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Laboratoire de la goutte d'huile de Millikan

PHYS.RUN / CHARGE ÉLECTRIQUE · EXPÉRIENCE 03
FR

Une goutte. Une charge.

Un appareil documenté, une trajectoire mesurable.
Assemblage du laboratoireGéométrie · optique · dynamique des gouttelettes
Gravité locale
Champ des plaques · positif vers le haut
Dérive verticale moyenne
Relaxation de traînée
Observations brutes → inférence

Carnet de mesures

Mesures
Dernier |q|
Variation de charge sur la même gouttelette

Collectez des mesures de chute libre et champ activé. La charge est déduite en continu ; aucun arrondi à des multiples de la charge élémentaire n'est appliqué.

Gouttelette / événementt chute (s)t champ (s)V haut−basr (μm)q (10⁻¹⁹ C)σq (10⁻¹⁹ C)

Vos observations apparaîtront ici. Commencez par Lancer une mesure appariée.

Le CSV inclut les vitesses signées, les réglages, les horodatages, les distances de chronométrage, la charge déduite, le mode de laboratoire, la version du modèle et la course de rejeu. La charge cachée n'est pas exportée. Les incertitudes sont des estimations du modèle, pas un calibrage complet de l'instrument.

Preuves, équations et limites

Le modèle derrière l'instrument

01 / Quel appareil est-ce ?

Une reconstruction pédagogique d'une réalisation pédagogique de l'expérience de Millikan, pas l'instrument de Millikan de 1909 ou 1913. Documenté : plaques en laiton de 60 mm, écartement nominal de 7,62 mm, orifice d'entrée de 0,5 mm, 0–500 V continu, microscope à image droite 30×, réticule 0,1/0,5 mm, huile à 855 kg/m³, 10 MΩ par fil de plaque. Le châssis, les fixations, le pulvérisateur, les lentilles, les câbles et le boîtier d'alimentation sont reconstitués, pas issus d'une CAO de fabrication.

02 / Le mouvement est calculé, non animé

Le mouvement est calculé : une équation de Langevin tridimensionnelle avec poussée d'Archimède, traînée de Stokes avec la correction de glissement de Millikan (b = 8,2 × 10⁻³ Pa·m) et diffusion thermique, avancée par une mise à jour exacte et corrélée position–vitesse d'Ornstein–Uhlenbeck toutes les 1/120 s avec une graine reproductible. L'alimentation est un circuit RC à relaxation microseconde. Les gouttelettes touchant une électrode sont déposées, pas recyclées.

03 / Inférence indépendante

La porte de chronométrage mesure 0,50 mm entre les lignes du réticule avec un bruit de localisation RMS de 0,4 μm. Le rayon provient de la vitesse de chute et la charge de la vitesse signée champ activé, de la tension et des relevés de la chambre ; les résultats ne sont pas calés sur des multiples de e. L'estimation à un écart-type propage la dispersion thermique et de localisation, la résolution de 0,1 V et une incertitude d'entretoise supposée de 10 μm ; ce n'est pas un budget systématique complet.

04 / Là où ce modèle s'arrête

Champ uniforme central E = V/d : les effets de bord, la perturbation de l'orifice, les forces de charge image, la convection, l'évaporation et les interactions entre gouttelettes ne sont pas résolus. La gravité suit WGS 84 avec une correction d'altitude ; la densité de l'air est p/(R·T) et la viscosité suit la loi de Sutherland. Des charges entières générées avec la valeur SI de e font de ceci un test synthétique d'une méthode de mesure, pas une nouvelle preuve de la quantification.

Modèle, sources et limites
Vérifications numériques