Demo. 금박 검전기
(Gold-Leaf Electroscope)
(Last Updated 2006/10/20)
금박 검전기(Gold-leaf electroscope)는 원래 전도성 철사에 서로 평행하게 걸려있는 2개의 극히 얇은 금속 잎들이며 유리보호병으로 둘러싸여있다. 상단 금속부분에 전하가 공급되면 전하는 골고루 퍼지는데 일부는 아래로 이동하여 금속잎 각각에 나뉘어진다. 이때 잎들은 서로 밀어내면서 알짜전하에 비례하는 각도로 벌어진다.
[그림1]의 (a)와 같이 껌의 속포장지의 얇은 알루미늄 박을 뜯어내 두꺼운 철사에 매단 다음 그것을 병안으로 넣고 고정하면 간단한 검전기를 구성할 수 있다.
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[그림1] 검전기와 정전기 유도
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검전기 잎들이 대전된 물체에 반응하기 위해서 이 물체가 검전기에 꼭 접촉할 필요는 없다. 경질고무 막대와 같은 음으로 대전되는 물체를 털이나 옷에 문질러 검전기 상단 근처로 가져가면 검전기 상단 자유전자들을 밀어내어 [그림1] (b)와 같이 검전기 내부 금속잎에는 음전하가 유도되고 대전 막대를 가까이 할수록 금속잎은 더 크게 벌어질 것이다. 막대를 제거하면 다시 처음상태인 중성의 전하분포 상태로 되돌아 갈 것이다.
그럼 검전기가 영구적으로 대전되어 금속잎이 벌어진 상태를 유지하려면 어떻게 해야 할까?
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다시 막대를 대전(음)시키고 검전기 상단으로 가까이하여 금속잎을 유도시킨다. 이때 검전기 상단을 접지하면 금속내의 이동가능한 전자들은 접지를 통해 땅속으로 흘러가고 기구는 양으로 대전되어 [그림2] (a)와 같이 잎들은 서로 벌어지는데 여기서 접지선을 떼어내면 기구는 고립되어 전자가 부족(양으로 대전)하게 되고 결과적으로 [그림2] (b)와 같이 금속잎은 벌어져있는 상태를 유지한다.
 [그림2] 영구적 대전
우리는 여기서 접지대신 실험자의 손가락을 대는 것으로 접지를 대신할 수 있다. 완전한 접지는 아니지만 검전기에 비해 사람몸은(지구보다는 못하지만) 매우 큰 도체로 생각할 수 있다.
[질문] 영구대전된 상태에서 다시 대전된 금속막대를 검전기 근처로 가져가면 금속잎이 오므렸다 다시 벌어지는데 그 이유를 설명해 보자.
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