الكتروسكوپ

در بسیاری از آزمایش ‌‌ها، بار انتقال یافته آنقدر كم است كه نیروی جاذبه یا دافعه ایجاد شده توسط آن بسیار كوچكتر از نیروی جاذبه زمین می ‌باشد، این امر باعث می ‌شود باردار شدن اجسام به سختی تشخیص داده شود.

برای حل این مشكل وسیله ‌ای به نام الكتروسكوپ ساخته شده است كه وجود بار را به خوبی نشان می ‌دهد. با نزدیك كردن اجسام به الكتروسكوپ، به راحتی می ‌توان مشخص نمود كه آیا جسم باردار است یا خیر. به فیلم زیر توجّه كنید.

برای مشاهده فیلم بر روی شكل زیر کلیک کنید.

الكتروسكوپ از یك میله فلزی كه از یك طرف به یك صفحه دایره ای شكل و از طرف دیگر به دو ورق بسیار نازك و سبك فلزی متصل می باشد، تشكیل شده است. شكل زیر یك الكتروسكوپ را كه در داخل ظرف شیشه ‌ای قرار دارد، نشان می دهد.

ظرف شیشه ‌ای باعث حفاظت ورقه ‌های نازك در مقابل جریان هوا و همچنین مانع خارج شدن بار از ورقه ‌ها می ‌گردد. اگر الكتروسكوپ بدون بار باشد، ورقه ‌های سبك فلزی بر اثر نیروی جاذبه زمین به سمت پایین جمع می ‌شوند.

با توجّه به دو شكل زیر روش كار الكتروسكوپ را بیان كنید.

با نزدیك كردن یك میله باردار به الكتروسكوپ بدون ‌بار، ورقه‌ های الكتروسكوپ از یكدیگر فاصله می ‌گیرند. اگر میله ‌ای با بار مثبت را به الكتروسكوپ نزدیك كنیم، بارهای منفی الكتروسكوپ به سمت گوی (در بالا) كشیده می‌شوند، بنابراین گوی دارای بار منفی شده و ورقه ‌ها بار مثبت پیدا می ‌كند. نیروی دافعه بین بارهای هم نام نیز باعث دور شدن ورقه ها از یكدیگر می شود.

توجّه كنید كه بار خالص الكتروسكوپ صفر می باشد، زیرا میله با آن تماس نداشته است. در این حالت فقط بارها را در الكتروسكوپ به حركت در آورده‌ایم، طوری كه بار منفی در بالا و بار مثبت در پایین قرار گرفته است. وقتی میله باردار دور شود، بارهای الكتروسكوپ با هم مخلوط شده و ورقه‌ها به حالت عادی باز می ‌گردند. اگر میله با بار منفی به الكتروسكوپ نزدیك كنیم چه پدیده‌ای اتفاق می ‌افتد؟