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金箔验电器——1787年

几个世纪以来,验电器一直是科学家研究电学时最常用的仪器之一。亚伯拉罕·班纳特在1787年首次描述了这个版本。


金箔验电器——1787年

验电器是一种用来检测电荷的设备。几个世纪以来,它是科学家用来研究电学的最流行的仪器之一。威廉·吉尔伯特他是一位英国医生,也是著名的De Magnete(《论磁铁》),在17世纪早期建造了早期的验电器。他的设备被命名为versorium它由一根在枢轴上平衡的轻针组成。附近物体的电流使针移动。吉尔伯特利用凡尔赛宫进行了一系列实验,证明除了琥珀之外,许多材料在摩擦时都能带电。

后来的科学家对验电器的设计进行了改进。在18世纪,以排斥为基础的验电器基本上取代了versorium。这些装置的有用性归功于电荷相互排斥的原理(根据现在所知的库仑定律)。本杰明•富兰克林他发明的斥力验电器使用了一对亚麻布线,而他同时代的一些人更喜欢使用双髓球的验电器。为了防止微风、湿气和其他外界影响干扰实验结果,一些研究人员开始将他们的电器部件放在玻璃罐或其他容器中。

图中所示的金箔验电器最早出现在18世纪后期。班纳特亚伯拉罕年,一位牧师和科学家首次描述了这种仪器哲学汇刊在1787年。班纳特的电镜由一对非常细的金箔组成,金箔挂在一根导电棒上,周围是玻璃外壳。这根棒从外壳的顶部伸出来。这样,每当实验者将带电物体靠近它时,杆子就会通过它获得电荷电感.然后电荷流到金箔上,均匀地分布在它们的表面。一旦通电,树叶就会分开,因为它们相似的电荷会引发斥力。一些金箔电器的模型还在顶端有一个导电圆盘或球。在别人的脚上可以找到“接地条”。根据一些消息来源,金属条的目的是保护设备的叶子免受玻璃上静电积聚的影响,尽管一些科学家声称它们实际上提高了验电器的精度。

值得注意的是,就其本身而言,验电器只能显示电荷的存在,而不能显示电荷是正电荷还是负电荷。然而,研究人员很快意识到,电荷的类型很容易确定,只需使用已知电荷(来自琥珀、毛皮或其他熟悉的、经过充分研究的材料)对设备进行初始充电即可。此外,他们还发现验电器在测定电荷的相对数量方面是有用的。通过给他们的电子显微镜配备刻度,科学家们可以很容易地测量金箔之间的角度。他们确定,角度越大,斥力就越强,电荷也就越大。

到了19世纪末,研究人员,比如玛丽和皮埃尔·居里开始使用先进的电器进行研究放射性.在带电的验电器中,放射性物质发出的辐射使仪器内的气体电离。电离使电验器叶片上的电荷慢慢地消散。电荷消散,树叶恢复柔软、无电荷排列的速率与辐射强度成正比。