Ces expériences de physique amusante peuvent être facilement réalisées par des enfants. L’aide d’un adulte est requise pour fabriquer l’électroscope.

Attention, les expériences d’électrostatique ne sont probantes que par temps sec.

Matériel

Pour fabriquer l’électroscope :

• un bocal en verre (ou une bouteille en verre de jus de fruit)
• du fil en cuivre (que l’on peut trouver dans des magasins de bricolage, une vingtaine de centimètres)
• du papier aluminium alimentaire

Matériel pour fabriquer l’électroscope

Pour faire des expériences :

• un ballon de baudruche
• une règle en plastique ou un peigne à cheveux
• un lainage ou un vêtement polaire

Divers accessoires pour réaliser des expériences
(le lainage n’est pas photographié)

Fabrication de l’électroscope

Demande à un adulte de dénuder le fil de cuivre et éventuellement de le plier et l’enrouler comme l’indique la photo.

L’enroulement doit s’adapter autour de l’ouverture de la bouteille de verre. Le petit « crochet » doit permettre de maintenir un bout de papier aluminium plié en deux.

Mets un bout de papier aluminum plié en deux au niveau du « crochet » du fil de cuivre (voir photo).

Enroule le fil de cuivre d’un coté et forme un petit crochet de l’autre.
L’enroulement doit pouvoir être placé autour du goulot de la bouteille en verre.

Place l’enroulement du fil de cuivre sur le haut de la bouteille.

Entoure enfin le goulot de la bouteille avec du papier aluminium, en faissant en sorte que le papier touche bien le fil de cuivre.

Ton électroscope est terminé !

Maintiens l’enroulement du fil de cuivre autour du goulot de la bouteille
fermement avec du papier aluminium.

L’électroscope est terminé !

Quelques expériences possibles

Première série d’expériences

Frotte un ballon, un peigne ou une règle en plastique sur un lainage (tu peux également frotter le peigne sur tes cheveux). Puis approche l’objet frotté de ton électroscope, au-dessus du papier aluminium (sans pour autant toucher le papier aluminium). Qu’observes-tu ?

Approche l’objet frotté avec un lainage de l’électroscope (à gauche : un peigne, au milieu : une règle en plastique, à droite : un ballon de baudruche). Les lamelles d’aluminium s’éloignent !

Deuxième série d’expériences

Approche un objet au préalablement frotté sur un lainage de ton électroscope. Tout en maintenant l’objet au-dessus du papier aluminium avec la main gauche, touche avec l’index de ta main droite le papier aluminium. Que se passe-t-il ?

Eloigne ensuite l’index de la main droite puis l’objet frotté. Qu’observes-tu ?

Autres expériences possibles

Reprends le dispositif tel que tu l’as laissé dans l’expérience précédente (les deux lamelles étant éloignées et aucun objet frotté étant proche de l’électroscope). Approche de l’électroscope différents objets frottés……

Que se passe-t-il ?

Dans la nature, il existe deux types de charges : les charges positives et les charges négatives. Deux charges de même signe se repoussent et deux charges de signe opposé s’attirent. Lorsque l’on frotte une règle ou un ballon de baudruche avec un lainage, des charges négatives peuvent être arrachés à l’objet ou au lainage : l’objet se charge négativement ou positivement.

Lorsque l’on approche un objet chargé de l’électroscope, le plateau d’aluminium de ce dernier se charge par influence et les lamelles d’aluminium en bas également : voir dessin ci-dessous. Les lamelles d’aluminium, possédant des charges de même signe, se repoussent.

Interprétation de la première série d’expériences

Lorsque tu mets l’index sur le plateau d’aluminium, des charges passent de l’électroscope à ton corps. L’objet chargé étant toujours situé au-dessus du plateau d’aluminium, le plateau d’aluminium, lui, reste toujours chargé par influence. Les lamelles en bas deviennent neutres et ne se repoussent plus.

Lorsque tu enlèves l’index, rien n’est modifié. Lorsque tu éloignes l’objet chargé, les charges de l’électroscope se répartissent (notamment sur les lamelles), et les lamelles se repoussent à nouveau. L’électroscope reste alors chargé (positivement ou négativement suivant l’objet chargé qui a été utilisé dans l’expérience).

Interprétation de la deuxième série d’expériences