Το ηλεκτροσκόπιο είναι ένα κομμάτι επιστημονικού εξοπλισμού που μπορεί να μετρήσει ηλεκτρικά ή σε ορισμένες περιπτώσεις ραδιενεργά φορτία μέσα σε ένα αντικείμενο στόχο. Ενώ το εργαλείο εξακολουθεί να χρησιμοποιείται συχνά σε εργαστήρια επιστήμης, η χρήση του είναι κυρίως εκπαιδευτική — το πιο συνηθισμένο μέρος για να το βρείτε σήμερα είναι σε σχολείο ή πανεπιστήμιο. Οι σύγχρονοι ερευνητές συνήθως χρησιμοποιούν πιο προηγμένα εργαλεία, συχνά ψηφιακά οδηγούμενα, που είναι πιο γρήγορα και τείνουν να είναι πιο ακριβή. Τα παλιομοδίτικα ή πρώιμα ηλεκτροσκόπια εκτιμώνται συχνά ως εκπαιδευτικά εργαλεία λόγω του πόσο εύκολα μπορούν να παρατηρηθούν ότι λειτουργούν. Συνήθως κατασκευάζονται από μεταλλικό υλικό, το οποίο επιτρέπει σε ένα ηλεκτρικό φορτίο να εξαπλωθεί σε όλη την επιφάνεια του οργάνου. Αυτό συχνά επιτυγχάνεται μέσω της επαγωγής, που σημαίνει να κάνουμε ένα αντικείμενο να έχει θετικό ή αρνητικό φορτίο χωρίς να το αγγίξετε σε άλλο ήδη φορτισμένο αντικείμενο. Οι δύο πιο κοινές παραλλαγές χρησιμοποιούν είτε μια σφαίρα ή ένα φύλλο χρυσού για κάμψη και επαγωγή, αλλά ιστορικά υπήρξαν πολλά διαφορετικά μοντέλα.
Κύριος στόχος
Υπάρχουν μερικοί λόγοι για τους οποίους οι άνθρωποι, ιδιαίτερα οι επιστημονικοί ερευνητές, θέλουν να μάθουν για τα ηλεκτρικά φορτία σε μια δεδομένη ουσία. Το ηλεκτρικό φορτίο εμφανίζεται σε ατομικό επίπεδο και επηρεάζει πολλούς από τους τρόπους με τους οποίους δρουν διαφορετικές ουσίες είτε μόνες τους είτε σε συνδυασμό με άλλα υλικά. Τα ηλεκτροσκόπια αναπτύχθηκαν σε μεγάλο βαθμό για να επιτρέψουν στους ερευνητές να προσδιορίσουν εάν μια δεδομένη ουσία είχε τέτοιο φορτίο ή όχι.
Στις περισσότερες περιπτώσεις τα ηλεκτροσκόπια δεν είναι ικανά να πουν εάν ένα φορτίο είναι θετικό ή αρνητικό. είναι σε θέση να μεταφέρουν μόνο πληροφορίες σχετικά με το ποσό της χρέωσης που υπάρχει. Τα μοντέλα όλων των ποικιλιών έχουν συνήθως βραχίονες περιστροφής που αποκαλύπτουν εάν υπάρχει ή όχι χρέωση. Οι βραχίονες μπορεί να παραμείνουν κάθετοι εάν δεν υπάρχει φόρτιση, κινούμενοι όταν το μηχάνημα δέχεται φόρτιση. Η κίνηση των χεριών μπορεί επίσης να επηρεαστεί από αντικείμενα που βρίσκονται στην περιοχή που περιέχουν γόμωση.
Τα παλαιότερα μοντέλα
Το 1700, ο φυσικός και κληρικός Jean Antoine Nollet επινόησε το πρώτο ηλεκτροσκόπιο. Διατύπωσε επίσης μια θεωρία για τα φορτισμένα σώματα και πώς ένα συνεχές ρεύμα ηλεκτρισμού μεταξύ τους μπορεί να τα αναγκάσει είτε να έλκονται είτε να απωθούνται. Το όργανο ήταν προηγμένη στο σχεδιασμό του versorium, μια συσκευή για την ανίχνευση στατικού ηλεκτρισμού.
Η τροποποίηση σε φύλλα χρυσού εφευρέθηκε από τον κληρικό και επιστήμονα Abraham Bennet. Η συσκευή του αποτελούνταν από δύο στενά φύλλα χρυσού που κρέμονταν από μια ράβδο και περιβάλλονταν από γυαλί. Όταν κάτι με ηλεκτρισμό που έτρεχε μέσα του πλησίαζε στη ράβδο, τα φύλλα κινούνταν. Αν ηλεκτρίζονταν με την ίδια ποσότητα φορτίου, θα απωθούσαν το ένα από το άλλο.
Ρόλος στη Μέτρηση Ραδιενέργειας
Μία από τις πιο καινοτόμες χρήσεις του ηλεκτροσκοπίου εμφανίστηκε το 1800 υπό τους ερευνητές Marie και Pierre Curie. Πολύ εξελιγμένες εκδόσεις του οργάνου χρησιμοποιήθηκαν από αυτούς τους ερευνητές για να εξετάσουν τη ραδιενέργεια. Τα ραδιενεργά υλικά ιονίζουν μια ουσία μέσα στο φορτισμένο ηλεκτροσκόπιο. Ο ιονισμός που λαμβάνει χώρα αναγκάζει το φορτίο να διαφύγει από τη συσκευή πιο γρήγορα από ό,τι συνήθως. Στη συνέχεια μετράται ο ρυθμός με τον οποίο το εργαλείο χάνει το φορτίο του και αυτός ο ρυθμός είναι ανάλογος της έντασης της ακτινοβολίας.
Περισσότερα σύγχρονα παραδείγματα
Τα ηλεκτροσκόπια θεωρούνται συχνά ως αντικείμενα περιέργειας και αρχαιότητας. Πολλά είναι σε εξαιρετική φόρμα παρά το γεγονός ότι είναι εκατοντάδων ετών και εξακολουθούν να είναι σε θέση να παράγουν ακριβή αποτελέσματα. Καθώς η τεχνολογία έχει προχωρήσει, ωστόσο, έχουν προχωρήσει και τα μέσα μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου, πράγμα που σημαίνει ότι τα ηλεκτροσκόπια δεν χρησιμοποιούνται πλέον στην πραγματικότητα, τουλάχιστον όχι ως μέσο προσδιορισμού του φορτίου αρχικά. Συχνότερα, αυτές οι εργασίες ανατίθενται στα σχετικά αλλά πιο προηγμένα ηλεκτρόμετρα, πολλά από τα οποία είναι ψηφιακά και ικανά να παρέχουν άμεσα και πολύ πιο ακριβή αποτελέσματα. Πολλοί είναι επίσης σε θέση να μεταδίδουν αναγνώσεις και ευρήματα ηλεκτρονικά.