Equations de Maxwell et onde

[zpaul]

Bonsoir j'aimerais savoir dans le vide on dit qu'il ya ps de charges mis questce qui cree le champ electrique et magnetique pour qu'il se deplace et produisent des ondes
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[albanxiii]

Bonjour,

Cela peut-être des charges qui se trouvaient à un endroit et qui n'y sont plus. Ou plus simplement des charges placées en dehors de la zone d'étude considérées.

@+

[LPFR]

Bonjour.
Vous pouvez vous poser la même question pour le son qui arrive vos oreilles, alors qu’il n’y a pas de source de son à côté de vos oreilles.
Au revoir.

[maxwellien]

Bonjour, les champs E et B s'auto entretiennent. La variation de E et B engendre respectivement B et E comme l'indique les équations de Maxwell.

[A voir en vidéo sur Futura]

[stefjm]

Bonjour,
Je suis intéressé par le développement de cette idée.
Cordialement.

[Deedee81]

Bonjour,

Je suis intéressé par le développement de cette idée.

Laquelle ?

Celle du message 4 ?

Ca se lit directement sur les équations.
Par exemple ici https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...axwell-Faraday
L'équation locale (qui donne le champ électrique en fonction de la variation su champ magnétique)
Et l'équation de Maxwell-Ampère, équation locale (qui donne le champ magnétique en fonction de la variation du champ électrique).

[stefjm]

Oui.
En quoi les équations de Maxwell disent que c'est la variation temporelle de E qui engendre B et pas la présence de B qui engendre la variation temporelle de E?
Idem pour la variations de B.

[Deedee81]

En quoi les équations de Maxwell disent que c'est la variation temporelle de E qui engendre B et pas la présence de B qui engendre la variation temporelle de E?

Il faut déjà décider si la question a un sens !!!!!

Il ne faut pas oublier qu'il n'y a physiquement qu'un seul champ : le champ électromagnétique. Les champs électriques et magnétiques ne sont que deux manières de voir deux aspects de CE champ.

L'équation ne dit donc pas "l'un engendre l'autre", même si on le dit parfois par abus de langage mais plus précisément :
"la valeur du champ magnétique est liée à la variation du champ électrique"
C'est une égalité, pas une causalité ni une implication.
En bref, ta question est : "lorsqu'on a un verre d'eau, c'est l'eau qui est dans le verre ou bien le verre qui entoure l'eau ?"
Réponse : "les deux mon capitaine" (merci à Cruchot et Fernand Raynaud)

Et d'ailleurs, cette problématique est inutile pour répondre à la question. L'équation suffit (les deux, l'autre idem).

Une autre preuve qu'il est illusoire de déduire une causalité d'une égalité : on peut exprimer le B dans l'équation à l'aide de l'autre équation, on en déduit alors que la variation de E entraine la valeur de E.
Alors quelle égalité entraine la bonne relation causale ? Aucune évidemment. Il ne faut pas confondre formulation mathématique et mécanisme physique (sinon le titre de ce forum serait "mathématique du supérieur" et pas "physique") (ou pire, prendre pour preuve des abus de langage !!!!). La formulation mathématique a des libertés que n'a pas le phénomène physique. Cette liberté est utile mais peut aussi être trompeuse. Attention aux mirages des formules

Donc en bref :
- le lien "saute-mouton" des deux champs est lisible directement sur les équations
- les équations décrivent le lien entre les champs et leur variation
- ces équations ne peuvent en aucun cas donner la causalité
- si on examine l'aspect physique, cette causalité n'a pas de sens ici.

[stefjm]

Il faut déjà décider si la question a un sens !!!!!

et c'est bien pour cela que je voulais avoir des compléments pour savoir si la phrase ci-dessous avait un sens...

Bonjour, les champs E et B s'auto entretiennent. La variation de E et B engendre respectivement B et E comme l'indique les équations de Maxwell.

Il ne faut pas oublier qu'il n'y a physiquement qu'un seul champ : le champ électromagnétique. Les champs électriques et magnétiques ne sont que deux manières de voir deux aspects de CE champ.

La modélisation à un seul champ ne donne pas de sens à la phase de maxwellien. Je demande donc des précisions sur le modèle qui permet de donner un sens à cette phrase.

L'équation ne dit donc pas "l'un engendre l'autre", même si on le dit parfois par abus de langage mais plus précisément :
"la valeur du champ magnétique est liée à la variation du champ électrique"
C'est une égalité, pas une causalité ni une implication.

Pour la causalité, il suffit de regarder la réponse impulsionnelle (la fonction de Green)

En bref, ta question est : "lorsqu'on a un verre d'eau, c'est l'eau qui est dans le verre ou bien le verre qui entoure l'eau ?"
Réponse : "les deux mon capitaine" (merci à Cruchot et Fernand Raynaud)

Non, pas une question d'écriture...

Donc en bref :
1- le lien "saute-mouton" des deux champs est lisible directement sur les équations
2- les équations décrivent le lien entre les champs et leur variation
3- ces équations ne peuvent en aucun cas donner la causalité
4- si on examine l'aspect physique, cette causalité n'a pas de sens ici.

1- Que veut dire lien saute mouton?
2- Ok pour lien entre champs et variation.
3- Mais la réponse impulsionnelle le peut : elle est nulle pour les temps négatifs.
4- Je ne sais pas ce qu'est l'aspect physique.

S'il faut faire bref, je ferais plutôt comme cela :
http://forums.futura-sciences.com/ph...-lineaire.html
http://forums.futura-sciences.com/physique/561568-champ-electro-magnetique-causalite.html

[bachir1994]

Oui.
En quoi les équations de Maxwell disent que c'est la variation temporelle de E qui engendre B et pas la présence de B qui engendre la variation temporelle de E?
Idem pour la variations de B.

Bonjour,
C'est là justement toute la problématique : faraday à mis en évidence que la variation de B engendre E qui fait circuler le courant, ampère a aussi mis en évidence que la circulation du courant engendre une circulation de B, et maxwell à compléter l'édifice avec la notion de ce "pseudo-courant" qu'est le déplacement de E qui engendre B, et c'est la seule explication du phénomène condensateur et propagation dans le vide.
Pour trouver l'origine, je pense que c'est E qui donne naissance en premier lieu à B et en interagissant de proche en proche chacun donne naissance à l'autre et il y'a le phénomène de propagation. et je m'inspire de l'antenne d'émission qui est tout simplement un condensateur épanoui (armatures ouvertes).
Avant de finir j'ai vu une ancienne discussion intéressante sur l'origine (phénomène précédent l'autre) entre H et B clôturée par LPFR :
http://forums.futura-sciences.com/ph...netique-h.html
A+

[Deedee81]

1- Que veut dire lien saute mouton?

Tu as ta réponse plus haut : c'est un abus de langage.

4- Je ne sais pas ce qu'est l'aspect physique.

Tu t'es trompé de forum ???

[stefjm]

C'est là justement toute la problématique : faraday à mis en évidence que la variation de B engendre E qui fait circuler le courant, ampère a aussi mis en évidence que la circulation du courant engendre une circulation de B, et maxwell à compléter l'édifice avec la notion de ce "pseudo-courant" qu'est le déplacement de E qui engendre B, et c'est la seule explication du phénomène condensateur et propagation dans le vide.

Vu que les équations de Maxwell sont symétriques, s'il y a "pseudo courant", il y a aussi "pseudo tension" (champ électromoteur).
Engendre est le même abus de langage que déjà signalé.

[Deedee81]

Vu que les équations de Maxwell sont symétriques, s'il y a "pseudo courant", il y a aussi "pseudo tension" (champ électromoteur).

J'ignorais cet ancien terme de pseudo-courant. Mais je trouve de toute manière le terme "courant de déplacement" fort mal choisi. Ce n'est jamais qu'une forme de champ électrique. Enfin, là c'est quelque peu mon opinion (car la différence avec le champ électrique résulte de la polarisation électrique, ça offre peut-être d'autres interprétations).

Par acquis de conscience j'ai été vérifier :
https://en.wikipedia.org/wiki/Displacement_current

L'origine du terme vient sans doute des unités.

[stefjm]

Le terme courant de déplacement vient du fait que les pionniers étaient sans doute gênés par le fait qu'un "pseudo courant" puisse passé le circuit ouvert du diélectrique d'un condensateur.
Il y a exactement le cas dual : On doit être gêné par le fait qu'une "pseudo tension" apparait aux bornes d'un fil inductif de résistance rigoureusement nulle.

Ces pseudo tension et courant sont en fait les causes :
C'est parce qu'un condensateur est parcouru par un courant qu'il se charge et donc voit sa tension varier.
C'est parce qu'une bobine est soumise à une tension qu'elle se magnétise et donc voit son courant varier.

En équation :



Pour l'auto induction, cela se modélise très bien avec une contre réaction qu'on peut voir dans les équations de Maxwell. Une variation de flux extérieur entraine une tension induite.
Et comme les équations de Maxwell sont symétriques on devrait avoir de "l'auto capacité"...

[Nicophil]

Bonjour,

"la valeur du champ magnétique est liée à la variation du champ électrique"
C'est une égalité,

Pourquoi alors les deux ondes sinusoïdales évoluent-elles en phase ?

[coussin]

Bah c'est une erreur de considérer deux ondes... C'est donc aussi une erreur de considérer que l'une "entretient" ou "engendre" l'autre.

[Deedee81]

Pourquoi alors les deux ondes sinusoïdales évoluent-elles en phase ?

En dehors de l'objection de coussin (on peut toujours parler de deux composantes ) c'est simplement parceque ces équations ne sont pas simplement des dérivées. C'est un peu plus compliqué que cela. Et il se fait que les solutions de ces deux équations sont en phase.

Hum.... Maintenant si quelqu'un a une explication "plus avec les mains", je suis preneur. Voilà une question dont la réponse n'est pas facile à vulgariser (pour moi).

[bachir1994]

Le terme courant de déplacement vient du fait que les pionniers étaient sans doute gênés par le fait qu'un "pseudo courant" puisse passé le circuit ouvert du diélectrique d'un condensateur.
Il y a exactement le cas dual : On doit être gêné par le fait qu'une "pseudo tension" apparait aux bornes d'un fil inductif de résistance rigoureusement nulle.

Ces pseudo tension et courant sont en fait les causes :
C'est parce qu'un condensateur est parcouru par un courant qu'il se charge et donc voit sa tension varier.
C'est parce qu'une bobine est soumise à une tension qu'elle se magnétise et donc voit son courant varier.

En équation :



Pour l'auto induction, cela se modélise très bien avec une contre réaction qu'on peut voir dans les équations de Maxwell. Une variation de flux extérieur entraine une tension induite.
Et comme les équations de Maxwell sont symétriques on devrait avoir de "l'auto capacité"...

Bonjour
On se demande s'il y'a lieu de parler, physiquement, de courant de déplacement, "pseudo-courant", pseudo-tension, ou autre chose, ou encore ces derniers existent seulement comme un modèls, je dirais mathématique, qui sert uniquement pour modéliser et quantifier les phénomène.
Je pense par la même occasion à la notion de potentiel vecteur qui doit son existence aux opérateur vectoriel .
A+

[stefjm]

Faire de la physique, c'est modéliser et quantifier des phénomènes. Il vaut donc mieux que les grandeurs considérées existent...

E et B en phase peut se justifier avec les mains par une dérivée temporelle et une dérivée spatiale.

[Deedee81]

Salut,

E et B en phase peut se justifier avec les mains par une dérivée temporelle et une dérivée spatiale.

C'est en effet ça mais je ne savais pas qu'il y avait moyen de le faire "avec les mains". J'ai du mal à voir comment.
Je trouve ça intéressant. Tu aurais un lien sur une telle explication ?

[stefjm]

Dériver une exponentielle d'argument imaginaire se fait même de tête sans les mains !
On voit de suite que les i qui sortent se simplifient des deux cotés.

Je ne vois pas l'intérêt de faire de la vulgarisations avec des outils mathématiques inadaptés (genre sinus et cosinus).
C'est quand même plus facile de jouer avec un cerceau qui tourne.

J'ai sans doute des facilités avec cela car j'ai l'habitude de manipuler des champs tournants dans les moteurs, ie des ondes progressives tournantes : champs qui dépendent du temps (temporel) et de l'angle (spatiale).

Un aspect visuel : une hélice sur un cylindre le long de l'axe des temps.
Les projections sur
x,y : cercle
t,x : cosinus
t,y : sinus

Je ne retrouve plus le dessin qui traine un peu partout sur le net.

[Deedee81]

Je ne vois pas l'intérêt de faire de la vulgarisations avec des outils mathématiques inadaptés (genre sinus et cosinus).

Pas avec des outils inadaptés, mais avec les mains. Ceci dit, compter sur les doigts c'est pas vraiment adapté non plus

Oui, en effet, avec l'exponentielle imaginaire c'est immédiat. J'aimerais trouver une explication physique avec les mains qui ne fait pas appel à une simple traduction (visuelle par exemple) du formalisme.
Je ne sais pas si c'est possible. Mais j'ai le sentiment que oui. Ta remarque sur le fait que ça varie à la fois dans le temps et dans l'espace est primordiale.

En tout cas ton message là m'a beaucoup inspiré. Merci.

Pour le moment j'écris une vulga sur la physique statistique (*), mais ça me donne envie d'en faire une sur l'électromagnétisme (curieusement je n'en ai jamais fait, à part des passages simplifiés dans d'autres docs). Je me repencherai donc sur la question.

(*) j'ai décidé de faire une pause sur les recherches plus techniques. Les algèbres de von Neumann commençaient par me sortir par les trous de nez. Je n'arrivais même plus à faire des trucs élémentaires (**). Dans ces cas là, pause, le subconscient travaille, tout se met en place, puis illumination et je peux continuer. En tout cas ça marche avec moi
(**) un truc vraiment très con : écrire l'algèbre de von Neumann des observables d'un système quantique à DEUX états. Plus simple tu meurs.

[maxwellien]

Bonjour, les champs E et B ne vont pas sans l'autre, ils sont dépendants entre eux et c'est ce couplage qui forme l'onde èlectromagnetique.
Bien sûr il n'y a qu'une seule onde mais le mécanisme interne est règie par les lois de Maxwell qui ne sont pas symétriques d'ailleurs.

[Deedee81]

Maxwellien, attention, tu as un problème avec tes accentués.

[stefjm]

Les lois de Maxwell ne sont pas symétrique vis à vis des sources, mais pour la propagation en l'absence de sources, elles le sont (formulation rot, div habituelle).