ELECTROSCOPE: ประวัติวิธีการทำงานมีไว้เพื่ออะไร - ดูดาส - 2026

electroscopeเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจสอบการดำรงอยู่ของประจุไฟฟ้าบนวัตถุที่อยู่ใกล้เคียง นอกจากนี้ยังระบุสัญลักษณ์ของประจุไฟฟ้า นั่นคือถ้าเป็นประจุลบหรือบวก เครื่องมือนี้ประกอบด้วยแท่งโลหะที่ถูกกักไว้ในขวดแก้ว

แท่งนี้มีแผ่นโลหะบางมากสองแผ่น (ทองหรืออลูมิเนียม) เชื่อมต่ออยู่ที่ส่วนล่าง ในทางกลับกันโครงสร้างนี้ถูกปิดผนึกด้วยฝาปิดที่ทำจากวัสดุฉนวนและที่ปลายด้านบนจะมีทรงกลมเล็ก ๆ เรียกว่า "ตัวสะสม"

เมื่อเข้าใกล้วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าไปยังอิเล็กโทรสโคปจะเห็นปฏิกิริยาสองประเภทได้จากแผ่นโลหะที่อยู่ด้านล่างสุดของโครงร่าง: ถ้าแผ่นลามีลแยกออกจากกันแสดงว่าวัตถุนั้นมีประจุไฟฟ้าเท่ากัน กว่าอิเล็กโทรสโคป

ในทางกลับกันถ้าลาเมลเลียมารวมกันแสดงว่าวัตถุนั้นมีประจุไฟฟ้าตรงข้ามกับประจุของอิเล็กโทรสโคป กุญแจสำคัญคือการชาร์จอิเล็กโทรสโคปด้วยประจุไฟฟ้าของสัญญาณที่ทราบ ดังนั้นการทิ้งจะสามารถอนุมานสัญญาณประจุไฟฟ้าของวัตถุที่เรานำมาที่อุปกรณ์ได้

อิเล็กโทรสโคปมีประโยชน์อย่างมากในการระบุว่าร่างกายมีประจุไฟฟ้าหรือไม่รวมทั้งให้เบาะแสเกี่ยวกับสัญลักษณ์ของประจุและความเข้มของประจุ

ประวัติศาสตร์

อิเล็กโทรสโคปถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยแพทย์และนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษวิลเลียมกิลเบิร์ตซึ่งทำหน้าที่เป็นนักฟิสิกส์ของสถาบันกษัตริย์อังกฤษในรัชสมัยของควีนอลิซาเบ ธ ที่ 1

กิลเบิร์ตเป็นที่รู้จักกันในนาม "บิดาแห่งแม่เหล็กไฟฟ้าและไฟฟ้า" ด้วยผลงานอันยิ่งใหญ่ของเขาด้านวิทยาศาสตร์ในช่วงศตวรรษที่ 17 เขาสร้างอิเล็กโทรสโคปที่รู้จักกันเป็นครั้งแรกในปี 1600 เพื่อให้การทดลองเกี่ยวกับประจุไฟฟ้าสถิตลึกซึ้งยิ่งขึ้น

อิเล็กโทรสโคปเครื่องแรกเรียกว่าเวอร์โซเรียมเป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเข็มโลหะซึ่งหมุนได้อย่างอิสระบนแท่น

การกำหนดค่าของ Versorium นั้นคล้ายกับเข็มของเข็มทิศมาก แต่ในกรณีนี้เข็มไม่ได้ถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก ปลายเข็มมีความแตกต่างกันทางสายตา นอกจากนี้ปลายด้านหนึ่งของเข็มยังมีประจุบวกและอีกด้านหนึ่งมีประจุเป็นลบ

กลไกการออกฤทธิ์ของ Versorium ขึ้นอยู่กับประจุที่เกิดขึ้นที่ปลายเข็มโดยการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต ดังนั้นขึ้นอยู่กับปลายเข็มที่อยู่ใกล้กับวัตถุใกล้เคียงมากที่สุดปฏิกิริยาของปลายนั้นจะชี้หรือขับไล่วัตถุด้วยเข็ม

ถ้าวัตถุนั้นมีประจุบวกประจุไฟฟ้าลบที่เคลื่อนที่บนโลหะจะถูกดึงดูดเข้าหาวัตถุและปลายที่มีประจุลบจะชี้ไปทางร่างกายซึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยาในแวร์โซเรียม

มิฉะนั้นหากวัตถุมีประจุลบขั้วที่ดึงดูดเข้าหาวัตถุจะเป็นปลายเข็มที่เป็นขั้วบวก

วิวัฒนาการ

ในช่วงกลางปี ​​พ.ศ. 2325 อเลสซานโดรโวลตานักฟิสิกส์ชาวอิตาลีคนสำคัญได้สร้างอิเล็กโทรสโคปแบบควบแน่นซึ่งมีความไวที่สำคัญในการตรวจจับประจุไฟฟ้าที่อิเล็กโทรสโคปในเวลานั้นตรวจไม่พบ

อย่างไรก็ตามความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของอิเล็กโทรสโคปมาจากมือของนักคณิตศาสตร์และนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger (1765-1831) ผู้ประดิษฐ์อิเล็กโทรสโคปแบบฟอยล์ทอง

โครงร่างของอิเล็กโทรสโคปนี้คล้ายกับโครงสร้างที่รู้จักกันในปัจจุบันมาก: อุปกรณ์ประกอบด้วยกระดิ่งแก้วที่มีทรงกลมโลหะอยู่ด้านบน

ในทางกลับกันทรงกลมนี้เชื่อมต่อผ่านตัวนำไปยังแผ่นทองบาง ๆ สองแผ่น "ก้อนทองคำ" แยกออกจากกันหรือรวมกันเมื่อมีประจุไฟฟ้าสถิตเข้ามาใกล้

มันทำงานอย่างไร?

อิเล็กโทรสโคปเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจจับไฟฟ้าสถิตในวัตถุใกล้เคียงโดยใช้ปรากฏการณ์การแยกแผ่นใยภายในเนื่องจากแรงขับไฟฟ้าสถิต

ไฟฟ้าสถิตสามารถสะสมบนพื้นผิวภายนอกของร่างกายไม่ว่าจะโดยประจุธรรมชาติหรือโดยการถู

อิเล็กโทรสโคปได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับการมีอยู่ของประจุประเภทนี้เนื่องจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากพื้นผิวที่มีประจุไฟฟ้าสูงไปยังพื้นผิวที่มีประจุไฟฟ้าน้อย ยิ่งไปกว่านั้นขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของลาเมลเลียมันยังสามารถให้ความคิดเกี่ยวกับขนาดของประจุไฟฟ้าสถิตของวัตถุโดยรอบ

ทรงกลมที่อยู่ส่วนบนของอิเล็กโทรสโคปทำหน้าที่เป็นเอนทิตีรับประจุไฟฟ้าของวัตถุที่ทำการศึกษา

โดยการนำร่างกายที่มีประจุไฟฟ้าเข้ามาใกล้กับอิเล็กโทรสโคปจะทำให้ได้รับประจุไฟฟ้าเช่นเดียวกับร่างกาย นั่นคือถ้าเราเข้าใกล้วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าด้วยเครื่องหมายบวกอิเล็กโทรสโคปจะได้รับประจุเดียวกัน

หากอิเล็กโทรสโคปถูกชาร์จล่วงหน้าด้วยประจุไฟฟ้าที่ทราบแล้วสิ่งต่อไปนี้จะเกิดขึ้น:

- ถ้าร่างกายมีประจุเท่ากันแผ่นโลหะที่อยู่ในอิเล็กโทรสโคปจะแยกออกจากกันเนื่องจากทั้งสองจะขับไล่กัน

- ในทางตรงกันข้ามหากวัตถุมีประจุตรงกันข้ามแผ่นโลหะที่ด้านล่างของขวดจะยังคงติดกัน

lamellae ภายใน electroscope จะต้องมีน้ำหนักเบามากเพื่อให้น้ำหนักของมันสมดุลโดยการกระทำของแรงผลักดันไฟฟ้าสถิต ดังนั้นการเคลื่อนย้ายวัตถุที่ทำการศึกษาออกไปจากอิเล็กโทรสโคปจะทำให้แผ่นฟิล์มสูญเสียโพลาไรเซชันและกลับสู่สภาพธรรมชาติ (ปิด)

ชาร์จไฟฟ้าได้อย่างไร?

ความจริงของการชาร์จอิเล็กโทรสโคปด้วยไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้สามารถกำหนดลักษณะของประจุไฟฟ้าของวัตถุที่เราจะเข้าใกล้อุปกรณ์ได้ หากไม่ทราบค่าใช้จ่ายบนอิเล็กโทรสโคปล่วงหน้าจะไม่สามารถระบุได้ว่าประจุบนวัตถุเท่ากับหรือตรงข้ามกับประจุนั้น

ก่อนชาร์จอิเล็กโทรสโคปจะต้องอยู่ในสภาพเป็นกลาง นั่นคือมีโปรตอนและอิเล็กตรอนอยู่ภายในจำนวนเท่ากัน ด้วยเหตุนี้จึงแนะนำให้เชื่อมต่ออิเล็กโทรสโคปกับกราวด์ก่อนทำการชาร์จเพื่อให้แน่ใจว่าประจุของอุปกรณ์เป็นกลาง

อิเล็กโทรสโคปสามารถระบายออกได้โดยการสัมผัสกับวัตถุที่เป็นโลหะเพื่อให้ประจุไฟฟ้าภายในเครื่องวัดไฟฟ้าไหลลงสู่พื้น

มีสองวิธีในการชาร์จอิเล็กโทรสโคปก่อนทำการทดสอบ ประเด็นที่เกี่ยวข้องมากที่สุดของแต่ละประเด็นมีรายละเอียดด้านล่าง

inductively

มันเกี่ยวกับการชาร์จอิเล็กโทรสโคปโดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงกับมัน นั่นคือเข้าใกล้วัตถุที่มีประจุที่เรียกว่าทรงกลมรับเท่านั้น

โดยการติดต่อ

โดยการสัมผัสทรงกลมรับของอิเล็กโทรสโคปโดยตรงกับวัตถุที่มีประจุที่ทราบ

มีไว้เพื่ออะไร?

อิเล็กโทรสโคปใช้เพื่อตรวจสอบว่าร่างกายมีประจุไฟฟ้าหรือไม่และเพื่อแยกแยะว่ามีประจุลบหรือบวก ปัจจุบันมีการใช้อิเล็กโทรสโคปในสนามทดลองเพื่อเป็นตัวอย่างด้วยการใช้ตรวจจับประจุไฟฟ้าสถิตในร่างกายที่มีประจุไฟฟ้า

หน้าที่ที่โดดเด่นที่สุดบางประการของอิเล็กโทรสโคปมีดังต่อไปนี้:

- การตรวจจับประจุไฟฟ้าบนวัตถุใกล้เคียง หากอิเล็กโทรสโคปตอบสนองต่อการเข้าใกล้ของร่างกายนั่นเป็นเพราะหลังมีประจุไฟฟ้า

- การแยกแยะประเภทของประจุไฟฟ้าที่อยู่ในวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าเมื่อประเมินการเปิดหรือปิดของแผ่นโลหะของอิเล็กโทรสโคปขึ้นอยู่กับประจุไฟฟ้าเริ่มต้นของอิเล็กโทรสโคป

- อิเล็กโทรสโคปยังใช้ในการวัดการแผ่รังสีของสิ่งแวดล้อมในกรณีที่มีวัสดุกัมมันตภาพรังสีอยู่รอบ ๆ เนื่องจากหลักการเดียวกันของการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต

- อุปกรณ์นี้ยังสามารถใช้ในการวัดปริมาณไอออนที่มีอยู่ในอากาศโดยการประเมินความเร็วในการประจุและการคายประจุของอิเล็กโทรสโคปภายในสนามไฟฟ้าที่ควบคุมได้

ปัจจุบันนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการในโรงเรียนและมหาวิทยาลัยเพื่อสาธิตให้นักเรียนในระดับการศึกษาต่างๆใช้อุปกรณ์นี้เป็นเครื่องตรวจจับประจุไฟฟ้าสถิต

วิธีทำอิเล็กโทรสโคปแบบโฮมเมด

การทำอิเล็กโทรสโคปแบบโฮมเมดทำได้ง่ายมาก องค์ประกอบที่จำเป็นนั้นได้มาอย่างง่ายดายและการประกอบอิเล็กโทรสโคปนั้นค่อนข้างเร็ว

ด้านล่างนี้เป็นเครื่องใช้และวัสดุที่จำเป็นในการสร้างเครื่องตรวจวัดด้วยไฟฟ้าแบบโฮมเมดใน 7 ขั้นตอนง่ายๆ:

- ขวดแก้ว ต้องสะอาดและแห้งมาก

- ไม้ก๊อกสำหรับปิดปากขวดอย่างแน่นหนา

- ลวดทองแดง 14 เกจ

- คีม

- กรรไกร

- กระดาษฟอยล์.

- กฎ.

- บอลลูน

- ผ้าขนสัตว์

กระบวนการ

ขั้นตอนที่ 1

ตัดลวดทองแดงจนกว่าจะได้ส่วนที่ยาวกว่าความยาวของภาชนะประมาณ 20 เซนติเมตร

ขั้นตอนที่ 2

ขดปลายลวดทองแดงด้านหนึ่งทำเป็นเกลียว ส่วนนี้จะทำหน้าที่เป็นทรงกลมตรวจจับประจุไฟฟ้าสถิต

ขั้นตอนนี้มีความสำคัญมากเนื่องจากเกลียวจะช่วยในการส่งผ่านอิเล็กตรอนจากส่วนที่ศึกษาไปยังอิเล็กโทรสโคปเนื่องจากมีพื้นที่ผิวที่ใหญ่กว่า

ขั้นตอนที่ 3

ผ่านจุกด้วยลวดทองแดง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนที่เป็นลอนอยู่ทางด้านบนของอิเล็กโทรสโคป

ขั้นตอนที่ 4

งอเล็กน้อยที่ปลายด้านล่างของลวดทองแดงเป็นรูปตัว L

ขั้นตอนที่ 5

ตัดอลูมิเนียมฟอยล์ทั้งสองเป็นสามเหลี่ยมยาวประมาณ 3 เซนติเมตร สิ่งสำคัญคือรูปสามเหลี่ยมทั้งสองจะเหมือนกัน

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าลาเมลเลียมีขนาดเล็กพอที่จะไม่สัมผัสกับผนังด้านในของขวด

ขั้นตอนที่ 6

รวมรูเล็ก ๆ ที่มุมด้านบนของแต่ละฟอยล์แล้วสอดอลูมิเนียมทั้งสองชิ้นเข้าที่ปลายด้านล่างของลวดทองแดง

พยายามให้แผ่นฟอยล์เรียบที่สุด หากสามเหลี่ยมอะลูมิเนียมแตกหรือยับมากเกินไปควรทำซ้ำตัวอย่างจนกว่าจะได้เอฟเฟกต์ที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 7

วางจุกไว้ที่ขอบด้านบนของขวดอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้ฟอยล์อลูมิเนียมเสื่อมสภาพหรือชิ้นส่วนที่ทำขึ้นสูญหาย

เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่แผ่นไม้ทั้งสองจะสัมผัสกันเมื่อปิดผนึกภาชนะ หากไม่เป็นเช่นนั้นคุณจะต้องปรับเปลี่ยนการโค้งงอของลวดทองแดงจนกระทั่งแผ่นสัมผัสกัน

ทดสอบอิเล็กโทรสโคปของคุณ

ในการพิสูจน์คุณสามารถใช้แนวคิดทางทฤษฎีที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ตลอดทั้งบทความตามรายละเอียดด้านล่าง:

- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่ได้ชาร์จอิเล็กโทรสโคป: ในการทำเช่นนี้ให้แตะด้วยแท่งโลหะเพื่อกำจัดประจุที่เหลืออยู่ในอุปกรณ์

- ชาร์จวัตถุด้วยไฟฟ้า: ถูลูกโป่งกับผ้าขนสัตว์เพื่อชาร์จพื้นผิวของลูกโป่งด้วยประจุไฟฟ้าสถิต

- นำวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าเข้าใกล้เกลียวทองแดง: ด้วยวิธีนี้อิเล็กโทรสโคปจะถูกชาร์จโดยการเหนี่ยวนำและอิเล็กตรอนจากโลกจะถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กโทรสโคป

- สังเกตปฏิกิริยาของแผ่นโลหะ: สามเหลี่ยมอลูมิเนียมฟอยล์จะเคลื่อนออกจากกันเนื่องจากทั้งสองแผ่นมีประจุเหมือนกัน (ลบในกรณีนี้)

พยายามทำการทดสอบประเภทนี้ในวันที่อากาศแห้งเนื่องจากความชื้นมีแนวโน้มที่จะส่งผลต่อการทดลองในบ้านประเภทนี้เนื่องจากทำให้อิเล็กตรอนผ่านจากพื้นผิวหนึ่งไปยังอีกพื้นผิวหนึ่งได้ยาก

อ้างอิง

1. Castillo, V. (sf). Electroscope สำหรับอะไร: ประวัติประเภทฟังก์ชันและชิ้นส่วน สืบค้นจาก: paraquesirve.tv
2. วิธีทำอิเล็กโทรสโคป (nd) สืบค้นจาก: es.wikihow.com
3. อิเล็กโทรสโคปทำงานอย่างไร (2017) สืบค้นจาก: como-funciona.co
4. อิเล็กโทรสโคปแบบทองคำเปลว (nd) ดึงมาจาก: museocabrerapinto.es
5. อิเล็กโทรสโคป (2010) ดึงมาจาก: radioelectronica.es
6. Wikipedia, สารานุกรมเสรี (2018). electroscope สืบค้นจาก: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, สารานุกรมเสรี (2016). Versorium สืบค้นจาก: en.wikipedia.org