Millikan

La charge élémentaire

D’après https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/experimento-gota-oleo-millikan?lang=en

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https://fr.fusedlearning.com/millikans-oil-drop-experiment

La découverte de la charge de l’électron

En 1897, JJ Thomson démontra que les rayons cathodiques, phénomène nouveau, étaient constitués de petites particules chargées négativement, qui furent bientôt appelées électrons. L’électron était la première particule subatomique jamais découverte. Grâce à ses expériences sur les rayons cathodiques, Thomson a également déterminé le rapport charge électrique / masse de l’électron. L’expérience de la goutte d’huile de Millikan a été réalisée par Robert Millikan et Harvey Fletcher en 1909. Elle a déterminé une valeur précise pour la charge électrique de l’électron, e . La charge de l’électron est l’unité fondamentale de la charge électrique, car toutes les charges électriques sont constituées de groupes (ou de l’absence de groupes) d’électrons. Cette discrétisation de la charge est également élégamment démontrée par l’expérience de Millikan. L’unité de charge électrique est une constante physique fondamentale et cruciale pour les calculs dans l’électromagnétisme. Par conséquent, une détermination précise de sa valeur était une grande réussite, reconnue par le prix Nobel de physique de 1923.

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https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_de_la_goutte_d%27huile_de_Millikan

L’expérience de Millikan et rigueur scientifique

Millikan avait trouvé une valeur de e inférieure à celle que l’on connaît aujourd’hui. Plus d’une vingtaine d’années après son expérience, on a pu comprendre qu’il avait utilisé une mauvaise valeur de la viscosité de l’air. Il avait en effet utilisé un résultat qu’il avait fait calculer à un de ses étudiants. Mais entretemps, de nombreux scientifiques qui avaient refait l’expérience de Millikan s’étonnaient de se trouver aussi décalés et ont, semble-t-il, manipulé un peu leurs résultats pour s’approcher de la valeur de Millikan.

Ce discours de Richard Feynman lors d’un discours de remise de diplômes à Caltech en 1974 explique le phénomène : « Nous avons beaucoup appris par expérience personnelle sur les façons par lesquelles on peut s’induire en erreur. Un exemple : Millikan mesura la charge de l’électron à l’aide d’une expérience faite avec des gouttes d’huile et obtint un chiffre que nous savons aujourd’hui ne pas être complètement exact. La valeur était un peu décalée parce qu’il utilisait une valeur incorrecte de viscosité de l’air. Il est édifiant d’examiner les résultats qui ont suivi Millikan. Si on trace les valeurs obtenues en fonction de la date à laquelle elles ont été trouvées, on se rend compte que l’expérience suivant celle de Millikan donne une valeur légèrement supérieure à celle que Millikan avait trouvé, et que celle qui suit donne une valeur encore légèrement supérieure, jusqu’à ce qu’on arrive progressivement à une valeur très supérieure. Mais pourquoi n’ont-ils pas trouvé la bonne valeur dès le début ? Les scientifiques ont honte des dessous de cette histoire car il semblerait que les choses se soient passées ainsi : lorsqu’ils obtenaient une valeur bien plus élevée que celle de Millikan, ils se disaient qu’il devait y avoir une erreur et essayaient de comprendre ce qui avait pu mal tourner. Et lorsqu’ils trouvaient une valeur proche de celle de Millikan, ils ne se posaient pas de questions. Ils ont ainsi éliminé les valeurs trop décalées. Nous connaissons ces petites combines de nos jours et nous nous savons immunisés à ça. »

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Deux travaux pour approcher l’expérience de Millikan (méthode du champ constant).

On pourra consulter également :

Electron

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