ELEKTROSKOP: TARIH, NASIL ÇALIŞIR, NE IŞE YARAR - DUDAS - 2026

Bir elektroskop yakın nesnelere elektrik yüklerinin varlığını tespit etmek için kullanılan bir cihazdır. Aynı zamanda elektrik yükünün işaretini de gösterir; yani, negatif veya pozitif bir yükse. Bu alet, bir cam şişe içine hapsedilmiş metal bir çubuktan yapılmıştır.

Bu çubuğun alt kısmına bağlı iki çok ince metal levha (altın veya alüminyum) vardır. Sırasıyla, bu yapı yalıtım malzemesinden yapılmış bir kapakla kapatılır ve üst ucunda "toplayıcı" adı verilen küçük bir küre bulunur.

Elektrik yüklü bir nesneyi bir elektroskoba yaklaştırırken, konfigürasyonun alt ucundaki metal lameller tarafından iki tür reaksiyon tanık olabilir: lameller birbirinden ayrılırsa, nesnenin aynı elektrik yüküne sahip olduğu anlamına gelir. elektroskoptan daha fazla.

Öte yandan, eğer lameller bir araya gelirse, nesnenin elektroskobun yüküne zıt bir elektrik yüküne sahip olduğunun göstergesidir. Anahtar, elektroskobu bilinen işaretin elektrik yüküyle şarj etmektir; bu nedenle, atarak cihaza getirdiğimiz nesnenin elektrik yükünün işaretini çıkarmak mümkün olacaktır.

Elektroskoplar, bir cismin elektrik yüklü olup olmadığını belirlemenin yanı sıra, yükün işareti ve yükün yoğunluğu hakkında ipuçları vermede son derece kullanışlıdır.

Tarih

Elektroskop, Kraliçe I. Elizabeth döneminde İngiliz monarşisi için fizikçi olarak görev yapan İngiliz doktor ve fizikçi William Gilbert tarafından icat edildi.

Gilbert, 17. yüzyılda bilime yaptığı büyük katkılardan dolayı "elektromanyetizma ve elektriğin babası" olarak da bilinir. 1600 yılında elektrostatik yüklerle ilgili deneylerini derinleştirmek için bilinen ilk elektroskobu yaptı.

Versorium adı verilen ilk elektroskop, bir kaide üzerinde serbestçe dönen metal bir iğneden oluşan bir cihazdı.

Versoriumun konfigürasyonu bir pusula iğnesine çok benziyordu, ancak bu durumda iğne manyetize edilmedi. İğnenin uçları görsel olarak birbirinden farklıydı; Ayrıca iğnenin bir ucu pozitif, diğer ucu negatif yüklüdür.

Versoriumun etki mekanizması, elektrostatik indüksiyon yoluyla iğnenin uçlarında indüklenen yüklere dayanıyordu. Böylece, iğnenin komşu nesneye en yakın olan ucuna bağlı olarak, bu ucun tepkisi nesneyi iğne ile işaret etmek veya itmek olacaktır.

Nesne pozitif yüklü olsaydı, metal üzerindeki negatif hareketli yükler nesneye doğru çekilirdi ve negatif yüklü uç, versoryumda reaksiyonu tetikleyen gövdeyi işaret ederdi.

Aksi takdirde, nesne negatif yüklü ise, nesneye çekilen direk iğnenin pozitif ucu olur.

Evrim

1782'nin ortalarında, önde gelen İtalyan fizikçi Alessandro Volta (1745-1827), o zamanın elektroskoplarının algılamadığı elektrik yüklerini tespit etmek için önemli bir hassasiyete sahip olan yoğunlaşma elektroskobunu yaptı.

Bununla birlikte, elektroskobun en büyük ilerlemesi, altın folyo elektroskobu icat eden Alman matematikçi ve astronom Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger'in (1765-1831) elinden geldi.

Bu elektroskobun konfigürasyonu bugün bilinen yapıya çok benziyor: cihaz, tepesinde metalik bir küre olan bir cam çandan oluşuyordu.

Sırasıyla, bu küre bir iletken vasıtasıyla iki çok ince altın tabakaya bağlandı. Elektrostatik olarak yüklü bir cisim yaklaştığında "altın somunlar" ayrıldı veya birbirine katıldı.

O nasıl çalışır?

Elektroskop, yakındaki nesnelerdeki statik elektriği tespit etmek için kullanılan ve elektrostatik itme nedeniyle iç lamellerinin ayrılması olgusundan yararlanan bir cihazdır.

Statik elektrik, herhangi bir vücudun dış yüzeyinde, doğal yük ile veya ovalama yoluyla birikebilir.

Elektroskop, elektronların yüksek yüklü yüzeylerden daha az elektrik yüklü yüzeylere aktarılması nedeniyle bu tür yüklerin varlığını tespit etmek için tasarlanmıştır. Ayrıca, lamellerin reaksiyonuna bağlı olarak, çevreleyen nesnenin elektrostatik yükünün büyüklüğü hakkında da bir fikir sağlayabilir.

Elektroskobun üst kısmında bulunan küre, çalışma nesnesinin elektrik yükü için alıcı bir varlık olarak işlev görür.

Elektrik yüklü bir cismi elektroskoba yaklaştırarak, vücutla aynı elektrik yükünü elde edecektir; yani, elektrik yüklü bir nesneye pozitif işaret ile yaklaşırsak, elektroskop aynı yükü alacaktır.

Elektroskop bilinen bir elektrik yüküyle önceden şarj edilmişse, aşağıdakiler gerçekleşecektir:

- Gövde aynı yüke sahipse, elektroskobun içindeki metal lameller birbirinden ayrılacaktır çünkü her ikisi de birbirini iter.

- Bunun tersine, nesnenin yükü tersi ise, şişenin altındaki metal lameller birbirine bağlı kalacaktır.

Elektroskobun içindeki lameller, ağırlıklarının elektrostatik itme kuvvetlerinin etkisiyle dengelenmesi için çok hafif olmalıdır. Böylece, çalışma nesnesini elektroskoptan uzaklaştırarak, lameller polarizasyonlarını kaybedecek ve doğal durumuna (kapalı) dönecektir.

Elektriksel olarak nasıl şarj edilir?

Cihaza yaklaşacağımız nesnenin elektrik yükünün niteliğini belirleyebilmek için elektroskobu elektrikle şarj etme gerçeği gereklidir. Elektroskoptaki yük önceden bilinmiyorsa, nesne üzerindeki yükün bu yüke eşit mi yoksa zıt mı olduğunu belirlemek imkansız olacaktır.

Elektroskobu şarj etmeden önce nötr durumda olmalıdır; yani içinde aynı sayıda proton ve elektron bulunur. Bu nedenle, cihazın şarjının nötr olmasını sağlamak için elektroskobu şarj etmeden önce toprağa bağlamanız önerilir.

Elektroskop, metal bir nesneye dokunularak deşarj edilebilir, böylece ikincisi, elektroskop içindeki elektrik yükünü toprağa boşaltır.

Bir elektroskobu test etmeden önce şarj etmenin iki yolu vardır. Bunların her birinin en ilgili yönleri aşağıda detaylandırılmıştır.

İndüktif

Doğrudan temas kurmadan elektroskobu şarj etmekle ilgilidir; yani, yalnızca yükü alıcı küre tarafından bilinen bir nesneye yaklaşmak.

İletişim yoluyla

Elektroskobun alıcı küresine, bilinen bir yükü olan bir nesneyle doğrudan dokunarak.

Bu ne için?

Elektroskoplar, bir cismin elektrik yüklü olup olmadığını belirlemek ve negatif veya pozitif yüklü olup olmadığını ayırt etmek için kullanılır. Şu anda, deneysel alanda elektroskoplar, elektrik yüklü cisimlerdeki elektrostatik yüklerin tespitini kullanımlarıyla örneklemek için kullanılmaktadır.

Elektroskopların en önemli işlevlerinden bazıları şunlardır:

- Yakındaki nesnelerdeki elektrik yüklerinin tespiti. Elektroskop bir cismin yaklaşmasına tepki verirse, bunun nedeni vücudun elektriksel olarak yüklü olmasıdır.

- Elektroskobun ilk elektrik yüküne bağlı olarak, elektroskobun metal lamellerinin açılıp kapanmasını değerlendirirken, elektrik yüklü cisimlerin sahip olduğu elektrik yükü türünün ayrımı.

- Elektroskop, aynı elektrostatik indüksiyon prensibinden dolayı, çevrede radyoaktif madde olması durumunda ortamdan gelen radyasyonu ölçmek için de kullanılır.

- Bu cihaz, kontrollü bir elektrik alanı içinde elektroskobun şarj ve deşarj hızlarını değerlendirerek havada bulunan iyon miktarını ölçmek için de kullanılabilir.

Günümüzde elektroskoplar, çeşitli eğitim seviyelerindeki öğrencilere bu cihazın elektrostatik yük dedektörü olarak kullanımını göstermek için okullarda ve üniversitelerde laboratuvar uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ev yapımı bir elektroskop nasıl yapılır?

Ev yapımı bir elektroskop yapmak çok kolaydır. Gerekli elemanlar kolaylıkla elde edilir ve elektroskobun montajı oldukça hızlıdır.

Aşağıda, 7 kolay adımda ev yapımı bir elektroskop yapmak için gereken gereçler ve malzemeler listelenmiştir:

- Bir cam şişe. Temiz ve çok kuru olması gerekiyor.

- Şişeyi hava geçirmez şekilde kapatmak için bir mantar.

- 14 numara bakır tel.

- Bir pense.

- Makas.

- Folyo.

- Kural.

- Bir balon.

- Yünlü bir kumaş.

süreç

Aşama 1

Bakır teli, kabın uzunluğundan yaklaşık 20 santimetre daha uzun bir bölüm elde edene kadar kesin.

Adım 2

Bakır telin bir ucunu kıvırın ve bir tür spiral yapın. Bu kısım, elektrostatik yük algılama küresi olarak hareket edecektir.

Spiral, daha geniş bir yüzey alanının varlığı nedeniyle elektronların çalışma gövdesinden elektroskoba geçişini kolaylaştıracağından bu adım çok önemlidir.

Aşama 3

Bakır telle mantardan geç. Kıvrımlı kısmın elektroskobun üst kısmına doğru olduğundan emin olun.

4. adım

Bakır telin alt ucunda L şeklinde hafif bir bükülme yapın.

Adım 5

İki alüminyum folyoyu yaklaşık 3 santimetre uzunluğunda üçgenler halinde kesin. Her iki üçgenin de aynı olması önemlidir.

Lamellerin şişenin iç duvarlarıyla temas etmeyecek kadar küçük olduğundan emin olun.

6. Adım

Her bir folyonun üst köşesine küçük bir delik açın ve her iki alüminyum parçasını da bakır telin alt ucuna yerleştirin.

Folyo tabakaları olabildiğince pürüzsüz tutmaya çalışın. Alüminyum üçgenler çok kırılır veya kırışırsa, istenen etki elde edilene kadar örnekleri tekrarlamak en iyisidir.

7. Adım

Alüminyum folyoların bozulmaması veya yapılan montajın kaybolmaması için mantarı şişenin üst kenarına çok dikkatli bir şekilde yerleştirin.

Kabı kapatırken her iki lamelin de temas halinde olması son derece önemlidir. Aksi takdirde, bakır telin kıvrımını, levhalar birbirine değene kadar değiştirmeniz gerekecektir.

Elektroskobunuzu test edin

Bunu kanıtlamak için, makale boyunca daha önce açıklanan teorik kavramları aşağıda ayrıntılı olarak uygulayabilirsiniz:

- Elektroskobun şarjlı olmadığından emin olun: Bunu yapmak için cihazda kalan şarjı ortadan kaldırmak için metal bir çubukla dokunun.

- Bir nesneyi elektrikle doldurun: Balon yüzeyini elektrostatik yük ile doldurmak için bir balonu yün bir beze sürün.

- Yüklü nesneyi bakır spirale yaklaştırın: Bu uygulama ile elektroskop indüksiyonla yüklenir ve küreden gelen elektronlar elektroskoba aktarılır.

- Metal plakaların reaksiyonunu gözlemleyin: alüminyum folyo üçgenler, her iki plaka da aynı işareti paylaştığından (bu durumda negatif) birbirlerinden uzaklaşacaktır.

Bu tür bir testi kuru günlerde yapmaya çalışın, çünkü nem bu tür ev deneylerini etkileme eğilimindedir çünkü elektronların bir yüzeyden diğerine geçmesini zorlaştırır.

Referanslar

1. Castillo, V. (sf). Elektroskop Nedir: Tarihçe, Tipler, İşlev ve Parçalar Paraquesirve.tv'den kurtarıldı
2. Elektroskop (nd) nasıl yapılır. Es.wikihow.com adresinden kurtarıldı
3. Bir elektroskop nasıl çalışır (2017). Como-funciona.co adresinden kurtarıldı
4. Altın varak elektroskop (nd). Kurtarıldı: museocabrerapinto.es
5. Elektroskop (2010). Kurtarıldığı kaynak: radioelectronica.es
6. Wikipedia, Ücretsiz Ansiklopedi (2018). Elektroskop. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
7. Wikipedia, Ücretsiz Ansiklopedi (2016). Versorium. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı