À propos de l`électron

Grégoire Lambert
Christophe Marquis
À propos de l'électron
Les électrons jouent un rôle majeur dans le phénomène des aurores polaires. Nous avons
donc voulu en savoir plus sur le comportement d’un électron dans un champ magnétique.
Le but de notre première manipulation est de déterminer le rapport charge sur masse de
l'électron aussi appelée charge spécifique de l'électron. Cette expérience a été réalisée pour la
première fois par J.J. Thomson en 1897. Cette notion de rapport e/m a permis de dire que deux
particules de même rapport masse sur charge auront une trajectoire identique lorsqu'elles sont
soumises aux mêmes champs électriques et magnétiques dans le vide. Puisque cette expérience
implique des électrons qui sont soumis à un champ magnétique dans le vide c'est une belle
application de la relation de Lorentz.
Nous sommes conscients que nous avons choisi un sujet peu original. C’est pour cela que
nous voulions approfondir le sujet. Niels Bohr étant danois, nous avons trouvé intéressant d’étudier
le cyclotron qui a été une de ses expériences et en particulier aller voir son cyclotron qui est au
musée technique d’Helsingor. Nous avons alors créé une simulation du cyclotron sur le logiciel de
géométrie GeoGebra. La simulation permet alors de voir l'influence du champ électrique et du
champ magnétique sur le trajet de l'électron.
Pour compléter nos recherches, nous avons eu la chance de pouvoir parler à un physicien
danois renommé, Dr. Holger Bech Nielsen, qui travaille à l'Institut Niels Bohr. Notre discussion
avec lui a permis de relier notre sujet aux accélérateurs de particules. Il nous a surtout parlé du
Grand Collisionneur d’hadrons au CERN, et nous a expliqué en détail le fonctionnement de cet
accélérateur.
Ainsi, nous aurons pu travailler d'abord sur l'influence du champ magnétique de manière toute
simple (avec les expériences de J.J. Thompson), pour ensuite en venir au cyclotron, plus
compliqué de nature, et enfin relier notre sujet aux accélérateurs de particules modernes. Ce
projet a donc été l'opportunité de comprendre comment les connaissances de l'électron ont
évolué depuis la fin du XIXème siècle, étant donné que notre projet suit une certaine
chronologie. La culmination du projet aura lieu en Janvier, où nous pourrons observer les
aurores boréales, un phénomène physique qui nécessite des connaissances sur les électrons pour
être expliqué.