Générer une EOM

[hterrolle]

Bonjour,

J'ais un peut de temps et me suis donc remis a la physique. Du coup je me suis penché sur les EOM. Ou comment les générer.

Si j'ais bien compris pour fénérer une EOM il faut faire circuler une intensité, courant, variable, pour qu'il génére a son tour un champs magnétique variable. Alors que si je fait passer un courant non variable il ne devrait pas y avoir génération d'EOM.

Par contre j'ais pas compris pourquoi le fait de faire varier B va permettre a une EOM de se propager. Et que lorsque le courant ne varie pas la boucle magnétique ne puisse pas se propager.

Merci d'avance
-----

[albanxiii]

Bonjour,

EOM = ?
Vous voulez surement parler d'ondes électromagnétiques... raison de plus pour ne pas utiliser d'abréviations !

@+

[roro222]

Bonjour
Si EOM = Onde Electro Magnétique
Onde veut dire variant dans le temps
Donc pour faire varier, il faut que l'origine, ou la source soit variable dans le temps
Faire varier le courant électrique dans un conducteur par exemple
Si le courant ne varie pas, le champs se propage quand même mais ne varie pas, donc on ne peut plus dire onde mais champs permanant
Les experts, ai-je raison ou tort ?

[Nicophil]

Bonsoir,

S'il y a une wave périodique qui se propage dedans, le champ varie périodiquement, à la fois dans l'espace et dans le temps.
S'il n'y en a pas, le champ est stationnaire (et non "statique"!): il varie dans l'espace mais pas dans le temps.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

...
Si EOM = Onde Electro Magnétique
...

Bonjour.
Je dirais plutôt que:
EOM = électro-onde-magnétique

Est-ce si fatigant d'écrire toutes les choses en toutes lettres ?
Surtout que cela évite d'écrire des c.....
Au revoir

[hterrolle]

Désolé pour l'utilisation de l'abréviation, mais cela n'empeche pas de rester respectueux....


Donc si j'ais bien compris une onde electromagnétique se distingue par sont ondulation, la variation du champ électrique et magnétique. Et dont l'origine est la variation du courant de la source. Variation qui dois se faire dans les deux sens, donc un courant alternatif. Mais dans le cas d'un courant non variant, il y a tout de même une onde magnétique qui est bien émise par la source qui se propage ?

Donc dans le cas de l'onde electromagnétique, cette onde s'autoentretient dans le temps, c'est a dire que la variation du champ electrique de la source induit un champ magnétique variable qui a sous tour induit un cahamp magnétique exct. Mais y a t'il un momment ou cette onde perd de l'énergie et s'étteint ?

[LPFR]

Bonjour.
On dehors des phénomènes quantiques (comme l'émission de lumière par les atomes), une onde est émisse quand des charges électriques subissent une accélération (positive ou négative).
Dans le cas d'un courant, pour que les charges soient accélérées, il faut que le courant change dans le temps. Il n'a pas besoin d'être du courant alternatif ni sinusoïdal. Il suffit qu'il change. Par exemple, si un courant passe de 0 à 1 A, il y aura une onde émise. Puis, si un siècle plus tard il passe à zéro ou à 2 A il y aura une autre onde.
Et ces ondes n'ont pas besoin de "vibrer" ou d'avoir des champs ni oscillants ni sinusoïdaux. Il suffit que les champs changent dans le temps.
La propagation de ces ondes implique que les champs électrique et magnétique changeants "se créent mutuellement". Mais il n'y a pas de "poule" et "d'œuf", les deux sont concomitants.
L'onde se propage en s'éloignant de la source et en perdant de l'amplitude à mesure que son énergie se distribue sur une région de l'espace plus grande.
En absence d'interaction avec des objets (matière, particules) elle ne fait que s'atténuer mais ne disparait pas.
Au revoir.

[hterrolle]

Merci LPFR, le reponse est vraiment trés claire.

Je vais tenter de pouser l'analyse d'un cran, afin que les choses soient claire dans mon esprit. Du coup je vais essayé une représentation chronologique de la variation du courant.

J'ais un electron qui est aspiré pas le coté - du générateur, condensateur ou autre a t=1. Le courant passe et tous les electron libres dans le fils avance d'un cran. Se qui génére un champ magnétique autour du fils sur toute sa longeur, champ qui se propage a la vitesse de la lumiére qui qui a une valeur B = X a une distance R. A t=2 je fait passer 2 electrons, tous les electron du fiis avance de 2 cran et génére un champ B= 2X a R.

Donc dans les fait Deux ondes magnétique seront généré l'une aprés l'autre, t1 et t2, avec des potentiel vecteur, potentiel magnétique pour faire simple, ayant doublé.

Se que je n'arrive pas a comprendre, c'est pourquoi faut'il ajouter la création d'un champ electrique, concomitants, dans la propagation de l'onde. Puisque dans la chronologie ce sont deux onde magnétique de valeur différente qui sont créer l'une a la suite de l'autre.

Certes, si un electron présent non loin du parcours de l'onde est influencé par le passage de l'onde, ont peut en déduire que l'onde a aussi un potentiel électrique. Mais uniquement dans le cas ou l'electron présent dans l'environement du parcours de l'onde serait attiré par l'onde magnétique.

Je vais tenter de donner un example, pour étailler ma question.

Si j'avais le dispositif suivant un condensateur plat avec une différence de potentiel Vc (c pour condensateur) entre les deux plaques. Si je faisait passer une onde electromagnétique entre ces deux plaques l'onde elctromagnétique devrait donc modifier sa direction, si elle contenait une composante electrique, en l'occurence un champ electrique ?

Merci d'avance pour votre temps.

[LPFR]

Re.
C'est un peu plus compliqué que ça.
Dans l'établissement d'un courant dans un conducteur, vous ne pouvez pas dissocier le champ électrique et magnétique. Ils sont concomitants. Et le champ magnétique ne se propage tout seul à la vitesse de la lumière.
Je vous recopie une explication que j'avais donnée sur l'établissement de courant lors d'un court-circuit d'une pile par un fil conducteur:
----------------------------------
Prenons la manip de la pile et les court-circuits. Mettons que vous connectez fugitivement le câble au pôle positif (l'autre extrémité du câble est déjà connecté au pôle négatif).
Pendant les premiers 30 picosecondes, le premier centimètre de câble va devenir positif. Pour cela il faut créer une charge de surface sur ce cm de câble. Ce qui implique:
- un courant qui charge la capacité du câble mais qui ne parcourt que ce premier cm.
- un champ magnétique croissant autour du câble crée par ce courant.
- un champ électrique croissant autour du câble.
Si vous avez appris les équations de Maxwell, vous savez qu'un champ électrique variant dans le temps crée du champ magnétique et qu'un champ magnétique variant dans le temps, crée du champ électrique: c'est une onde électromagnétique.
Suite à l'augmentation de tension du premier cm, la situation se répète pour le suivant et puis pour les suivants. Cela vous donne une impulsion qui se propage dans le fil jusqu'au pôle négatif.
La suite est encore plus compliquée car cette impulsion se réfléchit. Puis elle se réfléchit encore sur le pôle positif, et ainsi de suite, avec des amplitudes décroissantes jusqu'au régime établi, avec du courant continu.
-----------------------------------

Les champs magnétiques et électriques sont concomitants parce que la nature est comme ça. Vous n'avez pas le choix et vous n'avez pas à vous demander "pourquoi ?". C'est une constatation. Et ce comportement est décrit par les équations de Maxwell.

Si vous essayez de raisonner avec des courants produits par un seul électron, vous allez dans le mur.
Dans ce cas il faut utiliser le champ crée par un seul électron accéléré... et ce n'est pas triste.

Raisonnez avec du courant produit par des milliers d'électrons dans lequel des approximations de continuité sont valides.

Pour l'onde qui passe entre les plaques d'un condensateur, c'est encore un autre problème. C'est celui de l'interaction (et la réflexion) de l'onde sur les plaques.

Bref, essayez de comprendre les bases des ondes électromagnétiques avec d'essayer de vous attaquer aux régimes transitoires.
A+

[invite5756bcb3]

Nos spécialistes nous préciseront (ou corrigeront) ça, mais il me semble que les phénomènes magnétiques ne sont pas des phénomènes en soit, distincts bien que couplés aux phénomènes électriques, mais un effet de relativité restreinte impliquant une contraction de la longueur perçue de la charge du fait de son mouvement (même très faible dans le cas du mouvement des électrons dans le conducteur), ce qui entraine une variation de la densité de charge, source du champ magnétique (mais qui reste bien d'origine électrostatique). J'ai vaguement en tête un bouquin de hladik de 1er cycle (un des rares) qui expliquait ça pas mal, montrant la "conversion" entre champ électrique et magnétique lorsqu'on change de repère dans les équations de Maxwell, la nom invariance des ces équations etc... qui a conduit justement au développement de la RR... mais je ne suis pas allé plus loin et je n'ai jamais bien fait le lien entre ça et les ondes électromagnétiques qui "s'auto-entretiennent" entre champ magnétique et électrique...

Si vous avez plus de lumières sur ces points...

[LPFR]

Re.
Je pense que pour le moment c'est mieux de laisser la RR en paix.
Le niveau de hterrolle n'est pas celui de la RR mais celui de la magnétostatique et de l'électrostatique. Et, plus tard, l'électromagnétisme.
A+

[albanxiii]

Bonjour,

Si vous avez plus de lumières sur ces points...

Le cours d'Alain Laverne, "Théorie classique des champs", disponible sur cette page : http://www.imnc.univ-paris7.fr/alain/ (descendre à "Relativité, électrodynamique (cours PH456 2003-04)").

@+

[Nicophil]

Bonjour,
La théorie de Maxwell reposait sur l'éther luminifère, elle n'a plus qu'un intérêt historique.

L'électro-statique étudie les charges immobiles, l'électro-magnétique les charges en mouvement.
Le champ électrique a une composante statique notée E et une composante magnétique notée B, qui peuvent être stationnaires ou onduler.

Pour générer une onde dans le champ électrique, il faut faire osciller un dipôle électrique, ce qui génère une onde électrostatique d'amplitude E et une onde électromagnétique d'amplitude B.
Et la raison de leur corrélation est à chercher à la source.

[invite5756bcb3]

Le cours d'Alain Laverne, "Théorie classique des champs", disponible sur cette page : http://www.imnc.univ-paris7.fr/alain/ (descendre à "Relativité, électrodynamique (cours PH456 2003-04)").
@+

Merci merci. Mais c'est du niveau M2, beaucoup trop costaud pour moi, j'ai quitté tout ça bien avant... Mais j'aime bien la mentalité du professeur en question. Il a un recul intéressant sur ce qu'il a enseigné. Une modestie par rapport à sa discipline qui force le respect... Je vais regarder ce qui m'est accessible. J'imagine qu'il devait être un bon professeur si vous l'avez eu ?

Les champs magnétiques et électriques sont concomitants parce que la nature est comme ça. Vous n'avez pas le choix et vous n'avez pas à vous demander "pourquoi ?".

Désolé, je n'ai jamais pu... au grand dam de mes profs... J'ai toujours préféré un semblant d'explication, même parcellaire, même formellement faux mais qui parle un minimum à l'intuition. Ou au pire entendre que cela relève d'un phénomène plus complexe mais qui n'est pas possible d'expliquer à ce niveau (avec les formes adéquat...)

Cordialement

[hterrolle]

Re.

C'est vrai la RR ont peut la laisser de coté .

Ok prennont pour example le premier centimétre d'un cable en court circuit. Il y a bien une augmentation de la densité electrique dans le temps. Se qui va donner un champ magnétique en forme de cône croissant dont la base sera le pole positif. A fur et a mesure que la densité electrique va se raprocher de la tension d'autre cône magnétique vont se superposer jusqu'a se que le courant sur le fils soit atteint et qu'il y ait autant d'éléctron entrant dans le pôle négatif que sortant du pôle positif. Le champs magnétique sera alors circulaire sur toute la longeur du fil et Br (valeur du potentiel vecteur a la distance r du fil) sera indentique.

Donc si je devais trouver un endroit ou B et E sont concomitants dans l'espace temps entre la connexion du fils et l'instauration du courant. Se serait donc entre les différents cône magnétiques ? Ces cône magnétiques devrait voir leur base, au pole positif de la pile, s'agradir proportionellement au courant.

Avant de continuer je pense qu'il serait bon de voir si mon raisonnement est correct.

[LPFR]

Re.
Avant de parler du potentiel vecteur il faudrait que vous sachiez ce que c'est. Et ce qu'est le rotationnel.
Pour ce qui est de l'espace-temps, laissons la relativité en paix.
Et il n'y a pas de "cône magnétique" il y a un front d'onde électromagnétique conique (avec des champs magnétique et électrique).
A+

[b@z66]

Bonjour,
La théorie de Maxwell reposait sur l'éther luminifère, elle n'a plus qu'un intérêt historique.

L'électro-statique étudie les charges immobiles, l'électro-magnétique les charges en mouvement.
Le champ électrique a une composante statique notée E et une composante magnétique notée B, qui peuvent être stationnaires ou onduler.

Pour générer une onde dans le champ électrique, il faut faire osciller un dipôle électrique, ce qui génère une onde électrostatique d'amplitude E et une onde électromagnétique d'amplitude B.
Et la raison de leur corrélation est à chercher à la source.

"L'électro-magnétique"??? Une "onde électrostatique"??? Je crois que, pour le coup, quelqu’un a du trop abusé de la concomitance entre onde et statique! Maxwell doit se retourner dans sa tombe!

[albanxiii]

Bonjour,

Merci merci. Mais c'est du niveau M2

Euh... non, L3 plutôt. Et les cours de théorie quantique des champs sont de niveau M1.
Et franchement, si on prend la peine de refaire les calculs pour bien comprendre et de faire les TD + quelques sujets d'examen, ça passe tout seul !
Je ne l'ai pas eu comme enseignant. Mais je crois que je l'aurais apprécié... au moins jusqu'à l'examen

@+

[Nicophil]

La magnéto-statique était l'étude des charges magnétiques immobiles comme l'électro-statique est l'étude des charges électriques immobiles.

Mais Lorentz (1895) expliqua qu'il n'y avait que des charges électriques et pas de charges magnétiques:
un champ magnétique stationnaire n'a pas pour source des charges magnétiques immobiles mais des charges électriques en mouvement.

[b@z66]

La magnéto-statique était l'étude des charges magnétiques immobiles comme l'électro-statique est l'étude des charges électriques immobiles.

Mais Lorentz (1895) expliqua qu'il n'y avait que des charges électriques et pas de charges magnétiques:
un champ magnétique stationnaire n'a pas pour source des charges magnétiques immobiles mais des charges électriques en mouvement.

Je suis tout à fait d'accord sur ces derniers points mais ça ne dit toujours pas d'où tu avais sorti, comme nouvelle théorie, "l'électro-magnétique"(mix entre électromagnétisme et magnétostatique?) où "le champ électrique a (...) une composante magnétique notée B" et ce fameux concept "d'onde électrosatique".

[LPFR]

La magnéto-statique était l'étude des charges magnétiques immobiles comme l'électro-statique est l'étude des charges électriques immobiles.

Mais Lorentz (1895) expliqua qu'il n'y avait que des charges électriques et pas de charges magnétiques:
un champ magnétique stationnaire n'a pas pour source des charges magnétiques immobiles mais des charges électriques en mouvement.

Bonjour.
Non.
La magnétostatique étudie les champs magnétiques stationnaires quel que soit leur origine: des courants constants ou des aimants.
Et dans le cas des aimants, ce ne sont pas des courants qui créent le champ magnétique, mais des spins.
Au revoir.

[Nicophil]

Les magnets sont statiques, certes.
Mais qui dit spin dit momentum cinétique...

[LPFR]

Les magnets sont statiques, certes.
Mais qui dit spin dit momentum cinétique...

Re.
C'est quoi un "magnet" ?
Ce mot ne fait partie du vocabulaire français
Est-ce pour lécher le.... aux anglophones ?
A+

[Nicophil]

Je suis tout à fait d'accord sur ces derniers points mais ça ne dit toujours pas d'où tu avais sorti, comme nouvelle théorie, "l'électro-magnétique"(mix entre électromagnétisme et magnétostatique?) où "le champ électrique a (...) une composante magnétique notée B" et ce fameux concept "d'onde électrosatique".

Depuis 1895, la théorie de Lorentz a remplacé celle de Maxwell : La force d'interaction électrique est l'addition vectorielle de la force électromagnétique (interaction de q.v avec la composante électromagnétique B du champ électrique) à la bonne vieille force électrostatique de Coulomb (interaction de q avec la composante électrostatique E du champ électrique).

Contrairement à ce que croyait Maxwell quand il a écrit ses équations, il n'y a pas d'interaction magnétique des charges magnétiques à côté de l'interaction électrique des charges électriques:
l'interaction magnétique n'est qu'un avatar de l'interaction électrique.

Interaction électrique qu'on peut dé-composer en une composante électrostatique et une composante électromagnétique. Mais sans les réifier, ces composantes, puisqu'elles sont relatives au référentiel du physicien.

[b@z66]

Depuis 1895, la théorie de Lorentz a remplacé celle de Maxwell : La force d'interaction électrique est l'addition vectorielle de la force électromagnétique (interaction de q.v avec la composante électromagnétique B du champ électrique) à la bonne vieille force électrostatique de Coulomb (interaction de q avec la composante électrostatique E du champ électrique).

Contrairement à ce que croyait Maxwell quand il a écrit ses équations, il n'y a pas d'interaction magnétique des charges magnétiques à côté de l'interaction électrique des charges électriques:
l'interaction magnétique n'est qu'un avatar de l'interaction électrique.

Interaction électrique qu'on peut dé-composer en une composante électrostatique et une composante électromagnétique. Mais sans les réifier, ces composantes, puisqu'elles sont relatives au référentiel du physicien.

J'adore cette façon de répondre à côté de la plaque: c'est bien de dire des âneries, c'est beaucoup mieux de les corriger soi-même...au lieu de s'enfoncer.

Les équations de Maxwell, même si leur forme actuelle est due à Heaviside, ont bien été mises en évidence dans leur ensemble par Maxwell qui s'était servi des équations déterminées jusqu'à ce moment-là séparément et en introduisant le terme de courant de déplacement.

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quations_de_Maxwell

[hterrolle]

Je reconnais que mes compétences vectoriel s'arréte aux gradient. Je voie se qu'est un rotationel, un vecteur donnat une direction et une vitesse. Concernant le vecteur potentiel magnétique, je pense que c'est une valeur en un point donné.

Donc nous en étions au front d'onde electro magnétique conique. Conique parce que le champ magnétique se construit dans l'espace entourant en fonction du déplacement de cette charge de la distance et du temps. Le champ magnétique YZ croit dans le temps tandis que la charge se déplace sur X. se qui donne un cône.

Il y a une petite question qui me vient a l'esprit avant de continuer. Est ce que la vitesse de déplacement de la charge a une influence quelconque sur la forme du cône. A mon avis, oui,puisque le volume du cône dépent du temps de propagation du champs.

a suivre

[LPFR]

Bonjour.
La vitesse des déplacements des électrons libres dans un conducteur comme le cuivre, pour des densités de courant habituelles, est de l'ordre de quelques dizaines de µm/s (plus lents qu'un escargot).
Par contre, la vitesse à laquelle avance la perturbation (l'augmentation du courant dans le conducteur) est égale à celle de la lumière dans le milieu entourant le conducteur.
L'angle du cône est donc 45° dans tous les milieux.

Pour le potentiel vecteur, vous avez encore de choses à apprendre. Pour le rotationnel aussi. Je vous suggère de lire ce fascicule:
http://forums.futura-sciences.com/at...aire-nabla.pdf

Il ne faut pas utiliser des termes savants que l'on ne domine pas. On risque plus le ridicule que de passer pour un savant.
Au revoir.

[hterrolle]

Merci pour le réponse, je n'étais pas sur et en plus je me suis planté.

Part contre je viens de télécharger le PDF, mais il semble corrompu. Acrobat reader ne peut pas l'ouvrir.

[QuarkTop]

Par contre, la vitesse à laquelle avance la perturbation (l'augmentation du courant dans le conducteur) est égale à celle de la lumière dans le milieu entourant le conducteur.
L'angle du cône est donc 45° dans tous les milieux.

Bonjour,
Je n'ai peut-être pas bien compris la géométrie du problème ; mais si on imagine une source de perturbation "allumée" à t=0 et qui dès lors se déplace à c dans une direction donnée, alors je dirais que le front d'onde global est le même que celui émis à t=0, donc une sphère et non un cône ? Il faudrait que la perturbation se déplace plus vite que la lumière autour du conducteur pour avoir un cône, comme dans un détecteur Cherenkov, non ?

[LPFR]

Re.

...
Part contre je viens de télécharger le PDF, mais il semble corrompu. Acrobat reader ne peut pas l'ouvrir.

Je viens de le télécharger et de le visionner sans problème.

Bonjour,
Je n'ai peut-être pas bien compris la géométrie du problème ; mais si on imagine une source de perturbation "allumée" à t=0 et qui dès lors se déplace à c dans une direction donnée, alors je dirais que le front d'onde global est le même que celui émis à t=0, donc une sphère et non un cône ? Il faudrait que la perturbation se déplace plus vite que la lumière autour du conducteur pour avoir un cône, comme dans un détecteur Cherenkov, non ?

Il s'agit d'une impulsion qui se déplace le long d'un conducteur (droit). Par exemple le courant qui passe de 0 à 1 A en 33 ps. Il y aura une zone conique avec le champ électrique correspondant au champ final et un champ magnétique correspondant au champ final, séparée de la zone "non encore perturbée" par une couche de 1 cm (formant la génératrice du cône) dans laquelle il y aura du champ magnétique variable et du champ électrique variable. C'est l'onde électromagnétique crée par l'établissement du courant dans le câble.

A+