experience de jean perrin

[invite00b08343]

salut.
il y à une experience de jean perrin qui nous permet de calculer le nombre d'avogadro .
mais cette experience me pose un probleme de comprehension.
dans l'experience on met dans un recipient d'eau des tres petite boule de rien bien determiner et on dit que les boules vont etre distribuer dans le recipient avec une distribution bien determiner (comme celle des molecules de l'atmosphere) mon probleme est le suivant:
il y a aucune raison qu'une boule soit dans un niveau different d'autre boule donc pour moi tout les boule soit au meme niveau puisque ils ont meme poid et meme pousse d'archimede
et merci...
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[invite8abc2fae]

L'idée est je pense d'apres ce que j'ai de la description de ton expérience, de mettre en évidence la nature atomique de la matière. D'ailleur l'idée n'est pas de perrin mais d'un constat d'un botaniste écossais Brown qui observa le mouvement imprévisible de grains de pollen en suspension dans l’eau, d'où l'on a tiré le nom de "mvt brownien".

En clair les atomes crées ici une multitude de collisions donnant aux grains de pollen des trajectoires eratiques ...
Ensuite Einstein a traduit tt cela en terme de probabilité de collision et en te passant les détails il démontra qu'on avait ici affaire à un phénomène de diffusion (similaire à la diffusion de la chaleur), et que dans le cas de particules en équilibre dans un fluide soumis au champ de pesanteur et aux frottements de ce même fluide, le coefficient de diffusion est relié au nombre d'avogadro. Cela permet de facilement le calculer et par de là de montrer la nature atomique de la matiere

[invite88ef51f0]

Salut,
Ce qui compte, c'est le champ de pesanteur. Selon les lois de la physique statistique, les particules se distribuent à une hauteur donnée avec une probabilité proportionnelle à exp(-U/(kT)) avec U l'énergie (ici mgz), T la température et k la constante de Boltzmann. L'expérience de Perrin permet de mesurer la constante de Boltzmann. Or, cette constante est directement reliée à la constante des gaz parfaits R=Na k avec Na le nombre d'Avogadro. Comme R est facilement mesurable (en étudiant l'équation d'état des gaz), si on connaît la constante de Boltzmann, on connaît le nombre d'Avogadro.

[invite00b08343]

salut.
ma question pour l'experience de jean perrin est la suivante:tous les boules subit meme force (poids+archimede) donc c'est quoi la raison qui permet au boules de se distribué dans des niveau différent.
et merci...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite603107e6]

Bonjour,
les boules sont très petites (particules dites browniennes) et elles subissent des chocs de part des molécules d'eau qi les font aller dans tous les sens (en plus du champ de pesanteur). Du coup elles ne vontpas toutes au fond : cette agitation thermique (l'intensité des collisions dépend de la température) il se développe une distribution de densité de particule qui dpend donc de g et de RT.

[invite9cfffd9d]

Bonsoir xaviii,

ma question pour l'experience de jean perrin est la suivante:tous les boules subit meme force (poids+archimede) donc c'est quoi la raison qui permet au boules de se distribué dans des niveau différent.
et merci...

Les réponses qui viennent de t'être données sont correctes mais un peu brèves.

Si tu considères une colonne de gaz, ou mélange de gaz, comme l'air, soumis à la pesanteur, toutes les molécules ne se retrouvent pas rassemblées au fond mais sont éparpillées dans tous les sens par leurs déplacements incessants et complètement désordonnés qui se manifestent, à l'échelle macrocoscopique, par les notions de température et de pression; cette pression, maximale en bas, devient de plus en plus faible au fur et à mesure qu'on monte (loi postée par Coincoin).

Jean Perrin s'est inspiré de la notion de pression osmotique dans les solutions diluées: "la pression osmotique (exercée sur une paroi semi-perméable, qui arrête la matière dissoute et laisse passer le dissolvant), joue le rôle que joue la pression dans l'état gazeux" (1); autrement dit les molécules de matière dissoute se comportent comme le feraient celles d'un gaz, et cela même si elles sont relativement grosses; il émet alors l'hypothèse que des "granules" en suspension dans un liquide (émulsion), visibles au microscope mais suffisamment petits pour être sensibles au mouvement brownien pouvaient se comporter comme les molécules d'une solution diluée, donc celles d'un gaz, d'où ses expériences.

La poussée d'Archimède doit être retranchée au poids, tout simplement; à ce sujet, en utilisant de la glycérine où, pour chaque grain, cette poussée était supérieure au poids, Jean Perrin a observé une inversion de la répartition en fonction de la hauteur (inversion de la pesanteur).

Cordialement
Michel

(1) Jean Perrin - "Les atomes" - chapitre III Mouvement brownien-Émulsions -Edition 1913