty mogły jej dotykać.
Dobrze, jeśli do wystającego pręta przymocowana jest końcówka w postaci krążka lub kulki, ułatwiająca kontakt z przedmiotami. Najlepiej usunąć powietrze z naczynia, aby ładunek płatków utrzymywał się tak długo, jak to możliwe podczas demonstracji.
Opłata za kontakt bezpośredni
W momencie dotknięcia końcówki pręta elektroskopu naładowanym przedmiotem, powiedzmy nacierana na wełnie hebanowym patykiem, ładunek elektryczny przepływa wzdłuż pręta po spokojnie zwisających płatkach, w wyniku czego płatki są naładowane tą samą nazwą i tym samym znakiem co przyniesiony przedmiot, niezależnie od ładunku jakiego znaku przedmiot ten został naładowany.
Naładowane płatki natychmiast odpychają się pod wpływem sił Coulomba i rozchodzą się w różnych kierunkach. Elektroskop pokazuje — ładunek na obiekcie pochodził i częściowo pochodził z płatków… Jeśli po dotknięciu przedmiot zostanie usunięty, płatki pozostaną w stanie rozcieńczonym.
Ładuj przez wpływ
Nawet jeśli po prostu przyłożysz wystarczająco dobrze naładowany obiekt (co oznacza, że w ogóle go nie dotkniesz, tylko przybliżysz) do pręta elektroskopu, płatki nadal będą się rozpraszać. Jest nazywany ładowanie przez wpływ.
Załóżmy, że przyniesiony przedmiot jest naładowany dodatnio, a kiedy zostanie przyniesiony do końcówki elektroskopu, ładunek ujemny dotrze do końcówki z płatków wzdłuż pręta, próbując zostać przyciągniętym przez dodatni ładunek przyniesionego przedmiotu. Ale gdy ten ujemny ładunek opuścił płatki, same płatki zostały naładowane dodatnio i natychmiast się rozproszyły.
Ale gdy tylko podniesiony przedmiot zostanie usunięty, płatki ponownie opadną, ponieważ ładunek ponownie zostanie równomiernie rozłożony na pręciku i płatkach, jak w rozładowanym elektroskopie przed zbliżeniem się naładowanego obiektu.
A dzięki wpływowi możesz naładować elektroskop tak, że nawet przy odległości ładującego się obiektu płatki pozostają naładowane. Aby to zrobić, możesz podłączyć przewód uziemiający do zacisku elektroskopu, a po podniesieniu naładowanego przedmiotu usunąć ziemię.Płatki zostaną rozproszone przez nadmiar ładunku pochodzącego z ziemi, a równowaga nie wróci, nawet po wyjęciu elementu ładującego.
Rozładunek
Jeśli pręt już naładowanego elektroskopu zostanie dotknięty przeciwnie naładowanym ciałem, wówczas płatki, początkowo rozdzielone w różnych kierunkach, zaczną się do siebie zbliżać. W ten sposób elektroskop pozwala określić względny znak ładunku badanego ciała.
Zastosowanie elektrostatyki: