introduction de la perméabilité magnétique et de la permittivité electrique

[toutatis29]

Bonjour,
Voila je me pose des questions sur l'introduction dans la physique des grandeurs qui sont la perméabilité et la permittivité:
Dans le milieu scolaire on nous présente l'expression du champ électrique par le biais de la loi de Coulomb et le champ magnétique par celle de Biot Savart. Mais dans ces deux expressions je ne comprend pas d'ou sorte la perméabilité et la permittivité. J'ai entendu dire que ces grandeurs aurait été introduites par Maxwell mais pourquoi ? Dans quelle nécessité ? Est ce des grandeurs empiriques ou purement théorique mais basées sur des postulat voir des principes.
Est ce que quand Coulomb établit sa loi il parle de permittivité ou simplement exprime un nombre qui reflète la proportionnalité de la force électrique au produits des charges et à l'inverse du carré de la distance ? Est ce que Biot Savart (ou plutot Laplace, car il me semble que c'est lui qui a repris les travaux de Biot et Savart sur les champs magnétique autour d'un conducteur rectiligne parcourue par un courant) parle de perméabilité et si oui pourquoi ? Si non qui l'introduit en physique et pourquoi ?
Je remercie tous ceux qui pourrront m'éclairer sur ce questionnement car je n'aime pas apprendre et utiliser des lois quand je ne sais pas d'ou sorte les grandeurs qui les composent.
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[LPFR]

Bonjour.
Je crois que la permittivité et la perméabilité sont nées de mesures expérimentales. Le champ électrique (ou la capacité d'un condensateur) dépendait du diélectrique et le champ magnétique dans une bobine était différent quand on introduisait du fer. Maxwell avait rajouté la polarisation et le déplacement, Puis, l'induction magnétique B et mu.
Mais n'oublions pas que les équations des Maxwell étaient 23 et non les belles 6 avec lesquelles on travaille aujourd'hui et qui sont dues à Heaviside. Ceci est pour dire, que la formulation de Maxwell n'était pas des plus simples et qu'à l'époque presque personne ne les comprenait. C'est grâce aux efforts d'autres physiciens (notamment de Hertz) que les équations on été acceptées.

Le fait que la perméabilité dans la matière soit plus importante que dans le vide est facile à expliquer. Quand vous mettez un atome dans un champ électrique, les "centres de gravité" des charges positives et négatives se déplacent et ne coïncident plus. L'atome est polarisé et produit un champ électrique dipolaire. Si vous dessinez ce champ vous verrez qu'il est de signe opposé à celui qui a crée la polarisation. Donc un atome diminue le champ qui le polarise. Pour une même charge électrique, le champ est plus faible quand il y a des atomes polarisables. Cela veut dire que dans l'équation de création du champ électrique:

il faut que le dénominateur soit plus grand. À la place de il faut mettre .
Si au lieu d'atomes nous avons de molécules polaires, les dipôles crées en orientant les molécules sont encore plus grands el la permittivité des diélectrique polaires est beaucoup plus grande.

Malheureusement, je ne connais d'explication simple similaire pour le champ magnétique. Et il a fallu attendre des années pour trouver des théories pour expliquer les différents comportements magnétiques. Mais pour les ferromagnétiques, le résultat est qu'il faut multiplier la perméabilité du vide par un facteur. Mais ce facteur dépend du matériau, du champ, de l'histoire métallurgique et magnétique du morceau et de l'âge du capitaine.

Au revoir.