Konu anlatımı
Bir cismin yüklü olup olmadığını gözle göremeyiz; elektroskop bu bilgiyi yapraklarının açılıp kapanmasıyla verir. Bu alt başlıkta elektroskobun yapısını, nasıl yüklendiğini ve yüklü bir elektroskopla bir cismin yükünün işaretinin nasıl belirlendiğini göreceksin.
Yapı ve çalışma
Elektroskopta metal bir topuz, ona bağlı iletken bir çubuk ve çubuğun alt ucunda iki ince metal yaprak bulunur; bu iletken bölüm yalıtkan bir tıpa ile cam bir kabın içine yerleştirilir. Elektroskop yüklenince yükler topuz, çubuk ve yapraklara dağılır. Yapraklar aynı işaretle yüklendiği için birbirini iter ve açılır; yaprakların açıklığı yaprakların taşıdığı yük arttıkça artar. Nötr elektroskobun yaprakları kapalıdır.
Nötr elektroskobun yüklenmesi
Nötr bir elektroskobun topuzuna yüklü bir cisim dokunmadan yaklaştırılırsa etki ile yük ayrılması olur: topuzda cisme zıt, yapraklarda cisimle aynı işaretli yük toplanır ve yapraklar açılır. Cisim uzaklaştırılınca yapraklar yeniden kapanır. Yüklü cisim topuza dokundurulursa yükün bir kısmı elektroskoba geçer ve elektroskop cisimle aynı işaretle yüklenir; cisim çekilse de yapraklar açık kalır. Yüklü bir elektroskobun topuzuna parmakla dokunulursa elektroskop topraklanır ve yapraklar kapanır.
Yük işaretini belirleme
İşareti bilinen yüklü bir elektroskobun topuzuna bir cisim dokundurulmadan yaklaştırılır. Yapraklar daha çok açılıyorsa cisim elektroskopla aynı işaretli yüklüdür; bu sonuç kesindir. Yapraklar biraz kapanıyorsa cisim zıt işaretli yüklü ya da nötr bir iletken olabilir. Zıt yüklü cismin yükü çok büyükse yapraklar önce tamamen kapanır, sonra yeniden açılabilir. Yapraklarda hiçbir değişiklik olmuyorsa cisim nötr bir yalıtkan olabilir.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. (−) yüklü bir elektroskobun topuzuna K, L ve M cisimleri dokundurulmadan ayrı ayrı yaklaştırılıyor. K yaklaşınca yapraklar daha çok açılıyor, L yaklaşınca biraz kapanıyor, M yaklaşınca önce tamamen kapanıp sonra yeniden açılıyor. Cisimlerin yükleri hakkında ne söylenebilir?
Çözüm. K yaklaşınca yapraklar daha çok açıldığına göre K, elektroskopla aynı işaretli, yani (−) yüklüdür; bu kesindir. L yaklaşınca yapraklar biraz kapandığı için L (+) yüklü ya da nötr bir iletken olabilir. M yaklaşınca yapraklar önce kapanıp sonra yeniden açıldığına göre M, yaprakların yükünü önce nötrleyip sonra ters işaretle yükleyecek kadar büyük (+) yüke sahiptir.
Örnek 2. Nötr bir elektroskobun topuzuna (+) yüklü bir çubuk dokundurulmadan yaklaştırılıyor. Yapraklar ne olur? Çubuk topuza dokundurulup çekilirse ne olur?
Çözüm. Çubuk yaklaşınca topuzdaki elektronları kendine çeker; topuz (−), yapraklar (+) yüklenir ve yapraklar açılır. Çubuk dokundurulmadan uzaklaştırılsaydı yapraklar kapanırdı. Çubuk topuza dokundurulursa elektroskoptan çubuğa elektron geçer ve elektroskop (+) yüklenir; çubuk çekilince bile yapraklar açık kalır.
Sık yapılan hatalar
- Yaprakların biraz kapanmasını cismin zıt yüklü olduğunun kesin kanıtı saymak; nötr iletken de aynı etkiyi yapar.
- Etki ile açılan yaprakların cisim uzaklaşınca da açık kalacağını sanmak.
- Dokunma ile yüklenen elektroskobun cisme zıt işaretle yüklendiğini düşünmek.
- Yapraklar aynı işaretle yüklenince birbirini iterek açılır.
- Yaprakların daha çok açılması, cismin elektroskopla aynı işaretli olduğunu kesin gösterir.
- Dokunmayla elektroskop cisimle aynı işaretle yüklenir; topraklanınca yapraklar kapanır.