Weird Science

Elektroskop

Prawo Cou­lomba

Jed­nym z pod­sta­wo­wych praw fizyki jest prawo Cou­lomba. Opi­suje ono odzi­dzia­ły­wa­nia elek­tro­sta­tyczne między ładun­kami elek­trycz­nymi.

Prawo Cou­lomba mówi, że siła wza­jem­nego oddzia­ły­wa­nia dwóch punk­to­wych ładun­ków elek­trycz­nych jest wprost pro­por­cjo­nalna do ilo­czynu tych ładun­ków i odw­rot­nie pro­por­cjo­nalna do kwa­dratu odle­gło­ści między nimi:

Ilustracja

źródło: http://upload.wiki­me­dia.org/wiki­pe­dia/com­mons/1/1f/Cou­lomb­sLaw_scal.svg, dostęp: 18y.02.2013

Pro­stym przy­rządem wyko­rzy­stu­jącym kon­se­kwen­cje pły­nące z prawa Cou­lomba jest elek­tro­skop.

Elek­tro­skop jest nie­skom­pli­ko­wa­nym apa­ra­tem słu­żącym do wykry­wa­nia ładunku elek­trycz­nego i napięcia, czyli różn­icy poten­cja­łów. Pro­sty elek­tro­skop list­kowy składa się z pio­no­wego meta­lo­wego pręta, na którego końcu są przy­mo­co­wane prze­gu­bowo dwa pro­sto­kątne listki z cien­kiej i lek­kiej folii prze­wo­dzącej prąd.

Jak wiemy ładunki jed­no­i­mienne odpy­chają się. Jeśli nae­lek­try­zu­jemy elek­tro­skop, to jego listki roz­chylą się ponie­waż będą miały taki sam ładu­nek(tutaj dodatni, sytu­a­cja będzie taka sama w przy­padku ujem­nego):

Ilustracja

Wiel­kość odchy­le­nia list­ków zależy od zgro­ma­dzo­nego na nich ładunku. Mie­rząc ich wychy­le­nie możemy wnio­sko­wać o wiel­ko­ści ładunku.

Cie­ka­wostka: za pomocą elek­tro­skopu odkryto pro­mie­nie kosmiczne. Zaob­ser­wo­wano, że nała­do­wany elek­tro­skop powoli roz­ła­do­wuje się samo­ist­nie. Efekt był coraz szyb­szy wraz ze wzro­stem wyso­ko­ści. Wytłu­ma­cze­niem była joni­za­cja powie­trza przez cząstki pocho­dzące z kosmosu co powo­do­wało "ucieczkę" ładunku.

Nic nie stoi na przesz­ko­dzie byśmy zbu­do­wali swój wła­sny dzia­ła­jący elek­tro­skop.

Budowa

Potrze­bu­jemy:

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Pierw­szą rze­czą jaką musimy zro­bić jest wypro­sto­wa­nie gru­bego drutu. Następ­nie odci­namy jego kawa­łek o odpo­wied­niej dłu­go­ści i prze­kła­damy go przez otwór wywier­cony w pokrywce sło­ika. Drut zamo­co­wu­jemy kle­jem na takiej wyso­ko­ści, by jego koniec sięgał mniej więcej do połowy sło­ika. Drut należy na końc­ach pozba­wić izo­la­cji, a dodat­kowo od strony wnętrza sło­ika zagiąć na nim nie­wielki haczyk:

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Następ­nie musimy wyka­zać się pre­cy­zją. Z cieńszego drutu musimy wygiąć zawie­sze­nie dla list­ków elek­tro­skopu. Poni­żej przed­sta­wiam zdjęcia, na których można się wzo­ro­wać. Wiel­kość możemy dosto­so­wać do wła­snych potrzeb.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Ilustracja:

Kliknij aby powiększyć

Jak widzimy zawie­sze­nie zostało wygięte z jed­nego kawałka drutu.

Potem musimy wyciąć z folii alu­mi­nio­wej listki naszego elek­tro­skopu. Powinny one mieć sze­ro­kość tro­chę mniej­szą niż zawie­sze­nie:

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Paski folii zagi­namy na końc­ach, tak by umie­ścić je na uprzed­nio wygiętym zawie­sze­niu.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Ostat­nią czyn­no­ścią jest zawie­sze­nie widocz­nego powy­żej ele­mentu na haczyku wew­nątrz sło­ika. Nasz elek­tro­skop jest gotowy!

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Zbli­ża­jąc jaki­kol­wiek nae­lek­try­zo­wany przed­miot do wysta­jącego końca grub­szego drutu możemy obser­wo­wać roz­chy­la­nie sie pasków folii. Wychy­le­nie jest tym więk­sze im więk­szy ładu­nek.

Życzę miłej i pou­cza­jącej zabawy:)

Lite­ra­tura dodat­kowa:

Marek Ples

Aa