ZŠ VNB I / 13 - Elektroskop

Lekce Elektroskop

Cíl lekce:

Při výrobě elektroskopu si žáci zopakují, co to je statická elektřina a jak vzniká, co je to elektrický náboj a že elektroskop je pro člověka detektorem elektrického náboje vznikajícího např. při tření.

Zeptejte se Vašich dětí:

Co je to elektřina?
Kde můžete elektřinu najít?
Co je to statická elektřina?
Jak statická elektřina vzniká?
Můžete dokázat statickou elektřinu?
Jak se jmenuje přístroj, jehož pomocí můžete změřit sílu elektrického náboje vzniklého třením?
Můžete rozlišit, zda je elektrický náboj kladný nebo záporný?

Elektroskop

Elektroskop je druh elektrometru, přístroje, který slouží k indikaci a měření elektrického náboje. Princip běžného statického elektroskopu spočívá v tom, že na kovovou destičku, která je spojena s plátky kovů, přivedeme elektrický náboj. Podle jeho velikosti jsou plátky kovu od sebe odtlačovány odpudivou silou stejných elektrických nábojů. Z velikosti výchylky od svislé roviny lze určit velikost náboje. Klasický elektroskop ukazuje přítomnost elektrostatických nábojů výchylkou bez ohledu na znaménko, pokud máme elektroskop se stupnicí (elektrometr), můžeme určit i velikost náboje.

Elektroskop je kovová tyč upevněná v hrdle skleněné baňky, na horním konci je kulička nebo destička, na dolním 1 nebo 2 proužky vodivé fólie.

Princip elektroskopu
Obrázek Nabitý a vybitý elektroskop od VNB

Jestliže se dotkneme elektroskopu elektricky nabitým předmětem, přejde část náboje i na proužky, které se nabijí stejným nábojem a odpuzují se – přístroj ukáže výchylku.

Princip elektroskopu

Nabijeme-li elektroskop (buď přejdou elektrony z tělesa na elektroskop, nebo z elektroskopu na těleso), nabijeme jeho kovový držák i ručku souhlasně a ručka se od pevného držáku odpuzuje, tedy odchyluje. Odpudivé síly jsou (výchylka ručky je) tím větší, čím větší náboj tělesa obsahují.

Po dotyku kladně nabité tyče a kovové desky elektroskopu přecházejí elektrony z desky na tyč. Tím se elektroskop nabíjí kladně a jeho ručička je odpuzována od tyčinky. Pokud se tedy při dotyku tělesa a desky elektroskopu ručička vychýlí, je těleso nabité.

Měření velikosti náboje na elektroskopu
Obrázek Electroscope od Tavin [Public domain], via openclipart

Můžeme pomocí elektroskopu určit i druh náboje?

Stačí k tomu nabít elektroskop nábojem, který známe (například zelektrovanou skleněnou tyčí, která má kladný náboj). Pokud se potom dotkneme desky například papírem, ručička elektroskopu se vychýlí více – tzn., že papír má kladný elektrický náboj. Přiblížíme-li se zelektrovaným pravítkem, výchylka ručičky poklesne – pravítko je nabito záporným nábojem.

Náboj proudící do elektroskopu
Obrázek Demonstration with electrocsope od voer.edu.vn [CC-BY-3.0], via voer.edu.vn

Elektroskop musí být izolován od země. Proč?

Pokud se zelektrovaných předmětů dotkneme, ty ztratí svoji elektrostatickou sílu a přestanou se odpuzovat (tak jako proužky z vodivé fólie v elektroskopu). Proužky byly nabity převládajícími elektrony, které při dotyku s naším tělem nebo spojením se zemí přejdou do našeho těla či do země. Říkáme, že jsme proužek uzemnili. Stejné uzemnění nastává při vodivém spojení elektroskopu se zemí.

Pokud vás téma zaujalo a chcete se dozvědět více: