مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

الکتروسکوپ

الکتروسکوپ (برقنما) اشکار سازی بار ها-با استفاده از یک الکتروسکوپ می‌توان وجود بارهای کوچک را تشخیص داد اگر یک جسم باردار با کلاهک فلزی بالای برقنما تماس حاصل کند مقداری از بار جسم به ورقه طلا و صفحه فلزی پایین برقنما منتقل می‌شود در نتیجه بارهای ورقه و صفحه یکدیگر را می‌رانند و زاویه بین ورقه و صفحه زیاد می‌شود امتحان منفی یا مثبت بودن بار ها-از یک برقنمای باردار می‌توان برای تشخیص منفی یا مثبت بودن یک جسم استفاده کرد برای مثال اگر برقنمایی دارای بار منفی باشد، یعنی تعداد الکترون‌های کلاهک ورقه و صفحه بیش از حالت عادی باشد در صورتی که یک جسم باردار منفی را به کلاک این برقنما نزدیک کنیم الکترون‌های آزاد کلاهک به طرف ورقه و صفحه رانده می‌شوند در نتیجه نیروی دافعه بین ورقه و صفحه زیاد می‌شود و ورقه بیشتر بالا می‌رود اما در صورتی که یک جسم باردار مثبت را به کلاهک برقنمای فوق نزدیک کنیم فرایند معکوس صورت می‌گیرد در این صورت الکترون‌های آزاد ورقه و صفحه به طرف کلاهک کشیده می‌شوند و ورقه پایین می‌آید به طور کلی اگر بار برقنما و بار جسمی که به ان نزدیک می‌شود همنام باشند ورقه برقنما بالا می‌رود و اگر بارها نا همنام باشند ورقه‌ها پایین می‌آیند. می توان گفت با استفاده از برقنما می‌شود:

• وجود بار در ماده‌ای را تشخیص داد.
• منفی یا مثبت بودن بار را تعیین کرد.
• می‌توان مقدار بار الکتریکی را هم تعیین کرد، البته تعداد بارها را نمی‌توان تعیین نمود بلکه به میزان دور یا نزدیک شدن ورقه‌ها میزان کلی بار مشخص می‌شود

آزمایش الکتروسکوپ

تئوری آزمایش

یک نوار چسب پلاستیکی معمولی می‌تواند بار منفی (الکترون) بگیرد یا از دست بدهد ( با چسباندن آن به یک سطح و کندن آن ). با آویزان کردن تکه‌های نوار چسب از نی می‌توان یک الکتروسکوپ ساخت. الکتروسکوپ وسیله ایست برای مشخص کردن نوع بار الکتریکی. یک شانه پلاستیکی به شما نشان خواهد داد که تکه‌های چسب دارای بار مثبت هستند یا منفی. تولید بار بر اثر مالش را می‌توان چنین توجیه کرد که تعدادی از الکترونها بر اثر مالش از یک ماده به ماده دیگر انتقال می‌یابند. توجه کنید که الکترونها جابجا می‌شوند و هسته در جای خود باقی می‌ماند. در عایق تمامی الکترونها محکم به اتمهای خود مقیدند، در رسانا بعضی االکترونها می‌توانند آزادانه از یک اتم به اتم دیگر بروند. عایق را میتوان با مالش باردار کرد، زیرا بار تولید شده نمی‌تواند از محلی که تولید شده است دور شود، یعنی بار الکتریکی ساکن است.

وسایل مورد نیاز

4 نی پلاستیکی (با سر قابل انعطاف) ، 2 قوطی فیلم ، مقداری خمیر برای محکم کردن نی‌ها درون قوطی ، چسب نواری پلاستیکی ، شانه پلاستیکی.

توجه: بوسیله خمیر نی‌ها را محکم کرده و سر نی‌ها را افقی قرار می‌دهیم .

شرح آزمایش

2 تکه 10 سانتیمتری از چسب نواری جدا می‌کنیم، هر تکه چسب را روی یک سطح صاف می‌چسبانیم (انتهای هر تکه را به عنوان دست گیره آزاد می گذاریم). تکه‌ها را به سرعت از سطح جدا کرده و هر یک را به بازویی از دو نی (که در 2 قوطی جدا هستند) می‌چسبانیم، قوطیها را طوری جابجا می‌کنیم که تکه‌های چسب روبروی هم و به فاصله 15 سانتیمتر از یک دیگر قرار گیرند. قوطیها را به هم نزدیک می‌کنیم و مشاهده می‌کنیم که تکه‌های چسب یکدیگر را دفع می‌کنند. 2 تکه دیگر از چسب جدا می‌کنیم و یکی را به دیگری می‌چسبانیم (سمت چسبنده ی یکی را به پشت دیگری می‌چسبانیم، انتهای هر تکه را به عنوان دستگیره آزاد می‌گذاریم).

تکه‌ها را به سرعت از هم جدا می‌کنیم و به بازوهای باقیمانده نی‌ها می‌چسبانیم، بعد از نزدیک کردن قوطیها به یکدیگر مشاهده می‌کنیم که این بار نوارها یکدیگر را جذب می‌کنند. شانه را به موهای سر یا یک پارچه پشمی می‌کشیم. با نزدیک کردن شانه به تکه‌های چسب مشاهده می‌کنیم که شانه تکه‌ای را که پشت آن در وسط قرار داشت را دفع کرده و نوار دیگر را جذب می‌کند و اگر شانه را به چسبهای جدا شده از سطح نزدیک کنیم ، هر دو را جذب یا دفع می‌کند (بسته به جنس سطح).

نتایج آزمایش

وقتی تکه‌های چسب را از سطح جدا می‌کنیم، کشمکشی بین بارهای الکتریکی هر تکه چسب و سطح در می‌گیرد. چسب بار منفی را از سطح جدا می‌کند یا بخشی از بارهای خود را روی سطح بر جای می‌گذارد (بسته به جنس سطح). در هر دو حالت بار 2 تکه همنام خواهد بود. از آنجایی که بارهای همنام یکدیگر را دفع می‌کنند تکه‌های چسب از هم دور می‌شوند. در حالتی که دو تکه به هم چسبیده شده بودند ، در هنگام جدا کردن یکی از تکه‌ها بار منفی را از دیگری می‌رباید و دارای بار منفی اضافی می‌شود و تکه دیگر بار مثبت خواهد داشت.

از آنجا که بارهای ناهمنام یکدیگر را جذب می‌کنند 2 تکه به یکدیگر نزدیک می‌شوند. با کشیدن شانه به موی سر ، شانه دارای بار منفی می‌شود، در نتیجه تکه دفع شده از شانه دارای بار منفی است و تکه جذب شده بی بار یا دارای بار مثبت است. شاید متوجه شده باشید که دست شما هر 2 بار را جذب می‌کند، در حالت عادی بدن انسان بی بار است مگر آنکه بار دارش کنیم، مثلا با راه رفتن روی فرش. جسم بی بار اجسام بار دار را جذب می‌کند، وقتی دست خود را نزدیک تکه چسب با بار مثبت می‌گیرید تکه چسب الکترونهای بدن شما را جذب می‌کند و بدست شما نزدیک می‌شود.

کاربرد

الکتریسیته ساکن در نیروگاههای زغال سوز برای جلوگیری از ورود گرد و خاک و خاکستر به داخل جو ، در رنگ افشانه‌ها و در دستگاههای ماشینهای زیراکس ادارات بکار می‌رود.