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Electron et force magnétique



  1. #1
    Floris

    Electron et force magnétique


    ------

    Bonjour, j'ai une petite question. On longtemps parlé de la force magnétique, cependant j'aimerais parler de sa nature propre.

    D'après ce que j'ai pu observer, avec simplement un faisceau de particules de même nature, dans mon cas, des électrons, j'ai observé comme tout le monde le sait, qu'il est possible de créer une force d'attraction et de répulsion.

    J'aimerais bien savoir pourquoi deux faisceaux d'électrons en mouvement dans le même sens, crée une attraction et inversement deux faisceaux opposée crée une répulsion. Alors qu'en force électrique les électrons se repoussent continuellement!!!

    Maintenant la question que je me suis posé, sachant que si les électron sont en mouvement dans la même direction et à la même vitesse, on ne peut plus dire qu'ils sont en mouvement dans le même sens et donc dans quel cas, ils doivent se repousser. Ainsi d'après cela, pour que deux faisceau d'e- se repoussent, l'un doit avoir une différence de mouvement par rapport à l'autre.

    Aussi nouvelle question, supposons que je possède un électron au repos, bien que cette idée puisse être déplacé... Supposons que j'applique à coté de notre électron au (repos) un faisceau d'e- que vas t'il se produire?

    J’aispaire que je me suis bien exprimer.
    Bien amicalement a tous.
    floris

    -----

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  3. #2
    .:Spip:.

    Re : Electron et force magnétique

    Salut

    Cela ressemble a une discution que l'on a eu, peut etre n'as tu pas tous saisi par msn.
    Pour moi, je lui ai expliqué avec Laplace. Avec la force de laplace (assimilant le faisceau d'e- a un courant electrique), j'ai montré l'existance d'un chanps magnétique pour l'autre faisceau. Avec laplace, un champs mag et un courant, on obtient une force par la regles des trois doigts. Puis j'ai renversé la situation où le faisceau dont je considerait comme un courant, j'ai pris le champs et pour l'autre faisceau, je l'ai considéré comme un courant. Ainsi, j'en ai deduit que deux faisceaux dans le meme sens et meme direction s'attirait, et dans le sens opposé, se repoussait.

    Je vais donné mais schéma : mais expliqué cela textuellement est assez difficile.
    Images attachées Images attachées
    Soyez libre, utilisez Linux.

  4. #3
    .:Spip:.

    Re : Electron et force magnétique

    Désolé, il y a un probleme de lisibilité sur la deuxieme: il faut lire

    "deux e- dans un mouvement parallele. Chaque e- implique un couranr comme dans un fil electrique. L'e- (1) donne un champs mag B et l'e- 2 un courant electrique. on peux appliquer laplace, on a la force F.


    Ensuite, on prend la situation inverse. le champs sur l'e- 2 et le courant sur le 1. on a la force F'. Les e- se rapprochent. Lorsqu'il sont en mouvement de meme sens et meme direction au depart"


    Je n'ai pas representé la force cree par les charges pour faire clair. Je n'ai pas toutes les donné pour calculé cette force de laplace. En principe, puisque Floris nous dit que l'on peut observé ce que j'explique, la force dce laplace est plus importante que la force des charges.

    voila en gros, j'espere que j'ai ete clair, et que je n'ai pas sauté trop d'etapes...
    Soyez libre, utilisez Linux.

  5. #4
    Coincoin

    Re : Electron et force magnétique

    assimilant le faisceau d'e- a un courant electrique
    Le faisceau d'électrons n'est effectivement rien d'autre qu'un courant électrique (avec I=q*v*n*S où n est le nombre d'électrons par unité de volume et S la section de ton faisceau), mais par contre un électron est chargé négativement, donc l'intensité est dans le sens opposé aux mouvements des électrons (vive les conventions historiques ! )
    Encore une victoire de Canard !

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    lloicus

    Re : Electron et force magnétique


  8. #6
    Floris

    Re : Electron et force magnétique

    Merci à tous et merci François, j'ai bien comprit ce que tu à essayer de m'expliquer. Cepandant, j'aimerais entrer plus en détails dans le problem, au niveau des effets relativistes.

    Je site "Maintenant la question que je me suis posé, sachant que si les électron sont en mouvement dans la même direction et à la même vitesse, on ne peut plus dire qu'ils sont en mouvement dans le même sens et donc dans quel cas, ils doivent se repousser. Ainsi d'après cela, pour que deux faisceau d'e- se repoussent, l'un doit avoir une différence de mouvement par rapport à l'autre"

    En éspérant étre comprit.
    Merci encore a vous tous.

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  10. #7
    Floris

    Re : Electron et force magnétique

    Si cela interesse quel qu'un, ce serai une bonne chose.

  11. #8
    deep_turtle

    Re : Electron et force magnétique

    Patience... C'est dimanche soir, et pas mal de gens sont au lit avec un bon bouquin...

    Je trouve ta question excellente, et j'avoue que là, je sèche. Comment effectivement interpréter l'attraction des faisceaux pour un observateur qui les suivrait dans leur mouvement et donc les verrait immobiles ? Tu as vérifié que le phénomène que tu décris au début est le bon et que ce n'est pas l'inverse, j'imagine !

    J'y réfléchis en dormant...


  12. #9
    Floris

    Re : Electron et force magnétique

    Ah, merci beaucoup pour ce que tu a dit. Comme l'ont dit monsieur le physiciens et monsieur coincoin, on peut considérer cert mes faisceau par de simple bouts de fils électriques et ainsi appliquer la lois de Laplace et pouvoir calculer la force... Mais mais mais, cela ne me dit pas comment le phénomène est t'il régi physiquement, car de plus il faut prendre en compte les effet relativiste. Il me semble une chose, il est claire qu'il me parait inconcevable qu'une force s'exerce lorsque les deux faisceaux voyagent à la même vitesse, ainsi pour produire dans le cas suivant une force d'attraction entre les deux faisceaux, il faudra à mon avis que les deux faisceaux aient une différence de vitesse. Cependant nous entrons dans quelque chose de très intéressant dans le cadre de la relativités, et cela est confirmer à mon point de vu par les travaux de Maxwell. Il a bien vu qu'une variation de courant électrique engendrais un champs magnétique. Donc, y beaucoup de question qu’on peut se poser dans le cadre de la relativité.

  13. #10
    le géant vert

    Re : Electron et force magnétique

    En effet il y a qqch d'étrange avec les equations de Maxwell
    Prenons le cas d'un électron se promenant avec un mvt rectiligne et uniforme dans un référentiel galiléen.
    Cet électron par la simple présence de sa charge crée un champ E. Or cette charge se déplace comme je vients de le dire. Donc d'après ce brave Maxwell cette variation de champ E crée l'apparition d'un champ B.
    Cool!
    Que se passe t-il si j'ai envie de considéré cette même situation dans le référentiel de l'électron . Ce référentiel est galiléen lui aussi puisqu'il est en translation uniformen par rapport à mon premier ref galiléen.
    Don que se passe t-il vu de notre électron. Et bien comme précedemmant par sa simple présence l'e- emplie l'espace d'un champ E. Cependant dans ce référentiel, l'e- est immobile. Par conséquent le champ E constant n'entraine pas l'apparition d'un champ B!!!

    Question : Je fabule ou Maxwell à belle et bien réussi un tour plus fort que coperfield qui consiste a faire disparaitre le champ B?

    Cela montre (si je ne fabule pas) que les relations de notre ami qui fait du bon café (ouai je sais c'est une blague naz mais il est tar et je suis d'humeur joyeuse tout seul devant mon PC ) ne sont pas invariantes par transformation de galilée, et que par nature, elles justifient les transformations de Lorentz (Relativité restreinte)
    Ho! Ho! Ho!

  14. #11
    lloicus

    Re : Electron et force magnétique

    Voila une question spéciale pour le géant vert

    A t'on avis pourquoi parle t'on de force electromagnétique?
    et plus de force electrostatique, ou magnatostatic?

    tout simplement parceque, la force est tantot electrostatique, tantot magnétic, et tantot les deux! Cela dépend tout simplement du repere choisis par l'observateur!

    Donc, si tu calcule avec plus de précision et calitativement ton problème, tu te rendra vite compte que ton electron est soumis exactement a la meme force (meme si une fois elle est due au champ magnetique, et une fois au champ electrique)qualitativement et quantitativement, ces deux forces sont identiques!

    bien a toi

    PS : je n'ai pas envie de faire l'étude quantitative, mais qualitativement tu peux déja remarqué que l'électron va dans les deux cas se mouvoir vers le courant electrique (dans le cas d'un fils et d'un electron se déplacant parallelement au fil et a la meme vitesse!)

  15. #12
    deep_turtle

    Re : Electron et force magnétique

    [QUOTE=le géant vert] Question : Je fabule ou Maxwell à belle et bien réussi un tour plus fort que coperfield qui consiste a faire disparaitre le champ B?[QUOTE]
    Réponse : oui. Tu as raison, mais ici il y a une subtilité supplémentaire. On a l'impression que dans un référentiel les faisceaux devraient se repousser alors que dans l'autre ils s'attirent (ce qui est une absurdité !).

    Un élément de résolution du paradoxe vient probablement de la remarque suivante qu'on peut regarder de plus près :
    Citation Envoyé par Coincoin
    Le faisceau d'électrons n'est effectivement rien d'autre qu'un courant électrique
    Ca n'est pas tout à fait vrai, c'est aussi une densité de charge. En effet, la situation est différente de celle d'un courant dans un fil, où les charges positives du réseau cristallin (dans le fil) sont là pour neutraliser le système. Dans le cas des électrons dans le fil, si on se place dans le référentiel où les électrons sont au repos (on les suit dans leur mouvement), c'est maintenant le réseau qui se retrouve en mouvement, et il y a de nouveau un courant électrique, qui crée un champ magnétique.

    Ici on a affaire à deux courants qui en plus possèdent une charge électrique globale (il n'y a pas de fil).

    Je te réitère ma question Floris, tu es sûre que c'est bien ce qui se passe avec des faisceaux d'électrons, qu'ils s'attirent quand on les envoie dans la même direction ? Tu n'as pas voulu dire "des électrons dans un fil" en parlant de "faisceaux d'électrons" ?

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  17. #13
    deep_turtle

    Re : Electron et force magnétique

    Bon, pour donner plus de détails quantitatifs, voici comment je vois les choses :

    On a deux faisceaux d'électrons (pas de fil) qui sont envoyés parallèlement l'un à l'autre dans la même direction. Ce faisceau peut être décrit par une densité de charge rho et une densité de courant j (je n'écris pas de vecteur, c'est unidimensionnel dans la direction du faisceau). Ces deux quantités dépendent du référentiel dans lequel on se place.

    Dans le référentiel de départ, celui dans lequel les faisceaux sont en mouvement, les électrons d'un faisceau sont soumis à une force électromagnétique qu'on peut décomposer en une partie électrique proportionnelle à rho, et une partie magnétique proportionnelle à j. On peut se convaincre aisément que la partie magnétique compense partiellement la partie électrique dans le cas où les faisceaux vont dans le même sens, et donc les faisceaux se repoussent moins que ce qu'on calculerait naïvement en ne considérant que la force électrique (mais pas au point de s'attirer !).

    Dans le référentiel où les électrons sont aux repos, les quantités rho et j ont changé, on les obtient par une transformation de Lorentz :

    rho' = gamma rho - gama beta j
    j' = gamma beta rho - gamma j

    Dans ce référentiel, j'=0 et on en déduit, après une manipulation de ces équations, que rho'=rho/gamma < rho. Pas très étonnant, la densité rho est celle observée dans le référentiel du labo, elle est affectée par un effet relativiste : la contraction des longueurs. La "vraie" densité, celle qu'on mesure en suivant les électrons, est plus faible (les électrons sont plus espacés les uns des autres).
    Dans ce référentiel donc, certes j'=0 donc pas de composante magnétique à la force, mais rho' < rho et donc la force électrique est plus faible que dans le référentiel de départ, on retrouve bien le même résultat !!

    Voilà. Donc les faisceaux d'électrons envoyés dans le même sens se repoussent...

  18. #14
    Floris

    Re : Electron et force magnétique

    Bizzard, tu dit que deux fesseaux d'e- se repoussent, pour quel raison déja?? Tu veux dire que la densité électrique créra une force électrique de répulsion plus intense que celle magnétique? Il est claire que j'ai constaté aussi que mon faisseau d'e- était arttirer par une bobine d'ons le sens des électrons était identique à celui du faisseau.

    Chose bizzard, Maxwell d'apret ce que j'ai comprit dite moi si je me trompe, dit qu'il s'agit d'une même force, dont la dualité apparente entre ces deux aspect serai la cause d'un effet relativiste?????

    L'autre soir en étant dans mon bain bien chaud, j'avait immaginer qu'il y est justement un phènomène de confrontation de force définisable de le temps. Enfin je sait pas comment m'exprimer, ces sans doute la chaleur de mon bain qui me prend en éreur, la prochaine fois je prendrait des bonnes douches froides, se ne pourra que me faire du bien.

    En fait voila, revenon a ce petit problem relativiste si vous voulez bien, car j'aimerai revenir à mes propos lorsque j'ai parlé de la différence de vitesse. Suposont un faisseau d'électron en mouvement, et un autre faisseau d'e- en mouvement dans le même sens, mais à une vitesse inférieur. On peut à la fois considèrer alors que les fesseaux sont dans un mouvement oposé et à la fois dans le même sens, enfin je m'exprime mal. Ainsi j'ai pensé que la vitesse ou plutôt la différence entre chaqu'un des faisseau, régira le conflits de force d'attraction et de répulsion magnétique.... Pour résumer je veux dire par là que ce n'est pas en soit le sens des e- qui régi l'attraction et la répulsion, mais la différence entre les deux systemes, mais cette idée est très probablement fausse. J'ai en effet déduit que la répulsion était un phènomène certainement plus intense dans la plus part des cas, que l'attraction. (sans considèrer la force électrique hen) Enfin sa ces pas sur, ces sa qui me semble bizzar là sa à du étre la chaleur.

  19. #15
    Floris

    Re : Electron et force magnétique

    Citation Envoyé par deep_turtle
    Voilà. Donc les faisceaux d'électrons envoyés dans le même sens se repoussent...
    Mais alors quand tu pense qu'ils s'attirent? Quel paramettre vas entrer en jeux pour qu'ils s'attirens? Excuse moi j'ai pas tout suivi les choses dont tu a parler car cela dépasse completement mon niveau d'étude, je ne suis qu'en premiser S. enfin... Dit moi si monidée précédente étai juste? Mais j'en doute très fortement.

    Merci a toi
    Amicalement
    Floris

  20. #16
    deep_turtle

    Re : Electron et force magnétique

    Citation Envoyé par Floris
    Il est claire que j'ai constaté aussi que mon faisseau d'e- était arttirer par une bobine d'ons le sens des électrons était identique à celui du faisseau.
    Ah OK, on est donc bien d'accord, le système qui agit sur ton faisceau d'électrons n'est pas un autre faisceau d'électrons mais une bobine. La différence est essentielle :

    Dans ce que je décris plus haut (un faisceau qu iagit sur un autre), la répulsion qu'exerce le deuxième faisceau sur le premier est due à la sa charge électrique (de même signe que les électrons du premier faisceau -> répulsion).

    Dans le cas qui t'intéresses toi, c'est une bobine, qui en plus des électrons chargés négativement contient des ions chargé positivement (ta bobine est globalement neutre, du point de vue électrique), et l'attraction qu'exercent ces charges positives sur le faisceau d'électrons compense la répulsion électrostatique des électrons entre eux.
    On n'est alors sensible qu'aux autres effets (autres que l'aspect purement électrostatique), qui donnent effectivement une attraction, comme expliqué par les autres intervenants dans les posts précédents.

    C'est un peu subtil, il faut y réfléchir plusieurs fois...

  21. #17
    Floris

    Re : Electron et force magnétique

    Daccord, je pense avoir comprit ce que tu a dit, si je te comprend bien, tu me dit que la force magnétique est une sorte d'illusion de la force électrique et que l'attraction se fait grâce aux ions positif engendré par le bobinage???? Heu mais pourquoi le sens du couran affecte t'il l'attraction et la répulsion? Décidément il va falloir que je change de cerveau. Veillez bien m'en excuser.
    Bien amicalement à tous
    floris

  22. #18
    le géant vert

    Re : Electron et force magnétique

    ds ce n'est pas tout a fait de la même expérience dont il s'agit mais je n'ai pas bien compris les réponses de lloicos et deep_turtle quant à mon electron qui se balade tout seul dans le vide.

    Résumé:
    D'après mes souvenir si mon electron est dans un ref galiléen avec un mvt uniforme il crée un champ plonge alors le vide dans un champ E et B
    Si on considère le ref tjr galiléen de l'e-, le vide n'est plus plongé que dans un champ E indep de t et dc plus de champs B . Selon mes souvenirs cette expérience montrerait que les relation de Maxwell sont relativiste par nature puisqu invarian par transfo de Lorentz et non de Galilée.

    Est-ce que ma mémoire et mon raisonnement me font défaut où est-ce correct?
    Ho! Ho! Ho!

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  24. #19
    deep_turtle

    Re : Electron et force magnétique

    C'est tout bon ! La discussion précédente, un peu confuse je te l'accorde, portait sur l'action d'un faisceau d'électrons sur un autre d'une part, et sur l'action d'un courant dans un fil sur un faisceau d'électrons d'autre part.

  25. #20
    .:Spip:.

    Re : Electron et force magnétique

    Citation Envoyé par Floris
    Heu mais pourquoi le sens du couran affecte t'il l'attraction et la répulsion? floris

    ceci est du a laplace, cette force apparait lorque un conducteur traversser par un courant est plonger dans un champs magnetique.

    Par contre, j'ai pas tout imprimeé pour les champs B et E mais bon....
    Soyez libre, utilisez Linux.

  26. #21
    Floris

    Re : Electron et force magnétique

    Oui, je sait bien, mais je n'arivve pas à cerner en profondeur la choses.
    Il va falloir que je change rapidement de cerveau.

  27. #22
    le géant vert

    Re : Electron et force magnétique

    Tu sais les relations de Maxwell sont enseignées à bac +2 et c'est assez compliqué à bien se représenter les notions qu'elles abordent. Quand à la relativité c'est bac +3 . Moi même (qui malgré mon faible niveau suis quand même prof de phys) je ne cerne pas tout parfaitement loin de là.... alors je ne pense pas que tu sois plus bête que la moyenne au contraire.
    Ho! Ho! Ho!

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