@. Ampère et l'histoire de l'électricité 

Pourquoi une feuille métallique est-elle plus fortement attirée par un tube de verre électrisé lorsqu'elle est posée sur un support conducteur plutôt que sur un support isolant ?

Par Christine Blondel et Bertrand Wolff

[Voir la vidéo Quel support pour les feuilles d'or ? ]

La feuille métallique est initialement neutre. Qu'arrive-t-il lorsqu'elle subit l'influence du verre électrisé positivement ? Faire apparaître sur le schéma les déplacements éventuels de porteurs de charge et la répartition de charges sur la feuille métallique. Et si le support était isolant ?

Solution :

Si le support est conducteur, des électrons affluent depuis l'ensemble conducteur Terre-support et s'accumulent sur la feuille métallique proche du tube de verre. La feuille se charge négativement et subit donc l'action attractive des charges positives du verre. Si le support est isolant, la feuille reste électriquement neutre. Elle est cependant attirée, mais plus faiblement. En effet sous l'influence du verre électrisé positivement, la répartition des porteurs de charge est modifiée à l'intérieur de la feuille : la face supérieure, la plus proche du tube de verre, porte un excédent d'électrons, donc une charge négative, tandis que la face inférieure présente un déficit équivalent, donc une charge positive. La force attractive exercée par le verre sur la face supérieure, plus proche, l'emporte légèrement sur la force répulsive exercée sur la face inférieure, un peu plus éloignée.

Commentaire à l'intention des professeurs

Cette expérience ne fait pas partie du répertoire classique de l'enseignement. Faute de feuilles d’or ou d'argent ? Mais on peut très bien utiliser des feuilles d'aluminium. Est-ce alors pour éviter l'interprétation délicate de l'expérience avec un support isolant ? Pourtant les expériences d'attraction de bouts de papier, brins de paille ou filet d'eau sont souvent présentées en classe, alors que leur interprétation – en général laissée de côté - est encore plus délicate [Voir Exercice Feuilles métalliques, brins de paille [...],filet d'eau ... pourquoi sont-ils attirés ? et dans le Laboratoire historique Un phénomène plus complexe qu'il n'y paraît : l'attraction des corps légers ].