Vérification de la loi de l'inverse des carrés en électrostatique

[invitea6816ba4]

Bonsoir

Pour vérifier la loi de l'inverse des carrés dans l'électrostatique.On utilise le fait suivant le chant à l'intérieur d'une sphère chargée en surface est nulle.Expérimentalement met en contact une petite bille métallique avec un objet chargé(sphère creuse chargée positivement). les charges vont se déplacer vers la bille lors du contact à cause du champs électrique radial à la surface.Ce que je ne comprends pas est pourquoi ces même charges ne voleraient pas à cause de ce même champs lorsqu'on a pas contact(biensur c'est les charges qui créent le champs mais ce champs n'agira-t-il pas sur les charges si non qu'est ce qui a changé la situation lors du contact avec la bille).

Merci de vos réponse respective.
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[LPFR]

Bonjour.
Les seules charges qui peuvent se déplacer dans un corps sont des électrons. Les charges positives sont toutes bien enfermées dans les noyaux atomiques.
Quand on parle de charges négatives c'est bien des électrons en tout, tout petit excès). Et quand on parle de charges positives, il s'agit d'un très, très léger manque d'électrons.

Les électrons d'un corps sont solidement tenus par les liaisons chimiques. Même dans le cas d'un métal où il y a des électrons "libres", ils ne sont pas si libres que ça, et surtout pas de quitter le métal et s'envoler. Pour qu'un électron quitte un métal il faut lui fournir une énergie de l'ordre de l'électron-volt (1,6 10^-19 joules). On sait le faire (effet photoélectrique). On peut aussi chauffer le métal suffisamment. Mais en tout cas, un métal n'est pas un panier percé qui perdrait ses électrons.

Et j'insiste sur le "très léger" déséquilibre de charges. Un corps chargé avec un excès ou un manque d'électrons, même s'il est très fortement chargé, la fraction d'électrons en manque ou en excès par rapport au nombre total d'électrons du corps est archi-super-ridiculement petite.
Au revoir.

[coussin]

Entre parenthèses : les gens cherchent à vérifier cette loi de l'inverse carré pour mettre une limite à une éventuelle masse pour le photon.
Ça n'a rien à voir avec ce fil mais y a un autre fil qui parle de la masse du photon…

[stefjm]

Et j'insiste sur le "très léger" déséquilibre de charges. Un corps chargé avec un excès ou un manque d'électrons, même s'il est très fortement chargé, la fraction d'électrons en manque ou en excès par rapport au nombre total d'électrons du corps est archi-super-ridiculement petite.

Bonjour,
Numérisons :
10^-10?
10^-20?
10^-30?
10^-40?

Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour,
Numérisons :
10^-10?
10^-20?
10^-30?
10^-40?

Merci.

Bonjour Stefjm.
Vous êtes assez grand pour faire le calcul tout seul. Alors pourquoi poser la question au lieu de donner vous même le résultat?

Puisque vous avez la flemme, et pour Mouadelassadi, une boule de cuivre de 10 cm de diamètre chargée à 20 millions de volts a une charge de surface qui correspond à quelques 6 10¹⁵ électrons en plus ou en moins. Ceci est à comparer aux 4,4 10²⁵ électrons libres de la boule et aux 1,2 10³⁰ électrons en tout.
Donc cela fait un rapport de 10^-10 par rapport aux électrons libres et 10^-15 par rapport au total d'électrons.
Sauf si je me suis planté dans mes calculs, mais je ne doute pas que Stefjm sera là pour les vérifier.
Au revoir.

[stefjm]

Vous êtes assez grand pour faire le calcul tout seul. Alors pourquoi poser la question au lieu de donner vous même le résultat?

Parce que je suis curieux, un peu chiant, et malheureusement très occupé à des tâches administratives.
(En fait, c'est surtout l'absence d'ordre de grandeur qui m'a fait réagir! )
Et puis, j'aurais bien eu trop peur de me planter en calculant à la va-vite des données qui ne sont pas dans mes compétences principales.

Puisque vous avez la flemme, et pour Mouadelassadi, une boule de cuivre de 10 cm de diamètre chargée à 20 millions de volts a une charge de surface qui correspond à quelques 6 10¹⁵ électrons en plus ou en moins. Ceci est à comparer aux 4,4 10²⁵ électrons libres de la boule et aux 1,2 10³⁰ électrons en tout.
Donc cela fait un rapport de 10^-10 par rapport aux électrons libres et 10^-15 par rapport au total d'électrons.
Sauf si je me suis planté dans mes calculs, mais je ne doute pas que Stefjm sera là pour les vérifier.
Au revoir.

Ce n'est pas si ridiculement petit que cela finalement! (-100dB à-150dB seulement)

De là à vérifier votre calcul, je ne suis pas sûr d'en être capable...

En tout cas, merci pour l'estimation.
Cordialement.

[LPFR]

...
Ce n'est pas si ridiculement petit que cela finalement! (-100dB à-150dB seulement)
...

Re.
Ce n'est pas parce que vous représentez un rapport sous forme logarithmique que le rapport devient plus petit. Vous pouvez faire mieux: ne pas le multiplier par 10 ou, mieux encore, donner le logarithme du logarithme.
Et, tant qu'à le représenter sous forme logarithmique, vu qu'il ne s'agit pas de puissances mais de nombres, il faudrait faire comme pour le gain en tension: 20log et non 10log.

Calculez en dB ce que vous représentez par rapport à l'ensemble, dans le pays ou dans le monde en tant que nombre, masse, ou richesse.
A+

[invite21348749873]

Bonjour Stefjm.
Vous êtes assez grand pour faire le calcul tout seul. Alors pourquoi poser la question au lieu de donner vous même le résultat?

Puisque vous avez la flemme, et pour Mouadelassadi, une boule de cuivre de 10 cm de diamètre chargée à 20 millions de volts a une charge de surface qui correspond à quelques 6 10¹⁵ électrons en plus ou en moins. Ceci est à comparer aux 4,4 10²⁵ électrons libres de la boule et aux 1,2 10³⁰ électrons en tout.
Donc cela fait un rapport de 10^-10 par rapport aux électrons libres et 10^-15 par rapport au total d'électrons.
Sauf si je me suis planté dans mes calculs, mais je ne doute pas que Stefjm sera là pour les vérifier.
Au revoir.

Bonjour
Concernant la charge de la boule, on a:
C=4 pi epsilon R =111 10^-14 Farad
Q=CV = 222 10^-7 Coulom
n = (222 10^-7)/( 1.6 10^-19) #0.14 10^15 electrons
Je trouve 40 fois moins que vous; ai je commis une erreur?
Si oui, merci de me corriger.

[LPFR]

Bonjour
Concernant la charge de la boule, on a:
C=4 pi epsilon R =111 10^-14 Farad
Q=CV = 222 10^-7 Coulom
n = (222 10^-7)/( 1.6 10^-19) #0.14 10^15 electrons
Je trouve 40 fois moins que vous; ai je commis une erreur?
Si oui, merci de me corriger.

Bonjour.
J'ai appris à ne jamais mettre ma main au feu pour mes calculs.
Pour la capacité, je pense que vous avez pris un rayon de 10 cm et non de 5 cm.
Ça ne fait qu'un rapport 4. Peut-être que je me suis planté dans une puissance.
Au revoir.

[invite21348749873]

Oui, exact j'ai pris un rayon deux fois trop grand; le rapport n'est que de 20.
Ca n'a pas une grande importance en soi, mais je pense que c'était utile de détailler le calcul.
A+

[stefjm]

Ce n'est pas parce que vous représentez un rapport sous forme logarithmique que le rapport devient plus petit.

Je n'ai pas dit cela.
C'est juste pratique.

Vous pouvez faire mieux: ne pas le multiplier par 10 ou, mieux encore, donner le logarithme du logarithme.

Oui. Le double log peut être pratique quand on considere des données à très grande variation possible, du genre rapport masse de l'univers à masse de l'électron. (10^53/10^-31)

Pour le rapport qui nous occupe dans ce fil, je n'en avais aucune idée avant votre réponse.
Je vais regarder le genre de contraintes que cela implique sur la quantité de matière nécessaire à cette expérience.

Cordialement.

[coussin]

C'est juste pratique.

Non.
Pour toi peut-être mais sinon, non.

[stefjm]

Non.
Pour toi peut-être mais sinon, non.

Ben si, pour tout le monde.
Ca permet de faire tenir sur un même graphique des grandeurs de grande (voir très grande) dynamique.
Tout électronicien sait cela.

[coussin]

Ben si, pour tout le monde.
Ca permet de faire tenir sur un même graphique des grandeurs de grande (voir très grande) dynamique.
Tout électronicien sait cela.

Ça, c'est les échelles logarithmiques, les ordres de grandeur. Les décibel, on comprend rien…

[stefjm]

Ça, c'est les échelles logarithmiques, les ordres de grandeur. Les décibel, on comprend rien…

Il est vrai que c'est pas faux.
Il y en a beaucoup trop des décibels!