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【はく検電器】構造・実験方法・原理を詳しく説明します

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はく検電器とは

静電誘導を箔(はく)の動きを見ることで確認できる装置。箔の動きを見ることで静電誘導によって偏った電荷や、帯電の有無を確認することができます。わかりやすく言うと、電気の有無を調べる装置です。箔の開き具合により帯電した箔の静電気力を目で見ることができます。

構造

はく検電器の構造
金属板・金属棒・金属箔(2枚)を、ゴムを介してガラス瓶に入れたもの。2枚の金属箔を金属棒の先端に垂らし,空気による妨害を防ぐため,ガラス瓶の中に入れています。箔には通常、アルミニウムやスズを用いるが、はく検電器の感度を良くするためには金箔が最適です。
これに帯電体(エボナイト棒等)を近づけることで実験をすることができます。

実験方法・原理

はく検電器の実験方法・原理
①帯電体をはく検電器に近づける前です。近づけていないため、導体は電荷の偏りが生じず、はくが閉じています。

②+に帯電した物体をはく検電器に近づけます。導体は自由に電荷の移動が可能です。+に帯電したものを近づけることで、帯電体に近い側には-の電荷が、帯電体から遠い金属箔には+の電荷が現れます(正確に言うと-の電荷がなくなることで+に帯電します)。その結果、金属箔は静電気力によって反発し、開きます。この時、帯電体を近づけると箔の開きは大きくなり、遠ざけると小さくなります。これは距離が近づくことで、電極の電荷を引きつける力が強くなることを示しています。

③この状態で金属板を手で触れています。触れることで+の電荷の逃げ道が生じます。金属箔にたまっていた+の電荷が手に流れるため、はくは閉じます。

④帯電体をはく検電器に近づけている状態では、金属板にたまっている-の電荷は帯電体に引き付けられているため、逃げることができません。

⑤帯電体をはく検電器から遠ざけると、-の電荷が広がるので、再び金属箔が広がります(金属が-に帯電している状態)。ただし、帯電体がないため、金属箔の開きは②と比較すると小さくなります。

⑥この状態で金属板を手で触れています。触れることで-の電荷の逃げ道が生じます。金属箔にたまっていた-の電荷が手に流れるため、はくは閉じます。

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