ELECTROSCOPIO El electroscopio consiste en una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de aluminio muy delgado. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electriza y las laminillas cargadas con igual signo de electricidad se repelen, separándose, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal. Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos. Un electroscopio pierde gradualmente su carga debido a la conductividad eléctrica del aire producida por su contenido en iones. Por ello la velocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de un campo eléctrico o se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente. Por este motivo, el electroscopio se puede utilizar para medir la radiación de fondo en presencia de materiales radiactivos. COMO FUNCIONA UN ELECTROSCOPIO Inicialmente hay aproximadamente el mismo número de electrones cargados negativamente (-) y protones cargados positivamente (+) en el terminal. Pero el disco de vinilo tiene muchos más electrones negativos que protones positivos, así que decimos que tiene una carga negativa. Cuando el vinilo negativo se mueve cerca del terminal, los electrones del vinilo repelen los electrones del terminal. Esto se debe a que las cargas se repelen entre sí. En este caso, negativo es repelente negativo. Esto deja la mayoría de los protones positivos en el terminal mientras que los electrones negativos son repelidos por el alambre y a las hojas de papel aluminio. Las hojas son libres de moverse un poco y como ahora están cargadas negativamente, se repelen entre sí. Así es como sabemos que el disco de vinilo está cargado. Si el disco de vinilo tuviera el mismo número de cargas positivas y negativas, esto no ocurriría. PARA QUE SIRVE Se puede usar un electroscopio para tener una idea de cuánta carga eléctrica hay en un objeto. Por sí mismo, no puede decirle si un objeto está cargado negativamente o cargado positivamente, o darle un valor numérico por la cantidad de carga, pero le dirá si está cargado. Si se tiene dos objetos cargados, se puede saber si uno está más cargado que el otro, basándose en cuánto se separan las hojas en el electroscopio. Para saber si un objeto está cargado positivamente o cargado negativamente, tendrá que aprender a cargar inductivamente un electroscopio. Hacer un electroscopio de papel aluminio 1 Consigue los materiales. La mayoría de estos materiales son artículos del hogar que son fáciles de encontrar. Para hacer este electroscopio necesitarás los siguientes materiales:[3] un frasco transparente (de vidrio o plástico) la tapa del frasco cable de cobre de calibre 14 (se puede obtener en cualquier tienda de productos para el hogar o ferretería) una pajilla de plástico tijeras una pistola de pegamento termofusible papel aluminio pinzas cortadoras de cable alicate una regla un martillo cinta un globo 2 Corta el cable de cobre a 25,4 cm (10 pulgadas) y la pajilla de plástico a 5,1 cm (2 pulgadas). Pide ayuda de un adulto para cortar el cable de cobre con las pinzas cortadoras de cable. La pajilla puede ser cortada con las tijeras. Mídelos con la regla y córtalos a la longitud deseada.[4] Cuando cortes el cable, a veces algunas piezas podrían salir volando durante el corte. Se recomienda usar protección para los ojos en este paso. 3 Haz un hoyo en la tapa del frasco. El hoyo necesita ser lo suficientemente grande para que quepa la pajilla. Pídele ayuda a un adulto para este paso. Coloca un clavo o un punzón en el centro de la tapa del frasco y martilla hasta que tengas un hoyo del tamaño adecuado. Ten cuidado con este paso. Se recomienda que uses protección para los ojos en caso de que algunos pedazos de plástico salgan volando durante el martilleo. Si haces demasiado grande el hoyo, simplemente añade más pegamento termofusible en el siguiente paso para ajustar la pajilla en su lugar. 4 Asegura la pajilla en la tapa con pegamento termofusible. Inserta la pajilla en el hoyo hasta que la mistad de la pajilla esté por arriba y la mitad por debajo de la tapa. Con la pistola de pegamento termofusible, asegura la pajilla en su lugar pegando a lo largo del borde de la pajilla y el hoyo.[5] Pide supervisión de un adulto con la pistola de pegamento termofusible, ya que está muy caliente y puede causar quemaduras. 5 Dobla los 10,2 cm (4 pulgadas) de la parte superior del cable de cobre en una espiral. Esta espiral es importante porque permite que los electrones se transfieran de un objeto al electroscopio. Una mayor área superficial significa una mayor transferencia de electrones y una mayor respuesta del electroscopio. Sujeta un extremo del cable con los alicates y giralo para crear la forma de espiral. Crea un espiral suelto al dejar algo de espacio entre cada rizo. 6 Inserta el cobre en la pajilla y haz un gancho de 2,5 cm (1 pulgada) de longitud. Inserta el extremo recto del cable en la pajilla para que la espiral esté en la parte superior de la tapa. Con los últimos 2,5 centímetros del cable, transforma la punta recta en un gancho. Este gancho mantendrá al papel aluminio en su lugar.[6] Sujeta el extremo del cable con el alicate para darle la forma adecuada al cable. El gancho no necesita ser perfecto, solo necesita poder sujetar al papel aluminio en su lugar. 7 Corta dos triángulos de papel aluminio. El tamaño de los triángulos dependerá del tamaño del frasco. No querrás que estos triángulos toquen ningún extremo del frasco. Un buen punto de partida es hacer que la altura del triángulo sea de unos 5 cm (2 pulgadas) y la base de unos 2,5 cm (1 pulgada). Corta los dos triángulos de forma separada, pero hazlos idénticos. Crea un agujero pequeño en la punta de cada triángulo. El hoyo necesita ser lo suficientemente grande como para introducir el cable de cobre. Si rompes el papel aluminio, simplemente crea uno nuevo. Evita arrugar el papel aluminio durante este proceso. Intenta dejarlo lo más liso posible. 8 Cuelga los triángulos en el cable de cobre y coloca la tapa en la jarra. Cuelga cada triángulo en el gancho de cobre que hiciste. Asegúrate de que las hojas de papel aluminio se toquen la una a la otra.[7] Si las hojas no se tocan la una a la otra, intenta cambiar la forma del gancho para que se puedan tocar. Coloca cuidadosamente la tapa en el frasco para completar el electroscopio. 9 Prueba el electroscopio con un globo cargado. Consigue un globo, ínflalo y frótalo con fuerza contra una tela o el cabello. Después acerca la región frotada del globo a la esfera metálica del electroscopio sin tocarla. ¿Qué ocurre con las láminas del electroscopio? Las hojas se alejan una de la otra ¿cómo se distribuyen los electrones en el electroscopio cuando acercas el globo cargado? Los electrones se transfieren a través del cable de cobre y de ahí al papel aluminio. Frota nuevamente el globo y en esta ocasión toca la esfera metálica del electroscopio con la región frotada ¿qué ocurre con las láminas del electroscopio? Se acercan entre ellas a medida que el globo esta mas cerca ¿cómo se distribuyen los electrones en el electroscopio cuando lo tocas con el globo cargado? Entre el globo y la esfera Con base en lo observado analiza y discute ¿existe alguna forma en la que las placas electromagnéticas permanezcan separadas aun cuando no se le acerque o toque con un globo cargado? no
