L’appareil de Millikan (simulateur)
En 1910, Robert Andrews Millikan (1868-1953) publie les résultats d’une expérience qui démontre la quantification de la charge électrique ainsi que la valeur élémentaire de la charge qu’il a ainsi obtenue. Cela lui vaut d’ailleurs le Prix Nobel de 1923.
À l’origine, son expérience consiste à pulvériser de fines gouttes d’huile électrisées dans un champ électrique uniforme généré par deux plaques métalliques maintenues à des potentiels différents. Les gouttelettes se retrouvent alors soumises à des forces bien connues dont la gravité, la force visqueuse de l’air qui a vite fait de stabiliser la vitesse ainsi que la force électrique qu’on peut varier en changeant la différence de potentiel. Connaissant la force gravitationnelle et la grandeur du champ électrique, il suffit d’utiliser un petit microscope pour observer et mesurer la vitesse des gouttelettes d’huile pour être capable ensuite de déduire la charge qu’elles portent. Plusieurs essais permettent alors de démontrer que les valeurs trouvées se répartissent sur des plateaux de valeurs multiples d’une valeur commune, la charge électrique élémentaire.
Malgré les améliorations apportées au montage initial, cette expérience reste délicate et difficile à réaliser par des étudiants peu expérimentés. Ainsi, afin de réduire les difficultés techniques et de permettre aux étudiants de se concentrer plutôt sur la compréhension des concepts physique, cette expérience se fait avec le simulateur « Appareil de Millikan » qui reproduit le fonctionnement d’un véritable montage.
Ressources
Protocole (PDF)
Rapport (PDF)
Autres ressources :
Robert Millikan sur Wikipédia
Expérience de Millikan sur Wikipédia