champ et induction magnétique

[invite61ff4c3f]

Bonjour à tous,
je suis tombé devant une question qui parait au première abord simple mais qui me ruine le cerveau de puis un petit bout de temps et impossible de trouver quoi que ce soit de fiable sur le net vu que personne n'a les meme notation.
Donc la question est:
tracer schématiquement l'allure des ligne de champs ( H en A/m) autour d'un aimant cylindrique aimanté uniformémént selon son axe et tracer l'allure de ces mm lignes ds l'aimant.
et d'autre part:
tracer schématiquement l'allure des ligne d'induction magnétiques ( B en Tesla) autour d'un aimant cylindrique aimanté uniformémént selon son axe et tracer l'allure de ces mm lignes ds l'aimant.
c'est quoi la différence entre les deux????
merci d'avance
-----

[LPFR]

Bonjour.
La grosse différence se trouve dans le µ_r.
Et le "problème" se situe au niveau des frontières entre l'aimant et l'air.
Comme vous le savez, B=µH. Et ce qui "se conserve" est B. L'équation de Maxwell est div B = 0 et non div H = 0.
La forme des lignes est différente à l'intérieur de l'aimant. Les lignes de force de B ont la même forme que s'il s'agissait du champ d'une bobine; alors que celles de H ont la forme du champ électrique crée par deux couches de charges électriques placées aux extrémités de l'aimant.
Au revoir.

[invite21348749873]

Bonjour.
La grosse différence se trouve dans le µ_r.
Et le "problème" se situe au niveau des frontières entre l'aimant et l'air.
Comme vous le savez, B=µH. Et ce qui "se conserve" est B. L'équation de Maxwell est div B = 0 et non div H = 0.
La forme des lignes est différente à l'intérieur de l'aimant. Les lignes de force de B ont la même forme que s'il s'agissait du champ d'une bobine; alors que celles de H ont la forme du champ électrique crée par deux couches de charges électriques placées aux extrémités de l'aimant.
Au revoir.

Bonsoir
Existe t il un H s'il n' ya pas de courants exterieurs à l'aimant?

[LPFR]

Bonsoir
Existe t il un H s'il n' ya pas de courants exterieurs à l'aimant?

Re.
Il n'est pas sûr que le H existe.
Pendant longtemps on s'est posé la question. La réponse a été donnée dans les années 40 avec la diffusion de neutrons par un aimant. C'est B que l'on trouve à l'intérieur et non H.

Et si vous regardez bien, on peut tout faire dans l'EM sans utiliser H. Le seul inconvénient est que les équations perdent leur belle symétrie entre celles pour E et pour H.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea774bcd7]

Bah pis surtout, entre B et H y a la magnétisation quand même
Doit y avoir une densité de magnétisation non nulle dans l'aimant, non ?

[invite21348749873]

Re.
Il n'est pas sûr que le H existe.
Pendant longtemps on s'est posé la question. La réponse a été donnée dans les années 40 avec la diffusion de neutrons par un aimant. C'est B que l'on trouve à l'intérieur et non H.

Et si vous regardez bien, on peut tout faire dans l'EM sans utiliser H. Le seul inconvénient est que les équations perdent leur belle symétrie entre celles pour E et pour H.
A+

C'est d'ailleurs ce que fait Feymann dans son cours.
H est une invention utile pour l'étude des circuits magnetiques.

[LPFR]

C'est d'ailleurs ce que fait Feymann dans son cours.
H est une invention utile pour l'étude des circuits magnetiques.

Re.
Non, H n'a pas été inventé pour l'étude de circuits magnétiques. Maxwell pensait que "LE" champ était H comme le champ électrique était E. Et que B (l'induction) jouait le même rôle que D. Et il est vrai que les équations de Maxwell (ou plutôt de Heaviside) et bien de ses conséquences sont beaucoup plus jolies écrites avec H qu'avec B.
Les circuits magnétiques on peut les étudier aussi bien sans H, et probablement avec moins de risques en utilisant que B.
Il est bien d'avoir de choses avec divergence nulle (comme le courant) dans un circuit. Alors qu'avec H, c'est plus difficile.
On avait déjà eu une discussion à propos d'un circuit magnétique avec un bout de ferraille dedans. Je ne me souviens plus si vous y aviez participé.
A+

[invite21348749873]

Re.
Non, H n'a pas été inventé pour l'étude de circuits magnétiques. Maxwell pensait que "LE" champ était H comme le champ électrique était E. Et que B (l'induction) jouait le même rôle que D. Et il est vrai que les équations de Maxwell (ou plutôt de Heaviside) et bien de ses conséquences sont beaucoup plus jolies écrites avec H qu'avec B.
Les circuits magnétiques on peut les étudier aussi bien sans H, et probablement avec moins de risques en utilisant que B.
Il est bien d'avoir de choses avec divergence nulle (comme le courant) dans un circuit. Alors qu'avec H, c'est plus difficile.
On avait déjà eu une discussion à propos d'un circuit magnétique avec un bout de ferraille dedans. Je ne me souviens plus si vous y aviez participé.
A+

Mon terme est mal choisi; disons une notion, plutot qu'une invention.
Pour moi, H apparait quand on écrit , pour un barreau de metal, à l'interieur d'un solenoide:
B=µ0(NI+M) M étant l'aimantation dans le métal ,et égal au courant superficiel par unité de longueur.
D'ou:
NI= (B/µ0)-M ; B et M étant des vecteurs, NI est donc un vecteur que l'on peut appeler champ magnétique ou magnétisant H.
Si M est uniforme, divH =0
B differe de H en ce sens que sa circulation le long d'un contour fermé est égale à la somme de tous les courants traversant ce contour, exterieurs et dus à l'aimantation, alors que la circulation de H est égale à la somme des courants exterieurs, uniquement.
H est donc une grandeur réelle; mais finalement, je suis d'accord pour dire que l'on peut s'en passer en ne considérant que les courants exterieurs et en comptant le nombre de spires des circuits.

[LPFR]

Mon terme est mal choisi; disons une notion, plutot qu'une invention.
Pour moi, H apparait quand on écrit , pour un barreau de metal, à l'interieur d'un solenoide:
B=µ0(NI+M) M étant l'aimantation dans le métal ,et égal au courant superficiel par unité de longueur.
D'ou:
NI= (B/µ0)-M ; B et M étant des vecteurs, NI est donc un vecteur que l'on peut appeler champ magnétique ou magnétisant H.
Si M est uniforme, divH =0
B differe de H en ce sens que sa circulation le long d'un contour fermé est égale à la somme de tous les courants traversant ce contour, exterieurs et dus à l'aimantation, alors que la circulation de H est égale à la somme des courants exterieurs, uniquement.
H est donc une grandeur réelle; mais finalement, je suis d'accord pour dire que l'on peut s'en passer en ne considérant que les courants exterieurs et en comptant le nombre de spires des circuits.

Bonjour.
Les expériences de diffusion de neutrons nous dissent que c'est B et non H qui est réel.
Par contre la notion de "courant superficiel", pour expliquer l'aimantation est totalement dépassée et fantaisiste. Elle tient actuellement le rôle d'une toutouille mathématique. Car il est vrai qu'il est très difficile d'expliquer l'aimantation en restant dans la physique classique et sans utiliser le spin.
Et je suis sûr que vous ne croyez pas un instant à l'existence physique de ce courant.
D'autre part il est possible, du moins pour des cours de débutants, de se passer complètement de la magnétisation et de travailler directement avec B, car finalement, c'est le seul champ qui compte.
Mais les habitudes prises en 50 ans (de Heaviside au réacteur nucléaire) d'enseignement de l'électromagnétisme sont bien ancrées.
Au revoir.

[invite21348749873]

Bonjour.
Les expériences de diffusion de neutrons nous dissent que c'est B et non H qui est réel.
Par contre la notion de "courant superficiel", pour expliquer l'aimantation est totalement dépassée et fantaisiste. Elle tient actuellement le rôle d'une toutouille mathématique. Car il est vrai qu'il est très difficile d'expliquer l'aimantation en restant dans la physique classique et sans utiliser le spin.
Et je suis sûr que vous ne croyez pas un instant à l'existence physique de ce courant.
D'autre part il est possible, du moins pour des cours de débutants, de se passer complètement de la magnétisation et de travailler directement avec B, car finalement, c'est le seul champ qui compte.
Mais les habitudes prises en 50 ans (de Heaviside au réacteur nucléaire) d'enseignement de l'électromagnétisme sont bien ancrées.
Au revoir.

Certes, je me doute bien que la notion de courant superficiel, comme celle (ancienne) de masse magnétique ne sont que des artifices commode pour les calculs. Mais c'est un modele mathématique qui permet de faire des prévisions
Tout se passe comme si.. mais que se passe-t-il vraiment?
Le spin de l'electron, n'est ce pas aussi une toutouille, comme vous dites?
Avez vous un lien, ou des infos sur cette expérience de diffusion des neutrons qui permet d'identifier B et non H?

[LPFR]

Le spin de l'electron, n'est ce pas aussi une toutouille, comme vous dites?
Avez vous un lien, ou des infos sur cette expérience de diffusion des neutrons qui permet d'identifier B et non H?

Re.
Le spin des électrons ou des atomes n'est pas simplement une toutouille. Il y a l'expérience de Stern-Gerlach qui montre que le spin est observable directement (pour el spin des électrons, je ne vois pas quelle est l'expérience directe).
Alors que les courants "ampériens" (qui donnent B) ou les "dipôles impénétrables" (qui donnent H) ne sont pas observables.

Dans ma bible d'EM: Panofsky & Phillips "Classical electricity and magnetism", il est indiqué qu'une discussion, les expériences et leur interprétation sur la réflexion et la diffraction de neutrons se trouve dans D.J. Huges "Pile neutron Research", Addison-Wesley, 1953. Sections 11-4 et 10-6.
Certes, la référence est une peu ancienne, mais mon bouquin l'est presque autant (et moi encore plus).
A+

[mariposa]

Re.
Le spin des électrons ou des atomes n'est pas simplement une toutouille. Il y a l'expérience de Stern-Gerlach qui montre que le spin est observable directement (pour el spin des électrons, je ne vois pas quelle est l'expérience directe).

Bonjour LPFR,

c'est l'effet Zemann.

[invite21348749873]

Re.
Le spin des électrons ou des atomes n'est pas simplement une toutouille. Il y a l'expérience de Stern-Gerlach qui montre que le spin est observable directement (pour el spin des électrons, je ne vois pas quelle est l'expérience directe).
Alors que les courants "ampériens" (qui donnent B) ou les "dipôles impénétrables" (qui donnent H) ne sont pas observables.

Dans ma bible d'EM: Panofsky & Phillips "Classical electricity and magnetism", il est indiqué qu'une discussion, les expériences et leur interprétation sur la réflexion et la diffraction de neutrons se trouve dans D.J. Huges "Pile neutron Research", Addison-Wesley, 1953. Sections 11-4 et 10-6.
Certes, la référence est une peu ancienne, mais mon bouquin l'est presque autant (et moi encore plus).
A+

Certes l'experience de Stern et Gerlach montre qu'on obtient deux faisceaux de particules;et cela a permis, à cette occasion de proposer la notion de spin.
Mais cela , pour moi, n'est pas plus "réel" qu'un courant superficiel.
Tout se passe comme si l'électron avait un "spin".

[mariposa]

Certes l'experience de Stern et Gerlach montre qu'on obtient deux faisceaux de particules;et cela a permis, à cette occasion de proposer la notion de spin.
Mais cela , pour moi, n'est pas plus "réel" qu'un courant superficiel.
Tout se passe comme si l'électron avait un "spin".

Bonjour,


Il faut croiser l'expérience et la théorie ce qui permet de faire la différence entre ce qui est et que tout se passe comme si......

A noter que s'agissant du spin, c'est une réalité physique (cad ce qui est) conséquence de l'isotropie de l'espace mais son interprétation en terme de rotation d'un électron sur lui-même est : tout se passe comme si l'électron tournait sur lui-même

[LPFR]

Bonjour LPFR,

c'est l'effet Zemann.

Bonjour Mariposa.
Merci, mais je cherchais s'il y avait une expérience "directe" comme Stern-Gerlach.
L'effet Zemann est une preuve de la validité du modèle, mais on ne voit pas les électrons se diviser et deux faisceaux, ni même en deux groupes. De plus ce sont des électrons dans des orbitales et non des électrons libres.
Au revoir.

[mariposa]

Bonjour Mariposa.
Merci, mais je cherchais s'il y avait une expérience "directe" comme Stern-Gerlach.
L'effet Zemann est une preuve de la validité du modèle, mais on ne voit pas les électrons se diviser et deux faisceaux, ni même en deux groupes. De plus ce sont des électrons dans des orbitales et non des électrons libres.
Au revoir.

Tu as raison de mettre "directe" entre guillemets car cette notion de "directe" implique toujours des concepts, des modèles (explicitement ou implicitement) et c'est la familiarité de ces concepts qui nous permet de considérer que l'on voit "directement" des choses (par exemple expérience de Milikan pour l'électron)


S'agissant du spin de l'électron c'est justement à l'occasion de l'observation "directe" de l'effet Zeemann que l'on a trouvé un désaccord avec le modèle de l'atome d'hydrogène. Il y avait des raies qui se dédoublaient anormalement en référence à la théorie standard (cela s'est appelé à l'époque effet Zeemann anormal).

Cette observation "directe" avait été prédite qu"'un électron devait tourné sur lui-même par Uhlenbeck et Goudsmit. On sait aujourd'hui que cela est faux.

[invite93279690]

Bonjour.
La grosse différence se trouve dans le µ_r.
Et le "problème" se situe au niveau des frontières entre l'aimant et l'air.
Comme vous le savez, B=µH. Et ce qui "se conserve" est B. L'équation de Maxwell est div B = 0 et non div H = 0.
La forme des lignes est différente à l'intérieur de l'aimant. Les lignes de force de B ont la même forme que s'il s'agissait du champ d'une bobine; alors que celles de H ont la forme du champ électrique crée par deux couches de charges électriques placées aux extrémités de l'aimant.
Au revoir.

Salut,

Je ne suis plus très familier avec ces notions mais il me semble que le rotationnel de H lui est bien uniquement dépendant de j (et non de µr). D'un point de vue pratique on calcule donc plus facilement H que B non ?