Electroscopio
El electroscopio es un instrumento científico temprano utilizado para detectar la presencia de carga eléctrica en un cuerpo. Detecta la carga por el movimiento de un objeto de prueba debido a la fuerza electrostática de Coulomb sobre él. La cantidad de carga en un objeto es proporcional a su voltaje . La acumulación de carga suficiente para detectar con un electroscopio requiere cientos o miles de voltios, por lo que los electroscopios se utilizan con fuentes de alto voltaje como la electricidad estática y las máquinas electrostáticas . Un electroscopio solo puede dar una indicación aproximada de la cantidad de carga; un instrumento que mide la carga eléctrica cuantitativamente se llama electrómetro.
El electroscopio fue el primer instrumento de medición eléctrica . El primer electroscopio fue una aguja pivotante (llamada versorium ), inventada por el médico británico William Gilbert alrededor de 1600. [1] [2] El electroscopio de bola de médula y el electroscopio de pan de oro son dos tipos clásicos de electroscopio [2] que son todavía se utiliza en la educación física para demostrar los principios de la electrostática . También se utiliza un tipo de electroscopio en el dosímetro de radiación de fibra de cuarzo . Los electroscopios fueron utilizados por el científico austriaco Victor Hess en el descubrimiento de los rayos cósmicos..
En 1731, Stephen Gray usó un hilo colgante simple, que sería atraído por cualquier objeto cargado cercano. Esta fue la primera mejora del versorium de Gilbert de 1600. [3]
El electroscopio de bola de médula, inventado por el maestro de escuela y físico británico John Canton en 1754, consta de una o dos bolas pequeñas de una sustancia liviana no conductora, originalmente un material vegetal esponjoso llamado médula , [4] suspendida por hilo de seda o lino del gancho . de un soporte aislado . [5] Tiberio Cavallo fabricó un electroscopio en 1770 con bolas de médula al final de alambres de plata. [3] Los electroscopios modernos suelen utilizar bolas de plástico. Para probar la presencia de una carga en un objeto, el objeto se acerca a la bola de médula sin carga. Si el objeto está cargado, la pelota será atraída hacia él y se moverá hacia él.
La atracción ocurre debido a la polarización inducida [6] de los átomos dentro de la bola de médula. [7] [8] [9] [10] Toda la materia se compone de partículas cargadas eléctricamente ubicadas muy juntas; cada átomo consta de un núcleo cargado positivamente con una nube de electrones cargados negativamente que lo rodea. La médula no es conductora , por lo que los electrones de la bola están unidos a los átomos de la médula y no son libres de dejar los átomos y moverse en la bola, pero pueden moverse un poco dentro de los átomos. Vea el diagrama a la derecha. Si, por ejemplo, un objeto con carga positiva (B)se acerca a la bola de médula (A) , los electrones negativos (signos menos azules) en cada átomo (óvalos amarillos) serán atraídos y se moverán ligeramente hacia el lado del átomo más cercano al objeto. Los núcleos cargados positivamente (signos más rojos) serán repelidos y se alejarán ligeramente. Dado que las cargas negativas en la bola de médula ahora están más cerca del objeto que las cargas positivas (C) , su atracción es mayor que la repulsión de las cargas positivas, lo que resulta en una fuerza de atracción neta. [7] Esta separación de carga es microscópica, pero dado que hay tantos átomos, las diminutas fuerzas se suman a una fuerza lo suficientemente grande como para mover una pequeña bola de médula.
La bola de médula se puede cargar tocándola con un objeto cargado, por lo que algunas de las cargas en la superficie del objeto cargado se mueven hacia la superficie de la bola. Luego, la pelota se puede usar para distinguir la polaridad de la carga en otros objetos porque será repelida por objetos cargados con la misma polaridad o signo que tiene, pero atraídos por cargas de polaridad opuesta.
