Ein Elektroskop ist ein wissenschaftliches Gerät, das elektrische oder in einigen Fällen radioaktive Ladungen in einem Zielobjekt messen kann. Obwohl das Tool immer noch häufig in wissenschaftlichen Labors verwendet wird, dient es in erster Linie dem Unterrichten – heute findet man es am häufigsten in einer Schule oder Universität. Moderne Forscher verwenden in der Regel fortschrittlichere, oft digital gesteuerte Tools, die schneller sind und in der Regel präziser sind. Altmodische oder frühe Elektroskope werden oft als Lehrmittel geschätzt, weil sie leicht bei der Arbeit beobachtet werden können. Sie bestehen normalerweise aus einem Metallmaterial, das es ermöglicht, dass sich eine elektrische Ladung über die gesamte Oberfläche des Instruments ausbreitet. Dies wird oft durch Induktion erreicht, was bedeutet, dass ein Gegenstand eine positive oder negative Ladung erhält, ohne ihn mit einem anderen bereits geladenen Objekt zu berühren. Die beiden häufigsten Variationen verwenden entweder eine Markkugel oder ein Blattgold für die Flexion und Induktion, aber in der Vergangenheit gab es viele verschiedene Modelle.
Hauptziel
Es gibt eine Reihe von Gründen, warum Menschen, insbesondere wissenschaftliche Forscher, etwas über die elektrischen Ladungen in einer bestimmten Substanz wissen möchten. Elektrische Ladung tritt auf atomarer Ebene auf und beeinflusst viele der Wirkungsweisen verschiedener Stoffe allein oder in Kombination mit anderen Materialien. Elektroskope wurden zum großen Teil entwickelt, um Forschern zu ermöglichen, festzustellen, ob eine bestimmte Substanz eine solche Ladung hatte oder nicht.
In den meisten Fällen können Elektroskope nicht erkennen, ob eine Ladung positiv oder negativ ist; sie sind nur in der Lage, Informationen darüber zu übermitteln, wie viel Ladung vorhanden ist. Modelle aller Varianten haben in der Regel Dreharme, die erkennen lassen, ob eine Ladung vorhanden ist oder nicht. Die Arme können vertikal bleiben, wenn keine Ladung vorhanden ist, und sich bewegen, wenn die Maschine aufgeladen wird. Die Bewegung der Arme kann auch durch Gegenstände in der Nähe beeinträchtigt werden, die eine Ladung enthalten.
Früheste Modelle
Im 1700. Jahrhundert entwickelte der Physiker und Geistliche Jean Antoine Nollet das erste Elektroskop. Er formulierte auch eine Theorie über geladene Körper und wie ein anhaltender elektrischer Strom zwischen ihnen dazu führen kann, dass sie sich entweder anziehen oder abstoßen. Das Instrument war eine Weiterentwicklung im Design des Versoriums, ein Gerät zur Erkennung statischer Elektrizität.
Die Blattgoldmodifikation wurde vom Geistlichen und Wissenschaftler Abraham Bennet erfunden. Sein Gerät bestand aus zwei schmalen Goldblättern, die an einer Stange hingen und von Glas umgeben waren. Wenn etwas, durch das Elektrizität floss, in die Nähe der Stange kam, bewegten sich die Blätter. Würden sie mit der gleichen Ladung elektrisiert, würden sie sich voneinander abstoßen.
Rolle bei der Messung der Radioaktivität
Eine der innovativsten Anwendungen des Elektroskops entstand im 1800. Jahrhundert unter den Forschern Marie und Pierre Curie. Sehr ausgeklügelte Versionen des Instruments wurden von diesen Forschern verwendet, um die Radioaktivität zu untersuchen. Radioaktive Materialien ionisieren eine Substanz im geladenen Elektroskop. Durch die stattfindende Ionisierung entweicht die Ladung schneller als normalerweise. Dann wird die Geschwindigkeit gemessen, mit der das Werkzeug seine Ladung verliert, und diese Geschwindigkeit ist proportional zur Strahlungsintensität.
Weitere moderne Beispiele
Elektroskope werden oft als Kuriositäten und Antiquitäten angesehen. Viele sind in ausgezeichnetem Zustand, obwohl sie Hunderte von Jahren alt sind, und sind immer noch in der Lage, genaue Ergebnisse zu erzielen; Mit dem Fortschritt der Technik gibt es aber auch die Möglichkeit, elektrische Ladung zu messen, was bedeutet, dass Elektroskope nicht mehr wirklich verwendet werden, zumindest nicht als Mittel zur anfänglichen Ladungsbestimmung. Häufiger werden diese Aufgaben an verwandte, aber fortschrittlichere Elektrometer delegiert, von denen viele digital sind und in der Lage sind, sofortige und viel genauere Ergebnisse zu liefern. Viele sind auch in der Lage, Messwerte und Befunde elektronisch zu übermitteln.