エレクトロスコープにはどんな種類があるのか？

エレクトロスコープは、物質に帯びた電荷を機械的に検出する装置です。長い歴史の中で様々な発明家が素材や構造を工夫して作り上げましたが、現在実験や授業で最も広く使われているのは大きく分けて3種類です。測定値を数値で示すものは電位計や電圧計と呼ばれますが、ここでは代表的な「ピスボール型」「金箔型」「スピン型」について解説します。

ピスボール型エレクトロスコープ

軽量で絶縁性のあるピス（木質繊維）製の小球を、シルク糸で絶縁スタンドに吊り下げた装置です。帯電した物体を近づけると、静電気の引力（または反発）で球が動きます。球自体が帯電すると、接触した物体の極性を判定できるため、電荷の正負を調べる実験に便利です。名称は球の素材である「ピス」から来ています。

金箔型エレクトロスコープ

ピスボール型より感度が高く、金属基板の上にガラス製のベル形容器を置き、容器内部に真鍮棒と金箔の薄片を取り付けます。容器上部の金属板に試料を接触させると、帯電した試料により金箔が互いに反発し、広がります。強く帯電した物体は接触せずとも近づくだけで金箔が開くことがあります。

スピン型エレクトロスコープ

最もシンプルな構造で、絶縁板の中央に金属棒が突き出し、棒の先端に水平に取り付けた二本の斜めの棒があります。帯電した摩擦棒などを近づけると、静電気の力で装置全体が回転します。静電気のデモンストレーションとして教室で頻繁に使用されます。

以上の3タイプは、原理は同じでも感度や操作性に違いがあり、実験目的に合わせて選択できます。