Ett elektroskop är en del av vetenskaplig utrustning som kan mäta elektriska eller i vissa fall radioaktiva laddningar inom ett målobjekt. Även om verktyget fortfarande används ofta i vetenskapliga laboratorier, är det främst instruktionsmässigt – det vanligaste stället att hitta det idag är i en skola eller ett universitet. Moderna forskare använder vanligtvis mer avancerade verktyg, ofta digitalt drivna, som är snabbare och tenderar att vara mer exakta. Gammaldags eller tidiga elektroskop värderas ofta som instruktionsverktyg på grund av hur lätt de kan observeras fungera. De är vanligtvis konstruerade av ett metallmaterial, vilket gör att en elektrisk laddning kan spridas över instrumentets yta. Detta åstadkoms ofta genom induktion, vilket innebär att få ett föremål att ha en positiv eller negativ laddning utan att röra det vid ett annat redan laddat föremål. De två vanligaste varianterna använder antingen en märgkula eller ett bladguld för böjning och induktion, men historiskt har det funnits många olika modeller.
Huvudmål
Det finns ett par anledningar till varför människor, särskilt vetenskapliga forskare, vill veta om de elektriska laddningarna inom ett visst ämne. Elektrisk laddning uppstår på atomnivå och påverkar många av de sätt på vilka olika ämnen verkar antingen på egen hand eller i kombination med andra material. Elektroskop utvecklades till stor del för att göra det möjligt för forskare att avgöra om ett visst ämne hade en sådan laddning eller inte.
I de flesta fall kan elektroskop inte avgöra om en laddning är positiv eller negativ; de kan bara förmedla information om hur mycket av en avgift som finns. Modeller av alla varianter har vanligtvis vridbara armar som avslöjar om det finns en laddning eller inte. Armarna kan förbli vertikala om det inte finns någon laddning och rör sig när maskinen tar emot en laddning. Armarnas rörelser kan också påverkas av föremål i närheten som innehåller en laddning.
De tidigaste modellerna
På 1700-talet utformade fysikern och prästen Jean Antoine Nollet det första elektroskopet. Han formulerade också en teori om laddade kroppar, och hur en ihållande elström mellan dem kan få dem att antingen attrahera eller stöta bort. Instrumentet var framsteg i design på versorium, en enhet för att upptäcka statisk elektricitet.
Bladguldmodifikationen uppfanns av prästen och vetenskapsmannen Abraham Bennet. Hans enhet bestod av två smala guldblad som hängde från en stång och omgivna av glas. När något med elektricitet som flödade genom den kom nära staven, rörde löven på sig. Om de elektrifierades med samma mängd laddning skulle de stöta bort från varandra.
Roll i att mäta radioaktivitet
En av de mest innovativa användningarna av elektroskopet kom till på 1800-talet under forskarna Marie och Pierre Curie. Mycket sofistikerade versioner av instrumentet användes av dessa forskare för att undersöka radioaktivitet. Radioaktiva material joniserar ett ämne i det laddade elektroskopet. Den joniserande som sker gör att laddningen flyr från enheten snabbare än den normalt skulle göra. Den hastighet med vilken verktyget förlorar sin laddning mäts sedan, och denna hastighet är proportionell mot strålningsintensiteten.
Fler moderna exempel
Elektroskop betraktas ofta som föremål för kuriosa och antiken. Många är i utmärkt form trots att de är hundratals år gamla och är fortfarande kapabla att ge exakta resultat; i takt med att tekniken har utvecklats, har dock metoder för att mäta elektrisk laddning, vilket innebär att elektroskop inte riktigt används längre, åtminstone inte som ett sätt att bestämma laddningen initialt. Oftare delegeras dessa uppgifter till relaterade men mer avancerade elektrometrar, av vilka många är digitala och kan ge omedelbara och mycket mer exakta resultat. Många kan också överföra avläsningar och fynd elektroniskt.