Mission nationale de sauvegarde du patrimoine scientifique et technique contemporain

Description

Les bobines de Helmholtz se composent de deux bobines de même taille et séparées d’une distance équivalente à leur rayon. Entre les deux bobines est installé un tube à vide sphérique.
Le tube sphérique contient un gaz inerte. A l’extrémité du tube se trouve le canon à électrons. Il s’agit d’un dipôle qui a pour but de générer des électrons. La cathode chauffée par un filament va émettre des électrons, qui seront par la suite accélérés par la différence de potentiel régnant entre la cathode et l’anode. Grâce à leur énergie cinétique, ces électrons vont ioniser le gaz contenu dans le tube, ce qui va le rendre luminescent. Cela va permettre de visualiser la trajectoire des électrons. Différentes trajectoires sont possibles en fonction de l’orientation du tube entre les deux bobines. Lorsqu’une trajectoire circulaire est observée, on peut alors déterminer un rapport e/m (charge e et masse m du rayon cathodique). Cette expérience a permis à Joseph John Thomson de prouver l’existence de l’électron.

Utilisation

Ce dispositif était utilisé pour reproduire l’expérience de J. J. Thomson, afin de retrouver la valeur de e/m, par les futurs enseignants lors de leur cursus aux Écoles normales de filles et de garçons de Clermont-Ferrand, devenues IUFM (Institut Universitaire de Formation des Maîtres) puis ESPE (École Supérieure du Professorat et de l'Éducation).