Électroscopes montrent comment des objets avec des charges identiques se repoussent les uns les autres et comment les objets avec des charges différentes attirent. L'électroscope pith de balle tire son nom de la matière végétale, une fois utilisé pour fabriquer une balle qui, lorsqu'il est attaché à une chaîne et correctement ionisé, apparemment défié la gravité. En fait, les expériences pith à billes sont en pleine conformité avec la loi de Coulomb, un principe de physique qui explique ce qui se passe lorsque des particules chargées se réunissent.
Notions de base
Tout matériau léger qui peut ramasser et conserver une charge électrique peut être façonné dans la balle de sureau. A l'origine, les scientifiques ont utilisé la moelle, la matière spongieuse qui retient l'eau à l'intérieur de plantes vasculaires. De nos jours, les boules faites de plastique ou de papier d'aluminium, ou même d'une feuille d'aluminium enroulé autour de balles en plastique, fonctionneront très bien. Frottez une tige de verre avec de la soie pour éliminer certains électrons de la tige, ce qui donne la tige une charge positive. Appuyez sur la tige à la balle de sureau, qui est suspendu à une chaîne. La balle acquiert une charge positive de la tige, parce que la tige a soutiré une partie des électrons de la balle de sureau. Maintenant frotter la tige à nouveau, la restauration de sa charge positive, et essayez de toucher à la balle de sureau. La balle se déplace loin de la tige, parce que les objets avec des charges identiques se repoussent les uns les autres.
La loi de Coulomb
Essayez à nouveau cette expérience avec un électroscope équipé de deux boules de sureau, chaque pend de sa propre chaîne. Les deux balles seront chargés positivement et se repoussent les uns les autres. Les boules se balancer à part, formant un «V» inversé Quelle distance les boules de sureau propagation dépend du nombre d'électrons chacun a perdu à la tige de verre; les plus d'électrons perdus, plus la charge positive sur chaque balle, et plus la répulsion. C'est la loi de Coulomb. Les balles sont juste la bonne distance à part pour leur répulsion pour équilibrer la tendance des boules de sureau pendre au bout de leurs cordes - également connu comme la gravité.
Les contraires s'attirent
Vous pouvez également utiliser la moelle balle électroscope pour montrer comment les objets avec des charges à la différence seront attirés les uns aux autres. Tout d'abord, obtenir ces boules de sureau chargées positivement avec la tige de verre, vous frotté avec de la soie. Ensuite, frotter une tige d'ébonite avec de la fourrure. Ebonite est un caoutchouc dur, qui attire les électrons de la fourrure, ce qui rend la tige d'ébonite chargée négativement. Déplacez-le vers les deux boules de sureau, qui seront attirés vers la tige, même si les balles essaient encore de rester en dehors de l'autre. Des charges positives sont attirés par les charges négatives, et vice versa. Voilà la force électromagnétique. Il maintient les électrons chargés négativement encerclant protons chargés positivement dans le noyau d'un atome, jusqu'à ce qu'une force extérieure - disons, un bon frottement - modifie l'équilibre.
Induction and Contact
Les frais peuvent être conférées par contact, deux objets touchant, ou par induction - deux objets se touchant presque. Un ballon frotté avec de la fourrure se charge négativement, et lorsqu'il est déplacé près de deux suspendus boules de sureau fera les deux boules de sureau chargés négativement, de sorte que les boules écartées. Déplacer le ballon loin, et les balles dessinent à nouveau ensemble. Appuyez sur chaque balle de sureau séparément au ballon chargé (prudemment, pour éviter de décharger les balles), et les billes se séparent et restent en dehors. La différence est que la charge induite est pas permanente.