Elektroskop

ELEKTROSKOP


Bir cismin yüklü olup olmadığını, yüklü ise yükünün işaretini anlamaya yarayan alete elektroskop denir Elektroskobun basitçe yapısı şekildeki gibidir Metal bir topuz, metal bir tel, iletken çok hafif iki yaprak ve cam fanustan oluşmaktadır







Elektroskop yüksüz iken, yapraklar kapalı ve yapraklar arasındaki açı sıfır derecedir Elektroskop yüklendiğinde, her iki yaprakta aynı cins ve eşit yükle yüklenir ve birbirlerini iterek yapraklar açılır Yapraklar arasındaki açı yük miktarı ile orantılıdır Yük miktarı artarsa, açı artar, yük miktarı azalırsa, yapraklar arasındaki açı da azalır


Buna göre, elektroskobun yüklü olup olmadığını, yaprakların açık olup olmadığından anlayabiliriz
Nötr bir elektroskoba bir cisim dokundurulduğunda, yapraklar açılıyorsa dokundurulan cisim mutlaka yüklü demektir Dokunmayla elektriklenme sonucu elektroskopta yüklenir ve yaprakları açılır Fakat bu durumda yükün işareti anlaşılamaz
Yükün işaretini anlayabilmek için, yükünün işareti bilinen bir elektroskoba yüklü cismi yaklaştırmamız gerekir Şekildeki (–) yüklü elektroskoba K cismi yaklaştırıldığında yapraklar biraz açılıyor





Yaprakların biraz açılmasının nedeni, yapraklardaki yük miktarının artmasıdır Yani topuzdan yapraklara (–) yükler itilmiştir Topuzdan yapraklara (–) yüklerin itilebilmesi için K cisminin yükünün işareti (–) olmalıdır
Eğer K cismi yaklaştırıldığında elektroskobun yaprakları biraz kapanıyorsa, yapraklardaki yük miktarı azalıyor yani topuza yapraklardan yük çekiliyordur Buna göre, K cisminin yükünün işareti (+) dır






Yüklü bir cisim, yüklü bir elektroskoba yaklaştırıldığında yapraklar biraz açılıyorsa , cisim ile elektroskop aynı cins yükle yüklü, yapraklar biraz kapanıyorsa , cisim elektroskopla zıt yüklüdür
Cisim yaklaştırılırken yapraklar biraz açılıyorsa, uzaklaştırılırken yapraklar biraz kapanıyordurYani yaklaşma uzaklaşma birinin tersi olur

Nötr bir elektroskoba (–) yüklü bir K cismi yaklaştırıldığında elektroskop etki ile elektriklenir Yapraklar (–) yükle yüklenirken, topuz ise (+) yükle yüklenir, (+) yüklü cisim yaklaştırılsa idi, yapraklar (+), topuz ise (–) yükle yüklenirdi






Yüklü bir cismi yüklü bir elektroskoba dokundurduğumuzda, yaprakların hareketinin nasıl olacağını anlamak için yük miktarlarını ve yükün işaretini bilmek gerekir





1°) qE = – 3q, qK = +q ise, birbirlerine dokundurulduğunda, toplam yük qT = – 3q + q = – 2q olur ve bu yükü aralarında paylaşırlar Dolayısıyla elektroskobun yük miktarı azalır ve yapraklar biraz kapanır
2°) qE = + q, qK = – q olsa idi elektroskobun yük miktarı sıfır olur ve yapraklar tamamen kapanırdı
3°) qE = – q, qK = +4q ise, toplam yük
qT = + 4q – q = + 3q olur Elektkroskobun ilk yükü (–) işaretli iken dokundurduktan sonra (+) işaretli olur Bu durumda elektroskobun yaprakları önce kapanır, sonra tekrar açılır
Elektroskop ve dokundurulan cismin yükünün işareti aynı ise, elektroskobun yapraklarının hareketini bilebilmek için kapasitelerinin de bilinmesi gerekir





Şekilde +q yüklü çubuk ve elektroskop birbirine dokundurulduğunda üç ihtimal vardır
1°) Kapasiteleri eşit ise, yük geçişi olmaz ve elektroskobun yaprakları arasındaki açı değişmez
2°) Elektroskobun kapasitesi büyük ise, toplam yükün (+2q) yarıdan fazlasını alır ve yapraklar biraz açılır
3°) Çubuğun kapasitesi büyük ise, çubuk toplam yükün (+2q) yarıdan fazlasını alır ve elektroskobun yaprakları biraz kapanır

Şekilde (–) yüklü bir cisim, (+) yüklüelektroskoba sürekli yaklaştırılıyor Bu durumda elektroskobun topuzundaki (–) yüklerin (elektroskobun topuzu (+) yüklü olsa da (–) yüklerde vardır) bir kısmı yapraklara itilir ve yapraklardaki (+) yük miktarı azalır Dolayısıyla yapraklar biraz kapanır Yaklaştırmaya devam edildiğinde ve yapraklardaki (+) yüke eşit miktar (–) yük itildiğinde, yapraklar tamamen kapanır





Yine yaklaştırılmaya devam edilir ve yapraklardaki (+) yükten daha fazla (–) yük itilirse, yapraklar (–) yükle yüklenir ve tekrar açılır
Yüksüz (nötr) bir elektroskoba (–) yüklü bir cisim yaklaştırıldığında etki ile elektriklenir ve yapraklar (–), topuz (+) yükle yüklenir
Bu durumda iken, elektroskobun topuzu topraklanırsa, yapraklardaki (–) yükler toprağa akar ve yapraklar tamamen kapanır Çünkü iletilen yükler mümkün olan en uzağa yani toprağa itilir

Daha sonra toprak bağlantısı kesilir ve cisim uzaklaştırılırsa, elektroskop (+) yükle yüklenmiş olur

Özel Durumlar

1 İçi boş iletken bir küre yüklendiğinde, yükler kürenin dış yüzeyinde toplanır Çünkü yükler birbirini karşılıklı olarak mümkün olan en uzağa yani dış yüzeye doğru iterler İç yüzey nötr dür




2 Yine nötr bir kürenin iç yü-zeyine (–) yüklü X cismi dokundurduğumuzda, X küresi yükünün tamamını büyük küreye aktarır ve kendisi nötr hale gelir Eğer (–) yüklü X küresi, büyük kürenin dışına dokundurulsaydı, toplam yükü aralarında yarıçapları oranında paylaşırlar idi






3 (+) yüklü X küresi nötrkürenin içine değmeyecek şekilde salındırıldığında, etki ile elektriklenme olur Kürenin iç yüzeyine (–) yükler çekilir Dış yüzeyinde ise (+) yük fazlalığı oluşur




4 Yüklü iletken cisimlerin sivri uçlarında daha fazla yük toplanır