Бумажный электроскоп

Органайзер исследователя

Электроскоп – физический прибор, предназначенный для обнаружения электрического заряда, позволяющий судить о потенциале заряженного тела.
В кабинете физики СПб АППО хранятся два бумажных электроскопа. На фото Вы видите общий вид и увеличенную рабочую часть приборов.

1. Общие габариты: диаметр основания 110 мм, высота 220 мм

2. Общие габариты: диаметр основания 110 мм, высота 240 мм

Исследовательская задача. Используя материал статьи, определите какой из электроскопов по своим характеристикам подходит под описание, сделанное впервые Бруно Юльевичем Кольбе в книге «Статическое электричество» (1893). Другими словами, какой из приборов может иметь название электроскоп Кольбе.
Шаг 1. Изучите описание бумажного электроскопа:

Рисунок 1. Бумажный электроскоп

«Вы видите широкогорлую склянку (рис.1А), отрезанное дно которой заменено металлической пластиной (с загнутыми краями). Сверху склянка заперта эбонитовой пробкой, чрез которую проходит полированный и никелированный латунный стержень; на верхнем конце его навинчен шарик (никелированный). К этому стержню прикреплены внутри склянки два крючка из тонкой гладкой нейзильберной проволоки, а к ним подвешены две полоски из шелковой (папиросной) бумаги, хорошо вращающиеся на этих крючках. Нижний конец листочков расширен и загнут под прямым углом, что дает возможность видеть положение листочков издали» (Кольбе Б.Ю.)
Шаг 2. Выберите значимые критерии по которым можно будет проводить сопоставление демонстрационных приборов. Для этого вспомним основные требования к демонстрационному эксперименту. Размеры приборов, их расположение и освещение должны всегда обеспечивать достаточную видимость (обозреваемость) основных частей и деталей установки для всех учащихся, со всех мест класса. Без этого опыт теряет свое значение, становится бесполезным и чаще всего приводит сначала к нарушению дисциплины, а затем к потере интереса.
Следует позаботиться о наглядности и выразительности опытов, чтобы каждый ученик непременно заметил демонстрируемое явление. Для этого следует собирать по возможности наиболее простые установки, в которых четко, как бы само собой, выделялись бы основные части. Каждый опыт, показываемый в классе, должен быть надежным, т. е. тщательно подготовленным, неоднократно испытанным, обеспечивающим удачу. Неудавшаяся демонстрация нарушает ход урока, всегда вызывает разочарование и даже может зародить недоверие к учителю.
Как правило, демонстрационные опыты должны отличаться кратковременностью, чтобы не затягивать урока. Учителю необходимо обращать внимание на темп выполнения опытов: он всегда должен соответствовать темпу восприятия учащимися демонстрируемого материала. В случае необходимости опыт можно повторить несколько раз, например, когда надо устранить предположение о случайности показанного явления или, когда не все учащиеся успевают увидеть необходимые детали.
Шаг 3. По фотографиям и рисункам выявите показатели (индикаторы), соответствующие каждому критерию. Подсказки: рассмотрите конструкцию рабочей части приборов, обратите внимание на положение крючков относительно стержня, форму листочков. Нельзя забывать и о надежности демонстрации при проведении элементарных опытов по электростатике, чему способствует наличие у электроскопа металлического дна и возможность использования шаровых кондукторов.
Шаг 4. Сформулируйте выводы. Проверьте себя.
Историческая справка: «Первый электроскоп был устроен Вольта: прибор состоял из металлического стержня, пропущенного через каучуковую пробку, которая закрывала стеклянную бутылку. Верхний конец металлического стержня оканчивался металлическим шариком, а к низшему концу, находящемуся внутри бутылки, привешивались 2 соломинки. При соединении прибора с наэлектризованным телом соломинки, как тела наэлектризованные одноименно, отталкивались, и таким образом можно было судить, заряжено данное тело или нет. Дальнейшее усовершенствование приборов этого рода состояло в том, что вместо соломинок стали привешивать листки из тонкой бумаги или же тонкие золотые листочки, вследствие чего получилась возможность обнаруживать слабые заряды на телах» (Ф. Индриксон, «Электрометр», ЭСБЕ).