Elektroskops ir zinātnisks aprīkojums, kas var izmērīt elektriskos vai dažos gadījumos radioaktīvos lādiņus mērķa objektā. Lai gan rīks joprojām tiek bieži izmantots zinātnes laboratorijās, tas galvenokārt ir paredzēts apmācībai — mūsdienās visizplatītākā vieta, kur to atrast, ir skola vai universitāte. Mūsdienu pētnieki parasti izmanto progresīvākus, bieži digitāli vadītus rīkus, kas ir ātrāki un mēdz būt precīzāki. Vecmodīgi vai agrīni elektroskopi bieži tiek novērtēti kā mācību līdzekļi, jo tos var viegli novērot darbībā. Tie parasti ir izgatavoti no metāla materiāla, kas ļauj elektriskajam lādiņam izplatīties pa visu instrumenta virsmu. To bieži panāk ar indukciju, kas nozīmē, ka priekšmetam ir pozitīvs vai negatīvs lādiņš, nepieskaroties citam jau uzlādētam objektam. Divās visizplatītākajās variācijās locīšanai un indukcijai tiek izmantota lodīte vai zelta lapa, taču vēsturiski ir bijuši daudz dažādu modeļu.
Galvenais mērķis
Ir vairāki iemesli, kāpēc cilvēki, īpaši zinātniskie pētnieki, vēlas uzzināt par elektriskajiem lādiņiem noteiktā vielā. Elektriskais lādiņš notiek atomu līmenī un ietekmē daudzus veidus, kādos dažādas vielas darbojas vai nu pašas, vai kombinācijā ar citiem materiāliem. Elektroskopi lielā mērā tika izstrādāti, lai pētnieki varētu noteikt, vai konkrētai vielai ir šāds lādiņš.
Vairumā gadījumu elektroskopi nespēj noteikt, vai lādiņš ir pozitīvs vai negatīvs; viņi spēj tikai nodot informāciju par to, cik liela maksa ir klāt. Visu šķirņu modeļiem parasti ir pagriežamas sviras, kas atklāj, vai ir vai nav lādiņa. Rokas var palikt vertikālas, ja nav lādiņa, un kustēties, kad iekārta saņem lādiņu. Roku kustību var ietekmēt arī tuvumā esošie priekšmeti, kas satur lādiņu.
Agrākie modeļi
1700. gados fiziķis un garīdznieks Žans Antuāns Nolē izstrādāja pirmo elektroskopu. Viņš arī formulēja teoriju par uzlādētiem ķermeņiem un to, kā ilgstoša elektrības strāva starp tiem var izraisīt to piesaisti vai atgrūšanu. Šis instruments bija uzlabojums versorium dizainā, kas ir ierīce statiskās elektrības noteikšanai.
Zelta lapu modifikāciju izgudroja garīdznieks un zinātnieks Abraham Bennet. Viņa ierīce sastāvēja no divām šaurām zelta lapām, kas karājās no stieņa un bija ieskautas ar stiklu. Kad kaut kas, kam caur to plūst elektrība, pietuvojās stieņam, lapas kustējās. Ja tie būtu elektrificēti ar tādu pašu lādiņa daudzumu, tie atvairītu viens no otra.
Nozīme radioaktivitātes mērīšanā
Viens no inovatīvākajiem elektroskopa lietojumiem radās 1800. gados pētnieku Marijas un Pjēra Kirī vadībā. Šie pētnieki radioaktivitātes pārbaudei izmantoja ļoti sarežģītas instrumenta versijas. Radioaktīvie materiāli jonizē vielu uzlādētā elektroskopā. Notiekošā jonizācija liek lādiņam izplūst no ierīces ātrāk nekā parasti. Pēc tam mēra ātrumu, kādā instruments zaudē savu lādiņu, un šis ātrums ir proporcionāls starojuma intensitātei.
Vairāk mūsdienu piemēru
Elektroskopi bieži tiek uzskatīti par zinātkāres un senatnes priekšmetu. Daudzi ir lieliskā formā, neskatoties uz to, ka ir simtiem gadu veci, un joprojām spēj sniegt precīzus rezultātus; Tomēr, tehnoloģijām attīstoties, ir kļuvuši arī elektrisko lādiņu mērīšanas līdzekļi, kas nozīmē, ka elektroskopus vairs īsti neizmanto, vismaz sākotnēji ne kā līdzekli lādiņa noteikšanai. Biežāk šie uzdevumi tiek deleģēti saistītajiem, bet modernākiem elektrometriem, no kuriem daudzi ir digitāli un spēj nodrošināt tūlītējus un daudz precīzākus rezultātus. Daudzi spēj arī elektroniski pārsūtīt rādījumus un konstatējumus.