enp classe prepa groupe7 groupe8

experience de millikan

L’expérience de la goutte d’huile, réalisée par Millikan (université de Chicago) au début du xx^e siècle, consiste à pulvériser de minuscules gouttes d’huiles électrisées entre les deux électrodes horizontales d'un condensateur plan chargé. Les minuscules gouttes subissent plusieurs forces qui s'équilibrent rapidement et font que chaque goutte se déplace à vitesse constante, mesurable avec une lunette de visée et un chronomètre.

 

Dispositif de Millikan pour l'expérience

L'expérience consiste à sélectionner une gouttelette et à analyser son mouvement sous l'action des forces agissant sur elle à différentes valeurs d'ionisation :

• son poids vers le bas qui est constant ;
• la poussée d’Archimède (puisque entre les électrodes, il y a de l'air) qui est constante ;
• la force électrostatique vers le haut proportionnelle à sa charge électrique, et qui est proportionnelle au champ et constante dans un champ uniforme ;
• la résultante de ces trois forces est donc constante et est très rapidement compensée par le frottement avec l’air ce qui conduit à observer un mouvement de la gouttelette à vitesse limite constante puisque la somme des forces agissantes est nulle.

Millikan, par simple mesure de vitesse par le rapport de la distance parcourue sur le temps mis pour la parcourir sur une gouttelette d'huile qu'il ionisait en l'irradiant par rayons X, observa expérimentalement que les valeurs d'ionisation étaient toutes multiples entières de e=1,592×10⁻¹⁹ C, constante que l’on connaît aujourd’hui sous le nom de charge élémentaire (avec une valeur mise à jour légèrement différente : e=1,60217646×10⁻¹⁹ C) et que l’on note traditionnellement e ; cette expérience s'est avérée être la première preuve de la quantification de la charge électrique qui est strictement toujours un multiple entierpositif ou négatif de cette valeur fondamentale e.

Cette expérience et ses conclusions sur la quantification des charges valurent à Millikan le Prix Nobel de physique en 1923.
source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_de_la_goutte_d%27huile_de_Millikan