Un elettroscopio è un’apparecchiatura scientifica in grado di misurare cariche elettriche o in alcuni casi radioattive all’interno di un oggetto bersaglio. Sebbene lo strumento sia ancora frequentemente utilizzato nei laboratori scientifici, il suo uso è principalmente didattico: il luogo più comune in cui trovarlo oggi è una scuola o un’università. I ricercatori moderni in genere utilizzano strumenti più avanzati, spesso guidati digitalmente, che sono più veloci e tendono ad essere più precisi. Gli elettroscopi antiquati o antichi sono spesso considerati strumenti didattici a causa della facilità con cui possono essere osservati in funzione. Di solito sono costruiti con un materiale metallico, che consente a una carica elettrica di diffondersi su tutta la superficie dello strumento. Ciò si ottiene spesso attraverso l’induzione, il che significa far sì che un oggetto abbia una carica positiva o negativa senza toccarlo con un altro oggetto già carico. Le due varianti più comuni utilizzano una sfera al midollo o una foglia d’oro per l’inflessione e l’induzione, ma storicamente ci sono stati molti modelli diversi.
Obiettivo principale
Ci sono un paio di ragioni per cui le persone, in particolare i ricercatori scientifici, vogliono conoscere le cariche elettriche all’interno di una determinata sostanza. La carica elettrica si verifica a livello atomico e influenza molti dei modi in cui le diverse sostanze agiscono da sole o in combinazione con altri materiali. Gli elettroscopi sono stati sviluppati in gran parte per consentire ai ricercatori di determinare se una determinata sostanza avesse o meno tale carica.
Nella maggior parte dei casi gli elettroscopi non sono in grado di dire se una carica è positiva o negativa; sono solo in grado di trasmettere informazioni su quanto di una carica è presente. I modelli di tutte le varietà di solito hanno bracci girevoli che rivelano se è presente o meno una carica. I bracci possono rimanere verticali se non è presente alcuna carica, muovendosi quando la macchina riceve una carica. Il movimento delle braccia può essere influenzato anche da oggetti nelle vicinanze che contengono una carica.
I primi modelli
Nel 1700, il fisico ed ecclesiastico Jean Antoine Nollet ideò il primo elettroscopio. Ha anche formulato una teoria sui corpi carichi e su come una corrente di elettricità sostenuta tra di loro può farli attrarre o respingere. Lo strumento era un avanzamento nel design del versorium, un dispositivo per rilevare l’elettricità statica.
La modifica della foglia d’oro è stata inventata dal sacerdote e scienziato Abraham Bennet. Il suo dispositivo era composto da due sottili foglie d’oro appese a un’asta e circondate da vetro. Quando qualcosa attraversato da elettricità si avvicinava all’asta, le foglie si muovevano. Se fossero elettrificati con la stessa quantità di carica, si respingerebbero l’uno dall’altro.
Ruolo nella misurazione della radioattività
Uno degli usi più innovativi dell’elettroscopio avvenne nel 1800 sotto i ricercatori Marie e Pierre Curie. Versioni molto sofisticate dello strumento sono state utilizzate da questi ricercatori per esaminare la radioattività. I materiali radioattivi ionizzano una sostanza all’interno dell’elettroscopio carico. La ionizzazione che avviene fa sì che la carica fuoriesca dal dispositivo più rapidamente di quanto farebbe normalmente. Viene quindi misurata la velocità con cui l’utensile perde la sua carica e questa velocità è proporzionale all’intensità della radiazione.
Esempi più moderni
Gli elettroscopi sono spesso considerati oggetti di curiosità e antichità. Molti sono in ottima forma nonostante abbiano centinaia di anni e sono ancora in grado di produrre risultati accurati; con l’avanzare della tecnologia, tuttavia, anche i mezzi per misurare la carica elettrica sono aumentati, il che significa che gli elettroscopi non vengono più utilizzati realmente, almeno non come mezzo per determinare la carica inizialmente. Più spesso questi compiti sono delegati ai relativi ma più avanzati elettrometri, molti dei quali digitali e in grado di fornire risultati immediati e molto più precisi. Molti sono anche in grado di trasmettere letture e risultati elettronicamente.