El electroscopio es un instrumento que se utiliza para saber si un cuerpo está cargadoeléctricamente.1 El electroscopio consiste en una varilla metálica vertical de vidrio que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de aluminio muy delgado. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electriza y las laminillas cargadas con igual signo de electricidad se repelen, separándose, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal. Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos. Un electroscopio pierde gradualmente su carga debido a la conductividad eléctrica del aire producida por su contenido en iones. Por ello la velocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de un campo eléctrico o se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente. Por este motivo, el electroscopio se puede utilizar para medir la radiación de fondo en presencia de materiales radiactivos. El primer electroscopio conocido, el versorium, un electroscopio pivotante de hojuelas de oro, fue inventado por William Gilbert en 1600.2 Un electroscopio es un dispositivo que permite detectar la carga de un objeto cargado aprovechando el fenómeno de separación de cargas por inducción. Si acercamos un cuerpo desnudo cargado con carga positiva, por ejemplo un bolígrafo que ha sido frotado con un paño, las cargas negativas del conductor experimentan una fuerza atractiva hacia el bolígrafo. Por esta razón se acumulan en la parte más cercana a éste. Por el contrario las cargas positivas del conductor experimentan una fuerza de repulsión y por esto se acumulan en la parte más lejana al bolígrafo. Lo que ha ocurrido es que las cargas se han desplazado, pero la suma de cargas positivas es igual a la suma de cargas negativas. Por lo tanto la carga neta del conductor sigue siendo nula. Consideremos ahora que pasa en el electroscopio. Recordemos que un electroscopio está formado esencialmente por un par de hojas metálicas unidas en un extremo. Por ejemplo una tira larga de papel de aluminio doblada al medio. Si acercamos el bolígrafo cargado al electroscopio, como se indica en la figura, la carga negativa será atraída hacia el extremo más cercano del bolígrafo, mientras que la carga positiva se acumulará en el otro extremo, es decir que se distribuirá entre las dos hojas del electroscopio. La situación se muestra en la figura: los dos extremos libres del electroscopio quedaron cargados positivamente y como las cargas de un mismo signo se rechazan las hojas del electroscopio se separan. Si ahora se aleja el bolígrafo, las cargas positivas y negativas del electroscopio vuelven a redistribuirse, la fuerza de repulsión entre las hojas desaparece y se juntan nuevamente. ¿Qué pasa si se toca con un dedo el extremo del electroscopio mientras esta cerca del bolígrafo cargado? La carga negativa acumulada en ese extremo "pasará" a la mano y por lo tanto el electroscopio queda cargado positivamente. Debido a esto las hojas no se juntan cuando se aleja el bolígrafo. * Frasco de vidrio * Trozo de alambre de cobre * Cinta adhesiva * Papel aluminio La tapa del frasco debe ser plástica o de otro material, pero no metálica. En ese caso, deberás hacer una tapa como se muestra en el video. Primero haces un pequeño orificio en la tapa, para que pueda pasar el alambre. Luego de introducirlo por allí, haces un gancho en la parte inferior, y en la superior, una espiral. Ahora debes cortar dos trozos de papel aluminio, con un tamaño aproximado de 4 por 2 centímetros. Los mismos no deben ser muy grandes, para que su peso sea despreciable. Realiza un pequeño orificio en la parte superior de cada trozo. Eso te permitirá colgarlos en el gancho. Coloca la tapa en el frasco, y listo! Al acercar cuerpos cargados, las hojuelas se separarán. Para realizar nuestro experimento necesitamos papel de aluminio, tijeras, pegamento y un globo. Procedimiento: 1 Recortamos unas tiras pequeñas de papel de aluminio 2 Pegamos las tiras de manera que formen una esfera. 3 Llenamos el globo de aire y lo frotamos con un paño de lana. 4 Acercamos el globo a la esfera de papel de aluminio La esfera se estira y puede saltar en dirección al globo. Explicación El globo se carga de electricidad negativa por frotamiento con el paño de lana. Al aproximar el globo cargado la esfera de papel de aluminio inicialmente neutra se carga de electricidad positiva por inducción (sin contacto). Por último, se genera una fuerza atractiva entre las cargas negativas del globo y las cargas positivas de la esfera de papel de aluminio. Dependiendo de la intensidad de dicha fuerza la esfera se deforma más o menos y puede llegar a saltar en dirección al globo. Realizar experimentos de física sobre electrostática y demostrar el efecto Jaula de Faraday. * Sorbete * Globo * Vaso * Detergente * Superficie lisa * Prenda de lana Primero demostraremos cómo las cargas electrostáticas pueden atraer objetos que no están cargados. Para ello, vamos a preparar una solución jabonosa colocando un poco de agua dentro del vaso, y un cucharada de té de detergente de cocina. Toma el sorbete e introdúcelo dentro del líquido, lo sacas, y sobre una superficie lisa creas una burbuja o pompa de jabón como se muestra en el video. Ahora frota el globo (inflado obviamente) sobre una prenda de lana para que se cargue con electricidad estática, y acércalo a la pompa. Como verás, la misma es atraída por el globo aunque no tenga carga eléctrica (la burbuja). Ahora vamos a hacer el mismo experimento, pero crearemos una pompa extra y mas pequeña, dentro de la primera. Nuevamente acercamos el globo cargado y observamos lo que sucede; curiosamente, la burbuja interior no sufre ningua atracción. Como vimos ya en varios experimentos de electricidad estática, las cargas pueden atraer o repeler objetos cargados, pero también pueden atraer a los que no tienen carga. Eso mismo es lo que sucede en la primera etapa de esta experiencia, cuando el globo cargado atrae a la burbuja sin carga. Lo anterior era previsible, pero cuando pasamos a la segunda etapa, nos encontramos con que la burbuja interior no se ve afectada por el campo eléctrico como la exterior. Éste en un fenómeno un poco curioso, pues suele notarse cuando la superficie exterior (burbuja mas grande) es metálica, y a eso es lo que generalmente llamamos Jaula de Faraday. Pero los libros de física eléctrica nos dicen que si aplicamos un campo eléctrico a un cascarón esférico (en este caso tenemos medio cascarón) la sumatoria de todos los campos dentro del cascarón será cero. Eso es lo que explica porque la burbuja interior no es atraída por el globo. GD Star Rating Franklin fue un científico que realizó muchos experimentos a lo largo de su vida, pero el que vamos a ver a continuación es uno de mis preferidos. Resulta que a este genio notó la presencia de cargas electrostáticas en la atmósfera cuando se aproximaba una tormenta, y diseñó lo que actualmente llamamos como campanas de Franklinen honor a su nombre. Es en sí un aparato muy sencillo de construir en casa, por lo que no tendrás problemas en conseguir los materiales. Además créanme que verlo funcionar es maravilloso y más increíble es saber porque lo hace. Bien, veamos que necesitamos para estos experimentos caseros Materiales: * Dos latas de Refresco * Un lápiz de madera * Hilo de coser * Trozo de papel aluminio de 30 x 20cm (no es tan importante el tamaño) * 50 cm de conductor eléctrico * Cinta adhesiva * Un monitor o TV Procedimiento: Vamos a ver como hacer las campanas de Franklin paso a paso. Primero debemos pegar con cinta adhesiva el trozo de papel aluminio en la pantalla de la TV. Luego tomamos un trozo de cable de aproximadamente 25 cm y pagamos con cinta uno de sus extremos sobre el papel aluminio. Asegúrate que haga buen contacto. Al otro extremo de ese conductor lo debes pegar en alguna parte de la lata de refresco en donde no este pintada, es decir, sobre el aluminio para que haga buen contacto también. Toma el otro trozo de cable y pegas uno de sus extremos en la otra lata. Ahora coloca ambas latas sobre el TV. Ellas serán las campanas de Franklin que sonarán. Entre ellas debe quedar una separación de aproximadamente 5 cm. Es hora de hacer el péndulo que será el que golpeará las campanas. Para eso, saca una de las “chapas” que tienen las latas para abrirlas. Átale un trozo de hilo, y suspéndela del lapiz como se muestra en la imagen. Toma el extremo libre del cable que te ha quedado sin unir a nada, y por otro lado prende y paga un par de veces la TV. Verás como el péndulo empieza a oscilar y golpear las campanas. Experimentos de Flankin – Como hacer campanas de Franklin ¿Cómo funcionan las campanas de Franklin? Elaño pasado vimos como hacer un péndulo electrostático casero y explicamos su funcionamiento. Bueno, aquí sucede exactamente lo mismo, con la diferencia en el modo en que obtenemos la electricidad estática. Habrás notado que al encender o apagar la TV se genera electricidad estática sobre la pantalla. Es por eso que siempre están llenas de pelusa y tierra. Con la lámina de aluminio lo que estamos haciendo es “recolectar” dichas cargas y enviarlas por medio del conductor hacia una de las latas que componen las campanas de Franklin. El resultado es que dicha lata se carga electrostáticamente y atrae al péndulo hacia ella. Cuando el péndulo la toca, se carga igual que ella. Como vimos en experimentos anteriores, cargas de igual signo se repelen. Ahora el péndulo está cargado por lo que es atraído por la otra lata que está conectada a tierra. Al tocarla, se descarga por completo y el proceso comienza nuevamente. Cuando Franklin hizo estos experimentos, obviamente no tenía TV jaja, mas bien, el objetivo era detectar la proximidad de una tormenta eléctrica. Para ello, conectó sus campanas a una antena la cual “recolectaba” las cargas de la atmósfera. Obviamente, eso conlleva un peligro pues una antena puede ser alcanzada por un rayo, por lo que sólo limítate a realizar el experimento que aquí propongo. Diviértete!