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Réalité des lignes de champ?



  1. #1
    Anael66

    Réalité des lignes de champ?


    ------

    Bonjour,
    je lis dans divers manuels que les lignes de champ ne sont qu'une représentation théorique, sans prétention réaliste (en opposition à ce que pensait Faraday). Cela apparaît aussi dans des discussions sur ce forum. Mais j'aimerais savoir s'il y a des arguments physiques solides pour rejeter la réalité des lignes de champ, ou si c'est seulement une affaire de goût.
    Merci à tous ceux qui s'intéresseront à cette question.

    -----

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  3. #2
    invite6754323456711
    Invité

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Citation Envoyé par Anael66 Voir le message
    je lis dans divers manuels que les lignes de champ ne sont qu'une représentation théorique, sans prétention réaliste (en opposition à ce que pensait Faraday). Cela apparaît aussi dans des discussions sur ce forum. Mais j'aimerais savoir s'il y a des arguments physiques solides pour rejeter la réalité des lignes de champ, ou si c'est seulement une affaire de goût.
    Merci à tous ceux qui s'intéresseront à cette question.
    Pour moi c'est une question qui aurait mieux sa place dans la thématique "Débats scientifiques" ou "Epistémologie et Logique" voir peut être "Neuropsychologie et Psychologie".

    Car comment se formalise dans le contexte de la physique la notion de "prétention réaliste" ? Il semble y avoir a un constat de questionnement métaphysique de plus en plus fréquente, ce qui n'est pas une critique bien au contraire.

    Patrick

  4. #3
    f6bes

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Citation Envoyé par Anael66 Voir le message
    Bonjour,
    je lis dans divers manuels que les lignes de champ ne sont qu'une représentation théorique, sans prétention réaliste (en opposition à ce que pensait Faraday). Cela apparaît aussi dans des discussions sur ce forum. Mais j'aimerais savoir s'il y a des arguments physiques solides pour rejeter la réalité des lignes de champ, ou si c'est seulement une affaire de goût.
    Merci à tous ceux qui s'intéresseront à cette question.
    Bonjour à toi,
    Comment définir la "réalité" ?
    Faut il du "palpable"?Faut il une " subtance"? Faut il du "concret" ( à définir) aussi?
    Une force est tout autant SANS représentation réaliste!
    Tout au plus visualise t on les effets sur la matiére.

    Bonne journée

  5. #4
    albanxiii

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Bonjour,

    Je parle de champ vectoriel.

    Les lignes de champs servent à visualiser le... champ auquel elles se rapporte.
    C'est plus facile à regarder que si on avait des petits vecteurs partout pour représenter le champ.

    Je suis très pragmatique.

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  6. #5
    mariposa

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Citation Envoyé par Anael66 Voir le message
    Bonjour,
    je lis dans divers manuels que les lignes de champ ne sont qu'une représentation théorique, sans prétention réaliste (en opposition à ce que pensait Faraday). Cela apparaît aussi dans des discussions sur ce forum. Mais j'aimerais savoir s'il y a des arguments physiques solides pour rejeter la réalité des lignes de champ, ou si c'est seulement une affaire de goût.
    Merci à tous ceux qui s'intéresseront à cette question.
    Tu utilises des cartes routières. Une route de cette carte n'est pas une route mais une représentation de la vrai route. Les lignes de champ sont de même quelque chose du domaine de la représentation tout aussi utile pour la physique qu'une carte routière pour trouver son chemin.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Anael66

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Merci pour les réponses. Je reviens à la charge cependant, car je crois que j'ai mal posé ma question.
    Je ne veux pas discuter du réalisme en physique. Ok, les lignes de champ sont une représentation, un modèle. Mais, en physique, il y a des modèles meilleures que d'autres (cad plus en cohérence avec l'ensemble des expériences). Par ex, je crois pouvoir dire que le modèle du champ est meilleur que le modèle de l'action à distance entre corps. Ma question serait donc: le modèle du champ de force comme constitué de lignes est-il aussi bon, ou moins bon, que le modèle du champ de force comme constitué de points seulement?
    Je ne sais pas s'il y a un rapport, mais je lis que, dans le modèle des lignes de champ, deux lignes ne peuvent pas se croiser (sinon, ça voudrait dire qu'il y a deux vecteurs différents au point de croisement). Mais alors, si on a une multitude de particules sources de force, le champ comme constitué de lignes devient irreprésentable? Le champ comme constitué de points serait donc un meilleur modèle, du moins un modèle plus généralisable?

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  10. #7
    phuphus

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Bonjour,

    modèles meilleurs que d'autres, ou tout simplement modèles mieux adaptés à :
    - une situation
    - une finalité
    - une personne
    - etc.

    Pour ma part, je me suis pendant longtemps servi des lignes de champ pour orienter la conception de circuits magnétiques. Maintenant que je maîtrise beaucoup plus intuitivement toutes les problématiques liées aux lignes de champ (tout du moins dans mon "petit" domaine), la densité de flux me suffit.

  11. #8
    LPFR

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Bonjour.
    Vous devriez utiliser aussi le champ vectoriel des vitesses dans une rivière. Cette fois les lignes du champ sont les lignes du courant, c'est à dire la trajectoire qui suivrait une particule d'eau abandonnée au courant. Elles sont plus faciles à "voir" que les autres champs.
    Vous pouvez avoir des champs de différente nature avec des lignes de champ entremêlées. Comme le champ magnétique et électrique.
    Si vous avez des champs de même nature produits par plusieurs aimants ou charges électriques, par exemple, dans chaque point de l'espace vous aurez un champ résultant et un seul (la somme vectorielle des composants). Donc il n'y aura qu'un "jeu" unique de lignes de champ.
    Et je rappelle ce qui a été dit plus haut: tout cela ne sont que des représentations (très commodes) de la réalité.
    Au revoir.

  12. #9
    mariposa

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Citation Envoyé par Anael66 Voir le message
    Je ne sais pas s'il y a un rapport, mais je lis que, dans le modèle des lignes de champ, deux lignes ne peuvent pas se croiser (sinon, ça voudrait dire qu'il y a deux vecteurs différents au point de croisement). Mais alors, si on a une multitude de particules sources de force, le champ comme constitué de lignes devient irreprésentable? Le champ comme constitué de points serait donc un meilleur modèle, du moins un modèle plus généralisable?
    Bonjour,

    En un point r chaque source donne un champ au point r. le champ au point r du a toutes les sources est égale à la somme vectorielle de tous les champs au point r. Donc pas de problème pour tracer les lignes de champ qui résultent de l'ensemble des sources.

  13. #10
    Anael66

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Ok, pas de problème pour la notion de vecteur résultant en un point. Mais justement, avec les lignes de champ, peut-on arriver à l'idée de vecteur résultant en un point? J'ai l'impression que non.
    1) Deux lignes de champ peuvent-elles se croiser? La réponse est non, car par définition, chaque ligne de champ est tangente à un vecteur champ dont l'origine est ce point. Cela voudrait dire qu'un en point, il y a deux vecteurs différents, et non un seul vecteur résultant.
    2) Peut-on toujours éviter que les lignes de champ se croisent? C'est là où je n'y vois pas bien clair. Evidemment, pas de prob pour les configurations avec deux particules sources. Mais avec 100? 1000? distribuées n'importe comment?
    Pour confirmer mon idée, je viens d'ouvrir Feynman, Electromagnétisme 1, point 1-5, je cite: "De plus, les idées sur les lignes de champ ne contiennent pas le principe fondamental de l'électrodynamique, à savoir le principe de superposition. Même si nous connaissons l'allure des lignes de champ pour un ensemble de charges, et l'allure pour un autre ensemble, nous n'avons aucune idée sur l'allure des lignes de champ obtenues quand les deux ensembles de charges sont présents simultanément. Du point de vue mathématique par contre, la superposition est facile, nous additions simplement les deux vecteurs".
    Feynman semble dire que le modèle des lignes de champ et le modèle de la superposition sont contradictoires!

  14. #11
    LPFR

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Citation Envoyé par Anael66 Voir le message
    ...
    Feynman semble dire que le modèle des lignes de champ et le modèle de la superposition sont contradictoires!
    Bonjour.
    Non. Vous avez mal interprété Feynman. Ce qu'il dit est que les lignes de champ ne suffisent pas quand on ajoute deux ensembles produisant chacun "ses" lignes de champ. Il dit qu'il faut ajouter le principe de superposition.
    Au revoir.

  15. #12
    Geo77

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Citation Envoyé par Anael66 Voir le message
    Mais justement, avec les lignes de champ, peut-on arriver à l'idée de vecteur résultant en un point
    Bonjour.
    Les lignes de champ indiquent la direction du champ en chaque point, mais pas l'intensité du champ en ces points (contrairement au vecteur qui indique la direction et l'intensité).

    Citation Envoyé par Anael66 Voir le message
    2) Peut-on toujours éviter que les lignes de champ se croisent? C'est là où je n'y vois pas bien clair. Evidemment, pas de prob pour les configurations avec deux particules sources. Mais avec 100? 1000? distribuées n'importe comment?
    Quelque soit le nombre de particules source, il n'y aura en chaque point qu'un vecteur résultant et donc pas de lignes de champ résultante qui se croisent.

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  17. #13
    phuphus

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Bonjour,

    je crois que je commence à voir quel est ton problème avec les lignes de champ, Anael66.

    Si on parle juste de magnétostatique, les lignes de champ ne font pas partie du modèle à l'origine. Dans le modèle, il y a les données vectorielles B, H et M, présentes en tout point de l'espace (c'est donc un champ). Quand tu as une mesure à faire ou un problème à résoudre, tu mesures B, ou bien tu résous simultanément B, H et M.

    Une fois que tu as la solution, tu peux effectuer un post-traitement et construire des lignes de champ, pour les visualiser. Les lignes de champ sont déjà un cran "au dessus" par rapport au modèle, c'est une abstraction supplémentaire par rapport aux données brutes.

    Pour faire une analogie, une carte géographique avec données d'altitude : les données brutes, c'est le champ d'altitudes. Pour des raisons de commodité, tu peux représenter ces altitudes par un code couleur (ou par des lignes de niveau, ça ne modifie par mon analogie). Le code couleur est donc un post-traitement des données brutes (mesurées ou calculées), et il est évident que tu ne pourras pas additionner de manière directe des couleurs.

    Citation Envoyé par Anael66
    Mais justement, avec les lignes de champ, peut-on arriver à l'idée de vecteur résultant en un point
    Je vais peut-être t'embrouiller, mais oui. Ce qu'il faut, c'est :
    - avoir une indication de sens pour chaque ligne
    - avoir les bonnes conditions de post-traitement (dans le logiciel que j'utilise pour la magnétostatique, tu peux paramétrer les lignes de champ. En les paramétrant par la densité, le nombre de lignes de champ passant localement par unité de surface / volume est proportionnelle à l'intensité)
    - avoir une densité de lignes suffisante

    Avec ces conditions, et sans être trop regardant sur la précision, il y a équivalence entre données brutes B / H / M et représentation par des lignes de champ.

  18. #14
    Anael66

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Merci beaucoup pour les réponses, je crois avoir compris.
    Peut-on conclure ainsi: le modèle des lignes de champ ne contredit pas le principe de superposition, mais il ne permet pas de déduire la superposition, car pour deux ensembles produisant chacun "ses" lignes de champ, on ne connaît pas les lignes du champ résultant. Ces lignes de champ ne correspondent qu'à un post-traitement, pour visualiser le champ résultant. C'est ça?
    Si c'est ça, ça revient à dire que les lignes de champ n'expliquent pas la superposition, et que celle-ci est un fait que l'on constate, point! J'ai l'impression que c'est ça l'enjeu de la critique des lignes de champ, notamment chez Feynman.

  19. #15
    phuphus

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Bonsoir Anael66,

    d'accord jusque là :
    Citation Envoyé par Anael66
    Si c'est ça, ça revient à dire que les lignes de champ n'expliquent pas la superposition, et que celle-ci est un fait que l'on constate, point! J'ai l'impression que c'est ça l'enjeu de la critique des lignes de champ, notamment chez Feynman.
    Ce que dit Feynman, c'est que si l'on s'occupe uniquement de lignes de champ, on perd de l'info. De plus, c'est quoi "l'addition de lignes de champ" ? Ce n'est pas plus défini que "l'addition de couleurs" dans mon exemple des cartes. Et si tu as bien compris que les lignes de champ sont une donnée de post-traitement, alors aucune chance qu'elles expliquent quoi que ce soit. Une théorie peut être explicative (nous fournir un ensemble de représentations mentales nous permettant d'aller plus loin que les seules données manipulées), une donnée de post-traitement est dans le meilleur des cas pédagogique.

    On n'a pas à "constater" la superposition en soi, l'édifice théorique qu'il y a derrière (quel que soit le domaine) doit être suffisamment solide pour ne pas (plus) avoir à le faire. Si :
    - les EDP sont linéaires
    - les lois de comportement sont linéaires

    Alors on a superposition. Bien entendu, lors de la construction d'une théorie, on en établit les limites, donc la linéarité ou non sur un certain domaine d'application.

    Note bien que l'électromagnétisme dans son ensemble n'est pas systématiquement linéaire. Pour parler de ce que je connais, un simple aimant + une pièce en fer peut très bien nous emmener dans des zones non linéaires (saturation du fer). Mais si tu considères le fer comme une "source secondaire", la réponse de l'ensemble de l'environnement au couple aimant + fer est bien linéaire.
    Dernière modification par phuphus ; 11/08/2013 à 22h16.

  20. #16
    LPFR

    Re : Réalité des lignes de champ?

    Citation Envoyé par Anael66 Voir le message
    Merci beaucoup pour les réponses, je crois avoir compris.
    Peut-on conclure ainsi: le modèle des lignes de champ ne contredit pas le principe de superposition, mais il ne permet pas de déduire la superposition, car pour deux ensembles produisant chacun "ses" lignes de champ, on ne connaît pas les lignes du champ résultant. Ces lignes de champ ne correspondent qu'à un post-traitement, pour visualiser le champ résultant. C'est ça?
    Si c'est ça, ça revient à dire que les lignes de champ n'expliquent pas la superposition, et que celle-ci est un fait que l'on constate, point! J'ai l'impression que c'est ça l'enjeu de la critique des lignes de champ, notamment chez Feynman.
    Bonjour.
    Oui. C'est cela.
    Un exemple simple est celui des deux "jeux" de lignes de champ produits par deux charges électriques ponctuelles (de même signe ou de signe opposé). Il est très difficile, intuitivement, de "voir" les lignes du champ résultant quand on ajoute les deux champs.
    Au revoir.

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