Une question qui m'a toujours troublé

[invite3c60deac]

voici une question qui m'a toujours faire reflechir , est ce que Maxwell , coulomb , ... ont utilisé le microscope pour essayer de voir le courant electrique , sinon , comment ils savaient qu'il ya des porteurs charges ? et comment ils ont formé tout ces formules d'electrostatique ,de magnetisme et d'electricité ? de l'aide svp
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[invitea774bcd7]

Faudrait un sacré microscope, non ?

[invite171486f9]

salut,
c'est la même chose que pour la lumière. Certaines expériences mettent en évidence que la lumière est une onde électromagnétique, comme la diffraction ; tandis que certaines expériences mettent en évidence que la lumière est composée de petits grains (les photons), comme le prisme de Newton.
C'est la même chose ici. Sans avoir à observer les porteurs de charge (qui restent difficiles à observer avec un microscope, surtout à l'époque de Coulomb ), on peut modéliser une expérience, qui montre de manière logique et explicite, que le courant electrique est composé de porteurs de charges.
Il me semble me souvenir de l'expérience ou on créé un circuit avec deux solutions colorées (du permanganate de potassium, ou l'ion MnO4- colore la solution en violet ; et du sulfate de cuivre, ou l'ion Cu2+ colore la solution en bleu). Lorsque l'on fait passer un courant entre les deux solutions, on peut observer que l'ion permanganate migre vers le pôle +, et que l'ion cuivrique migre vers le pôle -. Cependant, on n'a pas eu besoin d'observer de près chaque ion qui se dirige vers chaque pôle, en créant un courant électrique...

[Deedee81]

Bonjour,

voici une question qui m'a toujours faire reflechir , est ce que Maxwell , coulomb , ... ont utilisé le microscope pour essayer de voir le courant electrique , sinon , comment ils savaient qu'il ya des porteurs charges ? et comment ils ont formé tout ces formules d'electrostatique ,de magnetisme et d'electricité ? de l'aide svp

C'est une histoire longue et compliquée (plus d'un siècle d'histoire, essentiellement le XIXème siècle) et dont je suis loin de connaitre tous les détails.

Quelques petites pistes (en plus de ce qu'explique citron) :
- A une époque on ne connaissait pas trop bien la nature du courant électrique et on voyait souvent ça comme une espèce de fluide
- La découverte des porteurs de charge tel que l'électron, c'est assez tardif, essentiellement avec la découverte des rayons cathodiques (flux d'électrons)
- Maxwell, une de ses plus grandes contributions a été la synthèse de ce qui était connu à l'époque. Un travail mathématique remarquable pour mettre tout en équation. Il est un des premiers à avoir pris au sérieux l'idée des lignes de Force de Faraday (ce qu'on appelle plutôt maintenant des lignes de champ).
- Avant cela, tout s'est construit par phénoménologie. C'est-à-dire une étude quantitative des différents phénomènes. Effet des courants, de l'électricité statique, effets du magnétisme, influence des matériaux,.... Il a fallu du temps pour dégages les phénomènes clefs dans une pléthore de phénomènes différents
- Comme remarqué par guerom, il est impossible de voir les électrons même avec le plus puissant microscope au monde Tout au plus peut on observer les impacts des électrons sur une plaque photographique, par exemple.
- Je ne sais pas comment des gens comme Coulomb ou d'autres ont fait en pratique, mais ils ont certainement travaillé comme suit. Prenant un objet chargé électriquement (par exemple un morceau d'ambre froté sur de la laine) on charge avec deux fines tiges métalliques. Puis avec des instruments sensibles, des dyanmomètres, et beaucoup de précaution, on peut mesurer la force de répulsion (ou d'attraction) et voir quelle varie comme l'inverse du carré de la distance
- Je sais que Faraday faisait passer du courant dans des fils et étudiait avec d'autres objets (fils électriques, aiguilles de boussolles, ...) comment se comportait ce qu'il appelait "les lignes de forces" autour des fils électriques.
- Il faut savoir qu'il y a eut beaucoup de tentatives, de théories différentes, parfois assez farfelue (du moins à nos yeux) mais que les livres d'écoles ne retiennent que les "bonnes" théories !
- Tout cela s'est améliorer au cours du temps avec l'amélioration des techniques. Curie et son collègue dont j'ai oublié le nom inventa par exemple un électroscope pour étudier les rayons uraniques.
Etc....

P.S. : pourquoi cette question te fait-il trembler ? Tu trouves ça effrayant ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb3af929e]

Je tenais juste à souligner que l'on ne peut pas observer les éléctrons, les atomes, les molécules avec un microscope, on peut observer des couches d'atomes avec un microscope à effet tunnel mais ça n'a rien du petit truc qu'on utilise en biologie lors d'une dissection.
On ne sait observer que peu de chose, mais on n'est pas obligé de voir pour comprendre les choses.

[invite2313209787891133]

On ne peut pas observer les electrons avec un microscope, mais on peut observer leur charge.
C'est d'ailleurs de cette façon que la charge élémentaire de l'électron a été determinée, à travers un microscope...

Plus de details ici: http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%...le_de_Millikan

[invitea46d7942]

Salut,
pour completer ce qui a été dit, on peut remarquer que dans l'équation de Maxwell, il n'y a pas de discontinue ( on ne parle pas en nombre de porteur de charges mais en densité de charge, la charge pourrait donc être porté par un fluide plûtot que par des corpuscules chargés. ) . Malgré tout, Maxwell, qui a beaucoup contribué à la théorie cinétique des gaz et à la naissance de la physique statistique était un adepte de l'hypothèse atomique, et donc de la discontinuité de la matière, mais il faut bien se rendre compte que jusqu'à la fin du 19ème siècle, on n'avait pas encore tranché sur le fait de savoir si les charges électriques était porté par un fluide où par des particules chargés. Une personne qui a grandement contribué à la théorie de l'électron (dans le sens large de particule chargée) est Lorentz. Les confirmations expérimentales du fait que les charges sont portés par "paquet" ne seront faîtes qu'en toute fin de 19ème siècle par J.J. Thommson et au début du 20ème par Milikan.

[invite3c60deac]

est ce qu'on peut observer la nuage electronique avec un microscope electronique ou un autre microscope?

[invite3c60deac]

je parle pas d'electron , est ce qu'on peut observer observer quelque chose dans un fils parcouru par un courant electrique en utilisant un microscope optique ?

[invite0f6f1e2d]

voici une question qui m'a toujours faire reflechir , est ce que Maxwell , coulomb , ... ont utilisé le microscope pour essayer de voir le courant electrique , sinon , comment ils savaient qu'il ya des porteurs charges ? et comment ils ont formé tout ces formules d'electrostatique ,de magnetisme et d'electricité ? de l'aide svp

le hazard est une notion fodamentale dans la découverte scientifique!!!
comment CLAUDE BERNARD a dcouvert le glygogène ? et comment GRAHEMBEL a fabriqué son téléphone?
d'ailleurs le hazard constitue une science, c'est la science de la probabilité.

[invite0f6f1e2d]

voici une question qui m'a toujours faire reflechir , est ce que Maxwell , coulomb , ... ont utilisé le microscope pour essayer de voir le courant electrique , sinon , comment ils savaient qu'il ya des porteurs charges ? et comment ils ont formé tout ces formules d'electrostatique ,de magnetisme et d'electricité ? de l'aide svp

le hazard est une notion fondamentale dans la science.comment CLAUDE BERNARD a découvert le glycogène? et commet GRAHEMBEL a inventé son téléphone,
d'ailleurs le hazard constitue l'étude d'une science, c'est la science de la probabilité!!!

[LPFR]

Bonjour.

je parle pas d'electron , est ce qu'on peut observer observer quelque chose dans un fils parcouru par un courant electrique en utilisant un microscope optique ?

La réponse est définitivement NON.
Ni même avec un microscope électronique ou d'un autre type.
On peut "voir" les atomes avec le "microscope atomique" (il y a plus d'un demi-siècle).

Pour Deedee, ce que Coulomb à fait en pratique c'est simplement inventer la balance la plus sensible de son époque: la balance de Coulomb (balance de torsion). C'est cette même balance que Cavendish utilisa plus tard pour "peser la terre" (mesurer la constante de gravitation). Les anglo-saxons appellent la balance de torsion "balance de Cavendish".

Une autre énorme avancé dans la compréhension de la nature du courant fut l'experience de Hall.

Au revoir.

[Deedee81]

Pour Deedee, ce que Coulomb à fait en pratique c'est simplement inventer la balance la plus sensible de son époque: la balance de Coulomb (balance de torsion). C'est cette même balance que Cavendish utilisa plus tard pour "peser la terre" (mesurer la constante de gravitation). Les anglo-saxons appellent la balance de torsion "balance de Cavendish".

Merci,

Je ne suis pas très "historien" mais je sais que souvent les noms donnés aux lois, unités, etc.... sont pour diverses raisons dont "par homage".

Donc, Coulomb n'est pas l'auteur de la loi de Coulomb. C'est qui alors ? (par curiosité )

[invite1c3dc18e]

est ce qu'on peut observer la nuage electronique avec un microscope electronique ou un autre microscope?

avec un microscope à force atomique (AFM) ou un microscope électronique, on peut y arriver mais on ne voit pas les orbitales atomiques si c'est ta question, d'ailleurs pour un solide il s'agit d'orbitales moléculaires.

[mamono666]

Merci,

Je ne suis pas très "historien" mais je sais que souvent les noms donnés aux lois, unités, etc.... sont pour diverses raisons dont "par homage".

Donc, Coulomb n'est pas l'auteur de la loi de Coulomb. C'est qui alors ? (par curiosité )

Je crois que c'est lui. C'est grâce à la balance de torsion qu'il l'établit en 1785.

[mach3]

est ce qu'on peut observer la nuage electronique avec un microscope electronique ou un autre microscope?

on peut aussi avoir une image de la densité électronique indirectement, par diffraction des rayons X sur monocrystal. La densité électronique est responsable de la diffraction, la transformé de Fourrier inverse de la figure de diffraction obtenue (mesurée sous tous les angles), permet donc de remonter à la répartition de la densité électronique dans l'espace périodique du crystal (on peut d'ailleurs ensuite identifier atomes et molécules et reconstituer la structure)

ça peut donner des trucs comme ça (ici c'est une isodensité électronique dans l'espace)

on reconnait entre autres des cycles aromatiques

ou comme ça (isodensité avec molécules représentées à l'intérieur)


on peut donc voir les atomes (enfin plutôt leur nuage électronique) de façon indirecte

m@ch3

[Deedee81]

Je crois que c'est lui. C'est grâce à la balance de torsion qu'il l'établit en 1785.

Merci,

avec un microscope à force atomique (AFM) ou un microscope électronique, on peut y arriver mais on ne voit pas les orbitales atomiques si c'est ta question, d'ailleurs pour un solide il s'agit d'orbitales moléculaires.

En effet, d'ailleurs le AFM mesure la force d'interaction entre les atomes/molécules et la pointe du microscope. Ce n'est donc qu'une approximation et certainement pas une "vue" de l'atome ou des électrons. (bien qu'en réfléchissant un peu, c'est aussi le cas de tout objet ).

(joli les images de Mach3)

Amine,

Comment d'ailleurs donner un sens au verbe "voir" dans cette situation où les photons (la lumière) sont aussi "gros" (dans un certain sens) que ce que l'on mesure. On ne peut pas voir un électron car la lumière est "granulaire" (si c'était une pure onde, il suffirait de prendre une longueur d'onde extrêmement courte et une intensité très faible). On a l'habitude au quotidien que tous les objets ont une "apparence" à tel point que notre esprit est calqué sur cet aspect éminemment macroscopique. On se représente mentalement presque tout comme des "images". Et on peut avoir bien du mal à comprendre qu'un électron n'a pas d'apparence, pas d'aspect visuel et que cela n'a même aucun sens de se dire "il doit avoir un certain aspect même si on ne sait pas le voir". C'est pourtant bien le cas. Les seules choses tangibles sont donc ses propriétés comme celles mesurables par un AFM ou ses effet sur d'autres objets/molécules (impact photo, trajectoire dans un chambre à brouillard). La "vue" est toujours très indirectes (beaucoup plus que lorsque tu regardes une pomme )

Avec les atomes et molécules on est grosso modo à la limite de ce concept visuel.

P.S. Hier je n'avais même pas compris que "tremblé" était une faute d'inattention. Bête que je suis

[Deedee81]

Ah ! Un truc qui me revient.

Avec des techniques comme les femtolaser on peut visualiser des choses étonnantes aussi. J'avais vu des images dans PLS.

L'idée : on envoie une impulsion ultra courte à un instant très précis. Cela prend une "photo" et le système est "détruit" ! (l'électron est éjecté par les photons très énergétiques).

Puis, on recommence à un instant légèrement différent (avec un système totalement identique au premier).

On a donc une vue "statistique" de ce qui se passe.

Ca donne aussi de belles images (genre position moyenne d'un électron au cours du temps entre deux boites quantiques). Mais également fort indirectes.

[mach3]

j'oubliais, il y a aussi la sonde atomique , idem, on "voit" les atomes :



Ca marche en épluchant couche atomique par couche atomique un matériau (par effet de champ ou par laser femto) et analysant les atomes qui ont été éjectés et leur trajectoire (spectrometre de masse à temps de vol).

m@ch3

[LPFR]

Donc, Coulomb n'est pas l'auteur de la loi de Coulomb. C'est qui alors ? (par curiosité )

Re.
Si, si, c'est bien lui. Il a utilisée sa balance pour mesurer les forces et déduire ou vérifier la dépendance quadratique.
A+

[Deedee81]

Re.
Si, si, c'est bien lui. Il a utilisée sa balance pour mesurer les forces et déduire ou vérifier la dépendance quadratique.
A+

J'aurais dû penser à la balance de torsion, je savais que c'était le plus précis. Mais j'ignorais que c'était Coulomb qui l'avait inventé. J'ai quand même appris quelque chose.

Concernant la question de Amine, on a surtout discuté de la question "voir les porteurs de charge". Mais il y avait aussi cette question de "comment ont-ils fait". J'ai trouvé ça :
http://www.volta-electricite.info/ar...p?lng=fr&pg=11
http://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_de_l'%C3%A9lectricit% C3%A9
mais je ne sais pas si ça fera son bonheur

[LPFR]

j'oubliais, il y a aussi la sonde atomique , idem, on "voit" les atomes :

Re.
Désolé, mais ce que vous montrez c'est un dessin pas une "photo".
Voici ce qu l'on peut "voir" avec le microscope à émission de champ inventé en 1936.
A+

[mach3]

Désolé, mais ce que vous montrez c'est un dessin pas une "photo".
Voici ce qu l'on peut "voir" avec le microscope à émission de champ inventé en 1936.

c'est justement l'ancêtre dans la susdite sonde atomique.
Quand à la distinction dessin/photo, ce n'est pas clair pour moi quand on arrive à l'échelle de l'atome : que ce soit l'un où l'autre ça n'est que représentation. D'ailleurs mon "dessin" est généré à partir de centaines de tes "photos".

m@ch3