Chia sẻ:
Lịch sử điện quang, cách thức hoạt động, những gì nó phục vụ
Một điện quang là một thiết bị được sử dụng để phát hiện sự tồn tại của điện tích trong các vật thể gần đó. Nó cũng chỉ ra dấu hiệu của điện tích; đó là, nếu đó là một điện tích âm hoặc dương. Nhạc cụ này được tạo thành từ một thanh kim loại nhốt trong chai thủy tinh.
Thanh này có hai tấm kim loại rất mỏng (vàng hoặc nhôm) được kết nối ở phần dưới của nó. Đổi lại, cấu trúc này được niêm phong bằng nắp vật liệu cách điện và ở đầu trên cùng có một quả cầu nhỏ gọi là "collector".
Khi tiếp cận một vật tích điện với máy quang điện, hai loại phản ứng có thể được chứng kiến bởi các lamen kim loại ở đầu dưới của cấu hình: nếu các lamella được tách ra khỏi nhau, điều đó có nghĩa là vật đó có cùng điện tích cái máy quang điện.
Mặt khác, nếu các lamellae kết hợp với nhau, điều đó cho thấy vật thể có điện tích trái ngược với điện tích của máy quang điện. Điều quan trọng là sạc điện kế với một điện tích có dấu hiệu đã biết; do đó, bằng cách loại bỏ nó sẽ khả thi để suy ra dấu hiệu của điện tích của vật thể mà chúng ta tiếp cận thiết bị.
Các máy đo điện cực kỳ hữu ích để xác định xem một cơ thể có tích điện hay không, ngoài việc đưa ra các chỉ dẫn về dấu hiệu của tải và cường độ của nó.
Chỉ số
- 1 Lịch sử
- 1.1 Tiến hóa
- 2 Cách thức hoạt động?
- 2.1 Nó được tích điện như thế nào?
- 3 Nó dùng để làm gì??
- 4 Cách chế tạo máy quang điện tự chế?
- 4.1 Thủ tục
- 4.2 Kiểm tra điện kế của bạn
- 5 tài liệu tham khảo
Lịch sử
Máy quang điện được phát minh bởi bác sĩ và nhà vật lý người Anh William Gilbert, người là nhà vật lý của chế độ quân chủ Anh trong triều đại của Nữ hoàng Elizabeth I.
Gilbert còn được gọi là "cha đẻ của điện từ và điện" nhờ những đóng góp to lớn của ông cho khoa học trong thế kỷ XVII. Ông đã chế tạo chiếc máy quang điện đầu tiên được biết đến vào năm 1600, với mục đích đào sâu các thí nghiệm về điện tĩnh.
Máy quang điện đầu tiên, được gọi là Versorium, là một thiết bị bao gồm một kim kim loại, được quay tự do trên bệ.
Cấu hình của Versorium rất giống với kim la bàn, nhưng trong trường hợp này, kim không bị từ hóa. Các đầu của kim được phân biệt trực quan với nhau; Ngoài ra, một đầu của kim có điện tích dương và đầu kia có điện tích âm.
Cơ chế hoạt động của Versorium dựa trên các điện tích cảm ứng ở hai đầu kim, bằng phương pháp cảm ứng tĩnh điện. Do đó, tùy thuộc vào đầu kim gần nhất với vật tiếp theo, phản ứng của đầu đó sẽ là chỉ hoặc đẩy vật bằng kim..
Nếu vật thể có điện tích dương, các điện tích âm trong kim loại sẽ bị hút vào vật thể và đầu mang điện tích âm sẽ hướng về phía cơ thể gây ra phản ứng trong câu thơ.
Mặt khác, nếu vật có điện tích âm, cực thu hút vào vật sẽ là đầu dương của kim.
Sự tiến hóa
Vào giữa năm 1782, nhà vật lý nổi tiếng người Ý Alessandro Volta (1745-1827) đã chế tạo máy quang điện ngưng tụ, có độ nhạy quan trọng để phát hiện các điện tích mà sau đó các máy quang điện không phát hiện ra.
Tuy nhiên, bước tiến lớn nhất của máy quang điện đến từ bàn tay của nhà toán học và thiên văn học người Đức Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger (1765-1831), người đã phát minh ra máy quang điện tử vàng.
Cấu hình của máy quang điện tử này rất giống với cấu trúc được biết đến ngày nay: thiết bị được tạo thành từ một chiếc chuông thủy tinh có hình cầu bằng kim loại ở đầu trên.
Đổi lại, quả cầu này được kết nối thông qua một dây dẫn với hai tấm vàng rất mỏng. Các "ổ bánh vàng" tách ra hoặc nối lại với nhau như một cơ thể tích điện.
Nó hoạt động như thế nào?
Máy quang điện là một thiết bị được sử dụng để phát hiện tĩnh điện trong các vật thể gần đó, sử dụng hiện tượng tách lớp lamellae của chúng do lực đẩy tĩnh điện.
Tĩnh điện có thể được tích lũy trên bề mặt bên ngoài của bất kỳ cơ thể nào, bằng tải trọng tự nhiên hoặc cọ xát.
Máy quang điện được thiết kế để phát hiện sự hiện diện của loại điện tích này, do sự chuyển điện tử từ bề mặt mang điện tích cao sang bề mặt ít tích điện. Ngoài ra, tùy thuộc vào phản ứng của lamellae, nó cũng có thể cung cấp ý tưởng về cường độ của điện tích tĩnh điện của vật thể xung quanh.
Quả cầu nằm ở phần trên của máy quang điện hoạt động như một thực thể nhận điện tích của vật thể nghiên cứu.
Bằng cách đưa một vật tích điện gần hơn với máy quang điện, nó sẽ thu được cùng một điện tích từ cơ thể; nghĩa là, nếu chúng ta tiếp cận một vật tích điện có dấu dương, thì máy quang điện sẽ thu được điện tích tương tự.
Nếu trước đó điện kế được sạc với một điện tích đã biết, điều sau đây sẽ xảy ra:
- Nếu cơ thể có cùng tải, các lamen kim loại bên trong máy quang điện sẽ tách ra khỏi nhau, vì cả hai sẽ đẩy lùi.
- Ngược lại, nếu vật có điện tích trái dấu, các mảnh kim loại ở đáy chai sẽ vẫn dính vào nhau..
Các lamellae bên trong máy quang điện phải rất nhẹ, do đó trọng lượng của chúng được cân bằng bởi tác động của lực đẩy tĩnh điện. Do đó, bằng cách di chuyển đối tượng nghiên cứu ra khỏi máy quang điện, lamellae sẽ mất phân cực và trở về trạng thái tự nhiên (đóng).
Nó được sạc điện như thế nào?
Thực tế sạc điện quang là cần thiết để có thể xác định bản chất của điện tích của vật thể mà chúng ta sẽ tiếp cận thiết bị. Nếu không biết trước điện tích của máy quang điện, sẽ không thể xác định được tải của vật thể giống hay ngược với tải.
Trước khi sạc điện kế, nó phải ở trạng thái trung tính; nghĩa là, với số lượng proton và electron bằng nhau ở bên trong nó. Vì lý do này, nên kết nối máy quang điện với mặt đất trước khi thực hiện sạc, để đảm bảo tính trung lập của tải của thiết bị.
Việc phóng điện của máy quang điện có thể được thực hiện bằng cách chạm vào nó bằng một vật kim loại, để cái sau rút hết điện tích tồn tại bên trong máy quang điện đến trái đất..
Có hai cách để sạc điện kế trước khi thử nghiệm nó. Dưới đây là các khía cạnh liên quan nhất của mỗi trong số này.
Theo cảm ứng
Nó liên quan đến việc sạc điện kế mà không thiết lập tiếp xúc trực tiếp với nó; nghĩa là, chỉ bằng cách tiếp cận một đối tượng có tải trọng được biết đến quả cầu nhận.
Bằng cách liên lạc
Bằng cách chạm trực tiếp vào quả cầu nhận của máy quang điện với một vật có điện tích đã biết.
Nó dùng để làm gì??
Máy quang điện được sử dụng để xác định xem một cơ thể có tích điện hay không, và phân biệt xem nó có điện tích âm hay điện tích dương hay không. Hiện tại các máy quang điện được sử dụng trong lĩnh vực thí nghiệm, để minh họa cho việc sử dụng nó để phát hiện các điện tích tĩnh điện trong các vật tích điện.
Một số chức năng quan trọng nhất của máy quang điện như sau:
- Phát hiện các điện tích trong các vật thể gần đó. Nếu máy quang điện phản ứng với cách tiếp cận của cơ thể, đó là do cái sau được tích điện.
- Phân biệt loại điện tích mà các vật tích điện có, khi đánh giá việc mở hoặc đóng lamen kim loại của máy quang điện, tùy thuộc vào điện tích ban đầu của máy quang điện.
- Máy quang điện cũng được sử dụng để đo bức xạ của môi trường trong trường hợp có chất phóng xạ xung quanh, do cùng một nguyên tắc cảm ứng tĩnh điện.
- Thiết bị này cũng có thể được sử dụng để đo lượng ion có trong không khí, bằng cách đánh giá tốc độ sạc và phóng điện của máy quang điện trong một điện trường được kiểm soát.
Ngày nay, máy đo điện được sử dụng rộng rãi trong thực hành phòng thí nghiệm ở trường học và đại học, để chứng minh cho sinh viên ở các cấp học khác nhau sử dụng thiết bị này như một máy dò điện tĩnh.
Làm thế nào để làm cho một điện kế tự chế?
Nó rất dễ dàng để làm cho một điện kế tự chế. Các yếu tố cần thiết rất dễ thu nhận và việc lắp ráp máy quang điện khá nhanh.
Dưới đây là những dụng cụ và vật liệu cần thiết để chế tạo máy quang điện tự chế trong 7 bước đơn giản:
- Một chai thủy tinh Nó cần phải sạch sẽ và rất khô.
- Một nút chai để niêm phong chai.
- Một dây đồng 14 đo.
- Một cái kìm.
- Một cái kéo.
- Giấy nhôm.
- Một quy tắc.
- Một quả bóng.
- Một miếng vải len.
Thủ tục
Bước 1
Cắt dây đồng cho đến khi bạn có được một phần vượt quá khoảng 20 cm chiều dài của container.
Bước 2
Cuộn tròn một đầu của dây đồng, tạo thành một loại xoắn ốc. Phần này sẽ thực hiện các chức năng của quả cầu cảm biến điện tích.
Bước này rất quan trọng, vì xoắn ốc sẽ tạo điều kiện cho việc truyền electron từ cơ thể nghiên cứu sang máy quang điện, do sự tồn tại của một diện tích bề mặt lớn hơn.
Bước 3
Nó băng qua nút chai bằng chỉ đồng. Hãy chắc chắn rằng phần cuộn tròn hướng về phía trên của máy quang điện.
Bước 4
Uốn cong nhẹ ở đầu dưới của dây đồng, hình chữ L.
Bước 5
Cắt hai lamellae dưới dạng hình tam giác khoảng 3 cm trong cơ sở. Điều quan trọng là cả hai hình tam giác đều giống hệt nhau.
Hãy chắc chắn rằng các lamella đủ nhỏ để không tiếp xúc với các bức tường bên trong của chai.
Bước 6
Nó bao gồm một lỗ nhỏ ở góc trên của mỗi lá và chèn cả hai miếng nhôm vào đầu dưới của dây đồng.
Cố gắng giữ cho các lá nhôm trượt càng mịn càng tốt. Nếu các tam giác nhôm bị vỡ hoặc co lại quá nhiều, tốt hơn là lặp lại các mẫu cho đến khi đạt được hiệu quả mong muốn.
Bước 7
Đặt nút chai trên cạnh trên của chai, rất cẩn thận để các lamen nhôm không bị hư hỏng hoặc mất lắp ráp được thực hiện.
Điều cực kỳ quan trọng là cả hai lamellae đều tiếp xúc khi niêm phong container. Nếu đó không phải là trường hợp, thì bạn phải sửa đổi uốn cong của dây đồng cho đến khi các tấm chạm vào nhau.
Kiểm tra điện kế của bạn
Để chứng minh, bạn có thể áp dụng các khái niệm lý thuyết được mô tả trước đây trong suốt bài viết, như chi tiết dưới đây:
- Đảm bảo rằng máy quang điện không được sạc: để làm như vậy, hãy chạm vào nó bằng một thanh kim loại để xóa mọi điện tích còn lại trong thiết bị.
- Tải một vật bằng điện: chà một quả bóng vào một miếng vải len để tải lên bề mặt của quả bóng tích điện.
- Tiếp cận vật thể tích điện theo vòng xoắn ốc bằng đồng: với thực hành này, máy quang điện sẽ được tích điện bằng cảm ứng và các electron của quả cầu sẽ được chuyển sang máy quang điện.
- Quan sát phản ứng của lamen kim loại: các hình tam giác của lá nhôm sẽ di chuyển ra xa nhau, vì cả hai tấm đều có chung điện tích của cùng một dấu (âm trong trường hợp này).
Cố gắng thực hiện loại thử nghiệm này vào những ngày khô ráo, vì độ ẩm thường ảnh hưởng đến loại thí nghiệm tại nhà này vì nó khiến các electron khó truyền từ bề mặt này sang bề mặt khác.
Tài liệu tham khảo
- Castillo, V. (s.f.). Một máy quang điện phục vụ gì: Lịch sử, loại, chức năng và các bộ phận. Lấy từ: paraquesirve.tv
- Cách chế tạo máy quang điện tử (s.f.) Lấy từ: en.wikihow.com
- Làm thế nào một máy quang điện hoạt động (2017). Phục hồi từ: como-funciona.co
- Máy quang điện bánh mì vàng (s.f.). Phục hồi từ: museocabrerapinto.es
- Máy quang điện tử (2010). Lấy từ: radioelectronica.es
- Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí (2018). Máy quang điện Lấy từ: en.wikipedia.org
- Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí (2016). Versorium. Lấy từ: en.wikipedia.org