Skip to main content

للتجربة في البيت - دمية إلكتروسكوب

ماذا نرى؟

قنينة شفافة وفي داخلها دُميه المصنوعة من سلك من الحديد. أيدي الدمية وأرجلها مصنوعة من ورق الألمنيوم
(القصدير) ("ورق الفضة") الخفيف. عندما نقوم بتقريب مقبض أو مسطرة من البلاستيك الى غطاء القنينة فان الدمية تبدأ بتحريك الأيدي والأرجل و " ترقص".         

دمية إلكتروسكوب

 

ماذا نأخذ؟

  • قنينة كبيرة شفافة، مغسولة وجافة مع غطاء بلاستيكي جيد.
  • سلك حديدي رفيع ( قطره يتراوح بين نصف ملم واحد).
  • ورق ألمونيوم خفيف، من النوع المستعمل في المطبخ، أو من الممكن استخدام ورق تغطيه الشوكولاطه، إذا تم استعمال ورق الشوكولاطة الذي يحوي طبقة من ورق الصمغ، من المفضل تقشير ورق الصمغ.
  • زُرديه لانحناء السلك المعدني، مقص لقص ورق الألمونيوم، شمعه أو لهبة من الغاز.
  • صمغ "اوبوكسي" أو مقدح من الصمغ الحار لإلصاق الدمية الى الغطاء. اذا لم يتواجد- من الممكن ان نعمل ذلك بواسطة صمغ الشمعة.
  • مقبض او مسطرة بلاستيكيه، قطع من النايلون والقماش من أنواع مختلفة لإنتاج الكهرباء الساكنة.
 

طريقة البناء:

1- نقص قطعة من السلك الحديدي بطول يعادل ما يقارب نصف طول القنينة. نعمل حلقه واحدة في طرف السلك وفي نصف السلك تقريباً- نعمل حلقتين، واحدة إلى جانب الأخرى  (أنظر للرسم). من المهم أن تكون الحلقات مفتوحة، كي نستطيع إدخال ورق الألمونيوم عن طريقها.
 
خيط من الحديد
 
2- نقص من قطعة الكلكار أو البلاستيك كره التي سنستعملها كرأس الدمية. يجب على الرأس (الكرة) أن يكون بحجم يتلاءم مع القنينة كي يستطيع الدخول عبر فتحة القنينة. نسخن بواسطة الشمعة أو بمساعدة لهبة الغاز الجزء المستقيم للسلك الحديدي وندخله عبر رأس الدمية (انظر إلى الرسم).

 

وجه
 

3. نُسخن القسم المستقيم للسلك الحديدي مرة أخرى وندخله عن طريق مركز غطاء القنينة (انظر للرسم).

 

وجه وقبعة

 

4. نلصق السلك الحديدي إلى الغطاء بواسطة صمغ الاوبوكسي، أو صمغ حار أو صمغ الشمعة. يجب الانتباه بعدم استخدام الكثير من الصمغ كي لا نوسخ أو نغلق الغطاء.
5. نقص قطع من ورق الألمونيوم عرضها كنصف سم وطولها يتلاءم مع أيدي وأرجل الدميه. على طول الأرجل أن يتلاءم بشكل إذا كانت الدمية داخل القنينة لا تلمس قاع القنينة. ( تقريباً 5 سم).
6. نثقب ( بواسطة السلك الحديدي ) ثقب في طرف كل يد ورجل وندخلها الى الحلقات. اصعب جزء هو إدخال اليدين. ندخل أولاً عن طريق الحلقة في طرف السلك (حلقة الأرجل) ونرفعها الى الأعلى حتى مكانها (انظر إلى الرسم).

 

تمرير اليدين
7.بلطافة " نحرك " الأيدي والأرجل ونُوسع الثقوب حتى نرى بان الأيدي والأرجل تهتز وتتحرك بسهوله إلى الجوانب.
 
8.ندخل الدمية بحذر إلى القنينة ونغلق الغطاء. 
9.نحك قضيب البلاستيك بواسطة قطعة من القماش أو البلاستيك ونقربه إلى حلقة السلك الحديدي، التي تخرج من الغطاء، بعد عدة محاولات نرى بان الدمية تبدأ " بالرقص".

 

رقص الدّمية

 

10.إذا لم تنجحوا حاولوا الحك بقماش أو بلاستيك من نوع آخر.

أين يتواجد العلم هنا؟

الدمية التي قمنا ببنائها هي عملياً طريقه مطوره لجهاز تاريخي لقياس الكهرباء الساكنة الذي يُدعى: "الكترو سكوب".

الكهرباء الساكنة (على عكس التيار الكهربائي) هو اسم عام لشحنات كهربائية الثابتة في مكان معين ولا تتحرك (هم ساكنون). نفرق بين نوعين من الشحنات الكهربائية: الموجبة ( اشارتها +) والسالبة (اشارتها -) .هذه الشحنات الكهربائية تُفَعِّل قوى على بعضها البعض:
شحنات من نفس النوع ( متشابهه) ( + مع + أو -مع - ) تنفر عن بعضها البعض.
شحنات مختلفة ( + مع -) تنجذب الى بعضها البعض.

مبدأ عمل الالكترو سكوب بسيط جداً : شحنة كهربائية التي تصل إلى السلك الحديدي "تتحرك" على طول السلك لكل أجزاء الدمية وتشحنها ( انظروا إلى الرسمة في الأعلى). لا يهم إذا كانت الشحنة موجبه أم سالبه- على أية حال سيكون من نفس النوع. بما أن شحنات من نفس النوع ( متشابهه) تتنافر- لذلك أيدي وأرجل الدمية تتباعد عن بعضها البعض وترتفع إلى أعلى.

في الأجهزة العلمية أضافوا لائحة تأشير قبل ورقة الألمونيوم وملائمة للزاوية التي ابتعدوا عن بعض كان بالإمكان معرفة ما هي شدة الشحنة الكهربائية.

 

الكتروسكوب

 

كي "نصنع" الكهرباء الساكنة نحن نحك مادتين مختلفتين، عملية الحك تُسبب للشحنات السالبة (على الأغلب سالبه) بان تنتقل من مادة إلى أخرى.

ماذا أيضاً؟

  • عندما تقومون بتقريب المسطرة المشحونة (التي قمتم بحكها بواسطة قطعة من القماش ) انظروا ماذا حدث؟
  • حاولوا تقريب قطعة القماش المشحونة إلى رأس الدمية ( التي قمتم بحكها بواسطة المسطرة) وانظروا ماذا حدث؟
  • بدلاً من تقريب المسطرة المشحونة إلى رأس الدمية من الممكن أن نوصل بينهم بشكل دائم بواسطة سلك موصل (من النحاس أو الحديد) رفيع جداً (اقل من نصف ملم) والطول (ما يقارب النصف متر). نمسك السلك في الهواء كي لا يلمس الطاولة بتاتاً (السبب بان لا تتحلل الكهرباء) ونقوم بحك المسطرة. الشحنة ستنتقل على طول السلك من المسطرة إلى الدمية التي سترقص مع كل حك.
Date Created: 17/11/12
Date Updated: 12/12/12