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Expérience de Milikan
Dans cette vidéo, on aborde l'expérience de Millikan, qui avait pour objectif de déterminer la charge d'un électron. Pour cela, on utilise un pulvérisateur pour créer un nuage de gouttelettes d'huile chargées négativement. On applique ensuite un champ électrique, ce qui fait que les gouttelettes tombent sous l'effet de leur poids et subissent également une force électrique. L'équilibre est atteint lorsque le poids et la force électrique se compensent.
On nous demande tout d'abord de décrire les caractéristiques de la force électrique exercée sur la gouttelette. La force électrique est donnée par l'expression F = QE, où Q représente la charge et E le champ électrique. Ici, la force électrique est verticale et dirigée vers le haut en raison de la charge négative de la gouttelette.
Ensuite, on nous demande de faire un inventaire des forces qui s'exercent sur la gouttelette. Dans ce cas, il y a uniquement la force électrique et le poids de la gouttelette.
En équilibre, l'accélération de la gouttelette est nulle, ce qui signifie que la somme des forces extérieures est nulle selon le principe d'inertie de Newton.
Pour déterminer la charge de la gouttelette, on suppose que le poids et la force électrique se compensent. On peut donc établir une relation entre les deux forces. En trouvant la masse de la gouttelette grâce à la formule M = ρV, où ρ représente la masse volumique de l'huile et V le volume lié au rayon de la gouttelette, on peut ensuite isoler la valeur absolue de la charge Q. On obtient ainsi une valeur proche de celle trouvée dans la littérature, ce qui confirme notre raisonnement.
Finalement, on nous révèle que la charge est due à un excès de 10 électrons. En faisant le calcul, on trouve une charge élémentaire proche de la valeur connue, même si on a une décimale d'écart.
En résumé, cette vidéo permet de comprendre l'expérience de Millikan et de voir comment utiliser un raisonnement mathématique simple pour déterminer la charge d'un électron.
