Question de physique

invite9fe73c57 · 24/10/2007, 22h09

Bonjour tout le monde,

J'ai une question en physique qui me turlupine depuis quelques temps, et je cherche un physicien capable d'y répondre:

Nous sommes dans une situation typique d'un champ magnétique B avec un électron qui voyage à une vitesse v perpendiculaire à B. La force de Lorenz qui s'y applique vaut donc: qV x B, où q = e, la charge élémentaire de l'électron.
Jusque là pas de problème.
Mais je me demandais une chose: pourquoi l'électron privilégie-t'il une direction par rapport à l'autre??????
En effet, nous sommes dans une situation à priori symétrique, par le plan contenant b et v, et l'électron prend la direction de qV x B, car le produit vectoriel forme un trièdre droit. Mais pourquoi préfère-t'il cette direction à l'autre (-qV x B)? Autrement dit pourquoi un trièdre droit et pas un trièdre gauche?

Merci d'avance à celui qui répondra à cette question.

**JPL** · 24/10/2007, 22h33

Cela aurait été mieux de poser la question dans le forum de physique, non ? Heureusement qu'il y a des gentils modérateurs pour déplacer les questions

invite19431173 · 24/10/2007, 22h59

Salut !

$\text{[math]}$ , $\text{[math]}$ et $\text{[math]}$ forment un trièdre direct.

Tu as déjà entendu parler de la règle des doigts de la main droite ? Cela signifie que F est fixé, contrairement à ce qu'on pourrait croire.

**Thwarn** · 24/10/2007, 23h09

Une reponse qui ne repond pas (vraiment) à la question

On voit experimentalement que la force de l'electron est dans ce sens. Si cela n'auvait pas été le cas, on aurait ecrit F= -evxB pour que cela colle a l'experience.

A voir en vidéo sur Futura · Aujourd'hui

invite19431173 · 24/10/2007, 23h15

Envoyé par Thwarn

Si cela n'auvait pas été le cas, on aurait ecrit F= -evxB pour que cela colle a l'experience.

Oui, et alors ?

Désolé, mais je ne vois pas où est le problème...

**Thwarn** · 24/10/2007, 23h30

Envoyé par benjy_star

Oui, et alors ?

Désolé, mais je ne vois pas où est le problème...

Ben, je n'ai jamais dis qu'il y avait un probleme...
Zatterc demandait pourquoi la formule était F=qvxB et je disais juste que si la force était dans l'autre sens dans l'experience, on aurait mis un moins pour coller...
J'avais prevenu que ma reponse n'était pas une vraie explication (c'est une espece d'explication de la formule phénomenologique, le fait qu'il y est un plus et non un moins doit aussi se trouver à partir de la theorie, en partant du lagrangien relativiste matiere + champs + interaction).

invite19431173 · 24/10/2007, 23h31

Oups, je croyais que tu étais l'auteur de la question, je n'avais pas fait attention...

invite15921040 · 25/10/2007, 00h37

salut,

je ne suis pas certain que la reponse satisfasse l'auteur de la question. En tout cas elle ne me satisfait et pousse ma curiosite...
Je n'ai en fait pas de reponse, je peux juste alimenter de questions.
En fait si a la place d'un electon on prend une charge + (genre proton) on change le signe du pv et on se retrouve dans l'autre sens... je me trompe ?
N'est ce pas la charge qui oriente ?
Serait ce lier a une structure plus fine des particules ? Mesdames, messieurs de la physique des particules...?

Si j'ai bien compris, en Relativite Generale : un champ B est un champ E dans un repere bien choisit... d'ou l'importance du signe ?

Je nage il est tard...

invitea774bcd7 · 25/10/2007, 00h48

Envoyé par zap

Serait ce lier a une structure plus fine des particules ? Mesdames, messieurs de la physique des particules...?

L'électron n'a pas de « structure plus fine ».

**BioBen** · 25/10/2007, 01h14

Zatterc demandait pourquoi la formule était F=qvxB et je disais juste que si la force était dans l'autre sens dans l'experience, on aurait mis un moins pour coller...

http://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_force

**Coincoin** · 25/10/2007, 08h29

Salut,
Effectivement, pour une particules donnée, la force magnétique privilégie une direction. Mais ce n'est pas le cas de la théorie dans son ensemble. Tu peux très bien prendre la "règle de la main gauche" et considérer la convention de signe opposée pour les charges électriques.

Pour reprendre l'idée de Feynman, si tu essayais d'utiliser ça pour expliquer à distance un extraterrestre ce qu'est la gauche et ce qu'est la droite, tu pourrais avoir de mauvaises surprises : un extraterrestre fait d'antimatière considèrerait d'après tes explications le positon comme ayant une charge négative (alors que tu lui as expliqué pour l'électron) et viendrait te serrer la main gauche.

invite19431173 · 25/10/2007, 10h17

Envoyé par zap

En fait si a la place d'un electon on prend une charge + (genre proton) on change le signe du pv et on se retrouve dans l'autre sens... je me trompe ?

Tu ne te trompes pas, et c'est bien pour ça que j'ai parlé du vecteur q $\text{[math]}$ !

Envoyé par Coincoin

et viendrait te serrer la main gauche.

Juste avant de faire boum...

**YBaCuO** · 25/10/2007, 13h43

Bonjour,

Pour retrouver les symétries, ne considère pas le champ magnétique mais la distribution de courant qui génère ce champ.

Les remarques suivantes qui ne mentionnent pas le champ magnétique sont bien symétriques:
-Deux fils parallèles parcourus par des courants de même sens s'attirent.
-Deux fils parallèles parcourus par des courants de sens opposés se repoussent.

**Coincoin** · 25/10/2007, 14h54

Il faut bien faire attention quand on réfléchit aux symétries du champ magnétique. En effet, le champ magnétique n'est pas un vrai vecteur, mais un pseudo-vecteur. Ça veut dire que si on prend un vecteur et le champ magnétique de même sens et qu'on prend l'image dans un miroir, l'image du vecteur et celle du champ magnétique seront de sens opposés !

Si on imagine que le champ magnétique est créé par une petite boucle de courant, on retrouve des propriétés "normales" de symétrie.

invite15921040 · 25/10/2007, 18h57

Envoyé par guerom00

L'électron n'a pas de « structure plus fine ».

bonsoir,
et les quarks ?

**Karibou Blanc** · 25/10/2007, 18h59

bonsoir,
et les quarks ?

idem. A noter que les quarks et leurs propriétés (masse notamment) sont tres difficiles à étudier du fait de la liberté asymptotique de QCD et du confinement, ie les quarks n'existent pas l'état libre, que les autres particules.

**Gwyddon** · 25/10/2007, 19h10

Pour appuyer la remarque de Karibou, définir la masse d'un quark est quelque chose de hautement non trivial, et on peut se poser la question du sens physique (au sens de l'expérience ici) de la signification de ce concept.

invitea774bcd7 · 25/10/2007, 19h13

Envoyé par zap

bonsoir,
et les quarks ?

Pas de quarks dans un électron

invite15921040 · 25/10/2007, 19h19

Envoyé par guerom00

Pas de quarks dans un électron

lepton... autant pour moi.

invite5e5dd00d · 25/10/2007, 19h22

Envoyé par guerom00

Pas de quarks dans un électron

Je dirais même : rien dans un électron lol. En effet, d'après les théories actuelles, les électrons sont des particules élémentaires : il n'existe pas de niveau inférieur.

Ne peut-on pas cependant légitimement supposer qu'il existe une structure plus fine au quark ou à l'électron ?
Je me pose la question depuis un moment. Il me semblait qu'on ne pouvait pour le moment pas mettre en évidence cela expérimentalement, mais que cela n'avait rien d'absurde de supposer (j'ai un vague souvenir de ma prof de physique disant ça).

invite5e5dd00d · 25/10/2007, 19h23

Envoyé par zap

lepton... autant pour moi.

Le lepton est également une particule élementaire.
Dans les leptons (c'est un terme générique, une famille), on trouve d'ailleurs l'électron, entre autres.

**Gwyddon** · 25/10/2007, 19h36

Envoyé par Sigmar

Ne peut-on pas cependant légitimement supposer qu'il existe une structure plus fine au quark ou à l'électron ?
Je me pose la question depuis un moment. Il me semblait qu'on ne pouvait pour le moment pas mettre en évidence cela expérimentalement, mais que cela n'avait rien d'absurde de supposer (j'ai un vague souvenir de ma prof de physique disant ça).

Hello,

Rien ne t'empêche de le supposer, si ce n'est que.. et théoriquement, et expérimentalement, on n'en a pas besoin pour l'instant

invite5e5dd00d · 25/10/2007, 19h56

Ok c'est la réponse parfaite que j'attendais.
Pour le moment on a observé aucun phénomène qui pourrait laisser supposer ça et tant mieux, c'est déja assez le foutoir comme ça

**trimidi** · 26/10/2007, 14h08

Envoyé par guerom00

L'électron n'a pas de « structure plus fine ».

Bonjour, j'ai appris que pour l'atome d'hydrogène, il faut tenir compte des effets relativistes de l'électron, du couplage spin-orbite de l'électron ce qui est, je crois, décrit dans l'équation de Dirac. Ce couplage serait d'ailleurs un gros problème vu que les nombres quantiques (n,l,ml,s,ms) ne seraient plus des états propres de l'atome d'hydrogène; il faudrait ainsi créer le nombre quantique j=l+s. La base (n,l,s,j,mj) serait alors adéquate. Est-ce ceci que l'on appelle structure fine de l'atome d'hydrogène?Quel est son sens physique plus concrètement?

De même pour la structure hyperfine, il faudrait considérer le noyau. Dans le référentiel de l'électron celui ci tourne autour de l'électron, créant un champ magnétique. Ce dernier va lui aussi perturber les états propres et il faut construire une nouvelle base en tenant compte du moment cinétique du noyau i. On construit alors le nombre f=j+i et on obtient la base (n,l,s,j,f,mf).

L'électron n'a pas de structure fine vu qu'il serait une particule élémentaire. Autrement dit, le proton constitué de quarks aurait-il une structure fine? La structure fine serait-elle en fait la perturbation d'une caractéristique des quarks sur le proton? Si oui quelle est cette caractéristique? Le moment cinétique des quarks?

Merci et pardon s'il y'a des méga aberrations

invitea774bcd7 · 26/10/2007, 14h26

La « structure fine » dont il est question ici était de savoir si les électrons sont constitués d'autres choses plus petites. Ça n'a rien à voir avec la structure fine spectroscopique que tu décris.
C'est en tout cas comme ça que je l'ai compris et c'est la raison pour laquelle je mettais les mots structure fine entre guillemets

**trimidi** · 26/10/2007, 14h35

Lol oki merci je me disais aussi que je devais avoir rien compris...

On parle de structure fine spectroscopique parceq u'il y'a éclatement des niveaux d'énergies? Ainsi les énergies de transition ne seraient pas les mêmes et l'on aurait des décalages sur les rayonnement émis si l'on regarde de trés près?

invitea774bcd7 · 26/10/2007, 14h40

Envoyé par trimidi

On parle de structure fine spectroscopique parceq u'il y'a éclatement des niveaux d'énergies?

Oui. La Nature n'aime pas les dégénérescences. Y a toujours un ch'ti effet qui sépare les niveaux

**trimidi** · 26/10/2007, 17h53

Oki merci pour tes réponses

invite9fe73c57 · 28/10/2007, 21h44

Fantastique! merci pour vos réponses!

Question de physique