Expérience de Millikan

 

 

Dans l'expérience historique de Robert Millikan, les armatures d'un condensateur plan horizontal sont chargées positivement au-dessus et négativement en dessous à l'aide d'un générateur de tension variable afin de pouvoir faire varier la norme du champ électrostatique produit. Une goutte d'huile de masse volumique ρ MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefeKCPfgBaebbnrfifHhDYfgasaacH8qrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaaiaacaGaaeqabaWaamaaeaaakeaacqaHbpGCaaa@32AA@  de rayon r et portant la charge de N électrons se trouve au centre du dispositif. On notera e la charge élémentaire.

 

1. a. Représenter les lignes de champ du champ de pesanteur.

b. Quels sont la direction et le sens du poids de la goutte?

c. Donner l'expression du poids de la goutte d'huile en fonction de son rayon et de la masse volumique de l’huile.

 

2. a. Représenter les lignes de champ du champ électrostatique entre les armatures du condensateur.

b. Quels sont la direction et le sens de la force électrostatique subie par la goutte?

c. Donner l'expression de la force électrostatique subie par goutte, en fonction de la norme E du champ électrostatique de N et de e.

 

3. a. À quelle condition la goutte d'huile est-elle immobile?

b. En déduire l'expression de la norme E correspondante du champ électrostatique, puis calculer sa valeur.

Données

    Masse volumique de l’huile: ρ=8,5× 10 2  kg. m −3 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefeKCPfgBaebbnrfifHhDYfgasaacH8qrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaaiaacaGaaeqabaWaamaaeaaakeaacqaHbpGCcqGH9aqpcaaI4aGaaiilaiaaiwdacqGHxdaTcaaIXaGaaGimamaaCaaaleqabaGaaGOmaaaakiaaykW7caWGRbGaam4zaiaac6cacaWGTbWaaWbaaSqabeaacqGHsislcaaIZaaaaaaa@4142@ .

    Rayon de la goutte: r=1,8 μm MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefeKCPfgBaebbnrfifHhDYfgasaacH8qrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaaiaacaGaaeqabaWaamaaeaaakeaacaWGYbGaeyypa0JaaGymaiaacYcacaaI4aGaaGPaVlabeY7aTjaad2gaaaa@3947@ .

    N=3.

    Intensité de la pesanteur: g=9,8 N.k g −1 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefeKCPfgBaebbnrfifHhDYfgasaacH8qrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaaiaacaGaaeqabaWaamaaeaaakeaacaWGNbGaeyypa0JaaGyoaiaacYcacaaI4aGaaGPaVlaad6eacaGGUaGaam4AaiaadEgadaahaaWcbeqaaiabgkHiTiaaigdaaaaaaa@3BD2@ .

    Charge élémentaire : e=1,6× 10 −19  C MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefeKCPfgBaebbnrfifHhDYfgasaacH8qrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaaiaacaGaaeqabaWaamaaeaaakeaacaWGLbGaeyypa0JaaGymaiaacYcacaaI2aGaey41aqRaaGymaiaaicdadaahaaWcbeqaaiabgkHiTiaaigdacaaI5aaaaOGaaGPaVlaadoeaaaa@3D86@ .

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