champ magnétique

[Niels Adribohr]

Bonjour à tous,
voici une petite question que je me pose:
Soit un électron se déplaçant avec une vitesse V uniforme par rapport au réferentiel R. Au moment t, on actionne un champ magnétique, et la particule subit alors une force F= qV x B.
Jusqu'ici pas de probleme, mais on décrit la scène par rapport au réferentiel R' allant à la même vitesse initiale V par rapport à R. La vitesse de l'électron est alors nulle. On sait qu'un champ magnétique ne peut pas changer l'énergie cinétique d'un électron. La vitesse de l'electron étant nulle, elle restera nulle. Il suffit d'ailleurs de refaire le calcul pour montrer que le champ magnétique n'a plus aucun effet sur la particule:
F=q0 x B=0. Or si on suit un raisonnement classique, on se dit que l'électron qui a subit une accéleration (au sens d'un changement de direction) dans le réferentiel R, doit également subir une accélération dans le rérentiel R' (cette fois ci dans le sens d'une augmentation de la vitesse), puisque l'accéleration n'est pas quelque chose de relative. Cela veut il dire le champ magnétique que l'on observait en R s'est , du point de vue de R' , "transformé" en champ électrique?
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[invitea3fc981a]

Cela veut il dire le champ magnétique que l'on observait en R s'est , du point de vue de R' , "transformé" en champ électrique?

Il ne s'est pas "transformé", mais ce genre de raisonnement a mené Einstein sur la voie de la relativité : ce qui est observé dans un référentiel (un champ, une vitesse...) peut être plus grand, plus petit voire être nul dans un autre référentiel.

[invité576543]

Bonjour,

Soit un électron se déplaçant avec une vitesse V uniforme par rapport au réferentiel R. Au moment t, on actionne un champ magnétique, et la particule subit alors une force F= qV x B.
Jusqu'ici pas de probleme, mais on décrit la scène par rapport au réferentiel R' allant à la même vitesse initiale V par rapport à R. La vitesse de l'électron est alors nulle. On sait qu'un champ magnétique ne peut pas changer l'énergie cinétique d'un électron. La vitesse de l'electron étant nulle, elle restera nulle. Il suffit d'ailleurs de refaire le calcul pour montrer que le champ magnétique n'a plus aucun effet sur la particule:
F=q0 x B=0.

Sauf que ce n'est plus B, mais B'. Le champ magnétique change avec le changement de référentiel.

Or si on suit un raisonnement classique, on se dit que l'électron qui a subit une accéleration (au sens d'un changement de direction) dans le réferentiel R, doit également subir une accélération dans le rérentiel R' (cette fois ci dans le sens d'une augmentation de la vitesse), puisque l'accéleration n'est pas quelque chose de relative. Cela veut il dire le champ magnétique que l'on observait en R s'est , du point de vue de R' , "transformé" en champ électrique?

Oui et non. La formule complète est F = q (E+v x B), avec E=0 dans R. Elle devient dans R' : F' = q(E' + v' x B'), et E' n'est pas nul. Le champ électromagnétique (E, B) n'a pas changé, mais ses coordonnées se sont transformées, sont réécrites (E', B') dans le référentiel R'.

On peut dire qu'une partie du champ magnétique s'est "transformée" en champ électrique, mais il est plus propre de dire que le champ électro-magnétique (E,B) a subit un changement de coordonnées lors du changement de référentiel (pas si étonnant!), et que ce qu'on appelle champ magnétique est relatif, c'est une partie des coordonnées du champ e.m., et ces coordonnées dépendent du référentiel.

En d'autres termes, le champ électro-magnétique est le "vrai" objet physique, et la distinction entre champ magnétique et champ électrique est relative, elle se fait d'une manière pour un observateur, et d'une autre pour un autre.

Cordialement,