تحقیق در مورد الکتروسکوپ یا برق نما و کاربردش

با الکتروسکوپ آشنا شوید!

الکتروسکوپ یا برق‌نما ابزاری برای شناسایی بارهای الکتریکی است. این وسیله با استفاده از دو ورقه فلزی معلق درون یک محفظه، وجود و نوع بار الکتریکی را تشخیص می‌دهد. از آن برای آزمایش‌های الکتریسیته ساکن و بررسی خواص بارها کاربرد دارد.

برق نما یا الکتروسکوپ چیست؟

برق‌نما یا الکتروسکوپ ابزاری ساده برای تشخیص وجود و نوع بار الکتریکی در اجسام است. این دستگاه از یک محفظه شیشه‌ای و دو ورقه فلزی سبک تشکیل شده که به یک میله فلزی متصل هستند. هنگامی که جسم بارداری به سر میله نزدیک می‌شود، بارهای الکتریکی به ورقه‌ها منتقل شده و باعث دفع یا جذب آنها می‌گردد، بسته به اینکه بار الکتریکی هم‌نام یا ناهم‌نام است. تغییر زاویه ورقه‌ها نشان‌دهنده وجود و نوع بار الکتریکی است. الکتروسکوپ کاربردهای متنوعی در آزمایش‌های فیزیکی دارد و به‌ویژه در بررسی و آموزش الکتریسیته ساکن و اثرات آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این وسیله به درک بهتر خواص و رفتار بارهای الکتریکی کمک می‌کند.

کاربرد برق نما یا الکتروسکوپ

برق‌نما یا الکتروسکوپ برای تشخیص و بررسی بارهای الکتریکی استفاده می‌شود. یکی از کاربردهای اصلی آن در آزمایش‌های فیزیکی مرتبط با الکتریسیته ساکن است، جایی که برای تعیین وجود بار الکتریکی در یک جسم به کار می‌رود. هنگامی که جسمی باردار به الکتروسکوپ نزدیک می‌شود، بارهای الکتریکی در ورقه‌های فلزی دستگاه باعث تغییر شکل یا زاویه آنها می‌شوند که این تغییرات به وجود بار الکتریکی اشاره دارد.

از الکتروسکوپ برای تشخیص نوع بار (مثبت یا منفی) و بررسی رفتار بارها در مواد مختلف نیز استفاده می‌شود. به عنوان مثال، می‌توان آزمایش‌های مربوط به قوانین باردار شدن اجسام و چگونگی انتقال یا توزیع بارها را با استفاده از الکتروسکوپ انجام داد. این دستگاه همچنین در آموزش‌های مرتبط با فیزیک، به دانش‌آموزان و دانشجویان کمک می‌کند تا مفاهیم پایه‌ای الکتریسیته ساکن و اثرات آن را به صورت عملی درک کنند.

طرز کار الکتروسکوپ

طرز کار الکتروسکوپ به این صورت است که هنگامی که جسم بارداری به نوک میله فلزی آن نزدیک می‌شود یا با آن تماس پیدا می‌کند، بار الکتریکی به میله و ورقه‌های فلزی دستگاه منتقل می‌شود. اگر بارها هم‌نام باشند، ورقه‌های فلزی از هم دور می‌شوند، زیرا بارهای همنام یکدیگر را دفع می‌کنند. میزان باز شدن ورقه‌ها شدت بار الکتریکی را نشان می‌دهد. اگر جسم باردار دیگری با بار مخالف نزدیک شود، ورقه‌ها به یکدیگر نزدیک می‌شوند. این تغییرات در حالت ورقه‌ها وجود و نوع بار الکتریکی جسم را آشکار می‌کند.

ساخت برق نما

برای ساخت یک برق‌نما ساده، ابتدا به یک بطری شیشه‌ای یا پلاستیکی شفاف لازم بوده که بتواند از ورقه‌های فلزی درون آن محافظت کند. همچنین به یک میله فلزی نازک مانند سیم مسی، دو ورقه فلزی سبک (مانند آلومینیوم یا طلا) و یک درپوش پلاستیکی یا چوبی نیاز است.

در ابتدا، باید درپوش بطری سوراخ شود تا میله فلزی از آن عبور کند. این سوراخ باید به‌ اندازه‌ای باشد که میله به صورت محکم و عمودی در جای خود قرار گیرد. سپس دو ورقه فلزی سبک و کوچک به انتهای پایینی میله متصل می‌شود. این ورقه‌ها باید به‌طور آزادانه از میله آویزان باشند تا بتوانند به تغییرات بار الکتریکی واکنش نشان دهند.

پس از اتصال ورقه‌ها به میله، میله را داخل بطری قرار داده و درپوش محکم روی بطری بسته می‌شود. انتهای بالایی میله باید از درپوش بطری بیرون بزند تا بتوان جسم باردار را به آن نزدیک کرد. زمانی که جسم باردار به میله نزدیک می‌شود، بار الکتریکی به ورقه‌ها منتقل شده و باعث می‌شود ورقه‌ها بسته به نوع بار، از هم دور یا به هم نزدیک شوند. این برق‌نما برای تشخیص بارهای الکتریکی و انجام آزمایش‌های الکتریسیته ساکن کاربرد دارد.

تشخیص نوع بار با الکتروسکوپ

برای تشخیص نوع بار با استفاده از الکتروسکوپ، ابتدا باید دستگاه را باردار کرد. مثلاً یک جسم باردار را به میله فلزی الکتروسکوپ نزدیک تا ورقه‌های فلزی به دلیل بار الکتریکی هم‌نام از هم دور شوند. سپس، برای تشخیص نوع بار، جسمی که بار آن مشخص است (مثلاً باردار مثبت یا منفی) باید به میله نزدیک شود.

اگر ورقه‌های فلزی بیشتر از هم دور شوند، بار الکتریکی جسم جدید با بار موجود در الکتروسکوپ هم‌نام است. اما اگر ورقه‌ها به هم نزدیک شوند، این نشان می‌دهد که بار الکتریکی جسم جدید با بار موجود در الکتروسکوپ ناهم‌نام است. این تغییرات در حرکت ورقه‌ها به شما اجازه می‌دهد تا نوع بار الکتریکی جسم ناشناخته را تشخیص دهید.

در حالت خلاصه، اگر فاصله ورقه‌ها افزایش یابد، نوع بار هم‌نام است و اگر کاهش یابد، بارها ناهم‌نام هستند. این روش در آزمایش‌های مرتبط با الکتریسیته ساکن برای تشخیص بارهای مثبت و منفی به کار می‌رود.