FLUX, physique

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Le flux d'un champ de vecteurs à travers un élément de surface ds (orientée) est la grandeur A cos α ds, où α désigne l'angle entre le vecteur du champ (de module A) et la normale (orientée) à la surface. Cette grandeur caractérise localement la relation entre vecteur du champ et normale à la surface. Historiquement, le premier champ vectoriel fut celui de la vitesse d'écoulement d'un fluide, et le flux v cos α ds mesurait le volume de fluide traversant la surface ds par unité de temps. Par extension, le terme s'applique également à n'importe quel champ, voire à un système (discontinu) de particules en mouvement. Dans ce dernier cas, le « flux des particules » (de vitesse v et de concentration n) à travers la surface, c'est-à-dire le nombre des particules la traversant par unité de temps, est égal à nv cos α ds. Le flux à travers une surface finie S s'obtient par sommation (intégration). Pour une surface fermée S, limitant un volume V, on a, sous certaines conditions très générales, le théorème de Gauss-Ostrogradski : le flux à travers S est égal à l'intégrale dans le volume V de la divergence du champ de vecteurs.

En théorie des fluides, tout transport d'une grandeur extensive (proportionnelle à la masse) s'exprime par un flux. Si v désigne la vitesse d'écoulement et p la densité du fluide, il s'agit, par exemple, du flux de volume (débit volumique : v cos α ds), du flux de masse (débit massique : pv cos α ds), du flux d'énergie cinétique (pv2/ . v cos α ds), etc.

En optique, le flux lumineux est égal au produit ES, où E est l'éclairement reçu par une surface S. Ce flux est égal à la puissance transportée, mesurée en watts (flux d'énergie).

En électromagnétisme, le flux de l'induction magnétique à travers une surface fermée est nul, tandis que le flux de l'induction électrique (vers l'extérieur) est proportionnel à la charge électrique contenue à l'intérieur. D'autre part, la vitesse de variation du flux de l'induction magnétique à travers une surface non fermée, s'appuyant sur une courbe fermée C, mesure la force électromotrice engendrée par un circuit épousant la forme de C. Dans un champ électromagnétique (E, H), le transport de l'énergie est décrit par le flux du vecteur S = (E × H) (vecteur de Poynting) et le transport de la quantité de mouvement par le flux de G = (1/c)S, où c est la vitesse de la lumière dans le vide.

En thermodynamique des processus irréversibles en régime stationnaire, il s’agit du transport entretenu par certains agents x1, x2, …, dits « forces généralisées ».

—  Viorel SERGIESCO

Écrit par :

Classification


Autres références

«  FLUX, physique  » est également traité dans :

CHALEUR

  • Écrit par 
  • Paul GLANSDORFF
  •  • 996 mots

La notion de chaleur telle qu'elle résulte de la sensation de chaud et de froid remonte aux époques les plus reculées. Toutefois, elle n'appartint à la science qu'à partir du xviii e  siècle, lorsque Lavoisier et Laplace reconnurent conjointement en elle « une grandeur susceptible d'accroissement et de diminution », et donc accessible à la mesure. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chaleur/#i_27547

CINÉTIQUE DES FLUIDES THÉORIE

  • Écrit par 
  • Jean-Loup DELCROIX
  •  • 10 017 mots
  •  • 15 médias

Dans le chapitre « Flux de chaleur »  : […] Le tenseur flux de chaleur Q (tenseur du troisième ordre) peut être défini comme le quatrième « moment » de f 1 ( n , v, Ψ On utilise souvent aussi une quantité un peu plus simple, le vecteur flux de chaleur : […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/theorie-cinetique-des-fluides/#i_27547

COULEUR

  • Écrit par 
  • Pierre FLEURY, 
  • Christian IMBERT
  •  • 7 837 mots
  •  • 21 médias

Dans le chapitre « Méthodes de mesure diverses »  : […] La méthode théoriquement la plus satisfaisante pour étudier une lumière colorée consiste à mesurer en fonction de la longueur d'onde, dans le spectre visible, son flux d'énergie monochromatique P λ . Cette mesure se faisant le plus souvent en valeurs relatives, on détermine d'autre part directement la caractéristique photométrique globale : flux lumineux […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/couleur/#i_27547

ÉLECTRICITÉ - Lois et applications

  • Écrit par 
  • Jean-Marie DONNINI, 
  • Lucien QUARANTA
  •  • 4 779 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « L'induction électromagnétique »  : […] Alors que la magnétostatique traite de champs magnétiques et de courants constants, la loi de l'induction de Lenz-Faraday introduit la notion de grandeur électrique variable au cours du temps. Elle indique que toute variation de flux ϕ du champ magnétique dans un circuit fermé( ) crée une force électromotrice de valeur e = — dϕ/dt (fig. 4) . Ainsi, le flux peut varier si on déplace le circuit (var […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/electricite-lois-et-applications/#i_27547

ÉNERGIE - La notion

  • Écrit par 
  • Julien BOK
  •  • 7 639 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Énergie rayonnée. Ondes »  : […] Un ébranlement peut se propager de proche en proche sous forme d'une onde qui transporte de l'énergie. Les deux types d'ondes les plus courants sont les ondes acoustiques (son) et les ondes électromagnétiques. En pratique, seules les ondes électromagnétiques transportent une énergie appréciable ; elles seront seules considérées ici. Des charges et courants électriques créent dans tout l'espace env […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/energie-la-notion/#i_27547

MAGNÉTISME (notions de base)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 752 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Les lois classiques du magnétisme »  : […] Le concept fondamental permettant la description scientifique des phénomènes magnétiques est la notion de champ magnétique. Noté en général  B , c’est une quantité qui a les caractéristiques d’un vecteur, c’est-à-dire qu’il a une direction, un sens et une intensité exprimée en tesla dans le système international d’unités ( on utilise encore parfois le gauss, unité CGS, égal a […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme-notions-de-base/#i_27547

MATIÈRE (physique) - État gazeux

  • Écrit par 
  • Henri DUBOST, 
  • Jean-Marie FLAUD
  •  • 8 280 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre «  Propriétés de transport  »  : […] Dans un gaz hors d'équilibre, l'agitation thermique produit le transport d'un point à un autre d'une grandeur moléculaire auquel est associé un phénomène macroscopique. Ainsi, le transport de masse est responsable de la diffusion d'un gaz dans un autre, le transport de chaleur est à l'origine de la conductibilité thermique et le transport de quantité de mouvement est associé au phénomène de visc […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etat-gazeux/#i_27547

MOLÉCULAIRES JETS & FAISCEAUX

  • Écrit par 
  • Roger CAMPARGUE
  •  • 5 695 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Caractéristiques »  : […] Un faisceau moléculaire se caractérise essentiellement par sa composition en atomes, molécules, agrégats, son intensité (ou flux de particules par stéradian et par seconde), sa densité numérique (ou nombre de particules par centimètre cube), ses répartitions de vitesses ou d'énergies cinétiques, et, enfin, ses états d'énergie interne (électronique, vibrationnelle ou rotationnelle), avec même des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jets-et-faisceaux-moleculaires/#i_27547

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Détecteurs de particules

  • Écrit par 
  • Pierre BAREYRE, 
  • Jean-Pierre BATON, 
  • Georges CHARPAK, 
  • Monique NEVEU, 
  • Bernard PIRE
  •  • 10 941 mots
  •  • 14 médias

Dans le chapitre « Chambres d'ionisation »  : […] Dans une chambre d'ionisation, le champ électrique entre deux électrodes est utilisé pour collecter les ions produits dans le gaz, sans aucune multiplication. Les chambres servent en général à mesurer le flux moyen de rayonnement. Elles sont un élément important des instruments utilisés pour la dosimétrie des rayonnements ionisants (tabl. 1) . En raison de la stabilité de ce mode de détection, lié […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-detecteurs-de-particules/#i_27547

PHOTOÉLECTRIQUE EFFET

  • Écrit par 
  • Pierre VERNIER
  •  • 5 425 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Émission photoélectrique et mesure des flux lumineux »  : […] Le montage le plus simple qui permet une mesure des flux lumineux est composé d'une cellule vidée d'air contenant deux électrodes : l'une, la photocathode, est constituée par la couche mince photoémettrice ; l'autre, l'anode, a pour rôle de recueillir les électrons émis. Entre l'anode collectrice et la photocathode, on établit une différence de potentiel positive suffisante pour que tous les él […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-photoelectrique/#i_27547

PHOTOGRAPHIE - Sensitométrie

  • Écrit par 
  • Bernard LEBLANC
  •  • 8 498 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Réponse des récepteurs »  : […] Durant l'ouverture de l'obturateur, les flux de lumière modulés par les luminances du sujet forment des éclairements différents sur la surface des films ou des capteurs. Les quantités de lumière reçues par la couche sensible, qui sont égales aux produits des éclairements et du temps d'exposition, définissent les luminations (notées h). Celles-ci correspondent au paramètre quantitatif physique de l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photographie-sensitometrie/#i_27547

PHOTOMÉTRIE

  • Écrit par 
  • Michel CAGNET, 
  • Pierre FLEURY
  •  • 8 298 mots
  •  • 21 médias

Dans le chapitre « Éclairement et flux lumineux »  : […] On dit que deux surfaces ont le même éclairement si, lorsqu'on les recouvre d'écrans diffusants blancs, ces derniers présentent le même aspect dans des conditions identiques d'observation (plages juxtaposées, par exemple). Soit une surface éclairée, d'abord par une source O 1 , puis par une source O 2 , enfin par O 1 et O 2 simultanément, les sources ne se masquant pas l'une l'autre, les éclaire […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photometrie/#i_27547

RADIOASTRONOMIE

  • Écrit par 
  • André BOISCHOT, 
  • James LEQUEUX
  •  • 9 771 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Unités employées »  : […] Les unités employées en radioastronomie sont analogues aux unités photométriques (cf.  photométrie ). La brillance (ou luminance) est définie, pour les sources étendues, comme étant la puissance reçue par mètre carré de surface réceptrice placée sur Terre, perpendiculairement à la direction de visée, par unité d'angle solide (stéradian, ou sr) et par hertz de bande. C'es […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/radioastronomie/#i_27547

RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons cosmiques

  • Écrit par 
  • Lydie KOCH-MIRAMOND, 
  • Bernard PIRE
  •  • 6 237 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre «  Spectres d'énergie des rayons cosmiques »  : […] L'énergie des rayons cosmiques est considérablement plus élevée que celle des particules qui sont accélérées par les étoiles éruptives. Cette énergie considérable est même la caractéristique la plus mystérieuse des rayons cosmiques : une seule particule – un noyau d'hydrogène, par exemple – peut transporter quelques 10 20  électronvolts, soit quelques dizaines de joules, c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/rayonnement-cosmique-rayons-cosmiques/#i_27547

SUPRACONDUCTIVITÉ

  • Écrit par 
  • Étienne GUYON, 
  • Jérôme LESUEUR, 
  • Pierre NÉDELLEC
  •  • 4 775 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Quantification du flux »  : […] Imaginons un cylindre supraconducteur creux en présence d'un champ magnétique longitudinal faible  H . Un circuit fermé (c) entourant le trou et suffisamment intérieur au supraconducteur ne subit l'influence ni du champ magnétique ni des courants superficiels. À cause de sa portée macroscopique, le paramètre d'ordre doit reprendre la même valeur après un tour complet le long […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/supraconductivite/#i_27547

TURBULENCE

  • Écrit par 
  • Fabien ANSELMET, 
  • Michel COANTIC, 
  • Gérard TAVERA
  •  • 24 115 mots
  •  • 43 médias

Dans le chapitre « Caractère diffusif et dissipatif »  : […] Revenons sur les équations de bilan de la mécanique des fluides, et le rôle qu'y joue la diffusion moléculaire. La vitesse de variation pour un observateur suivant le mouvement d'une quantité F attachée à la masse unité du fluide s'écrit, en tenant compte de l'équation de continuité traduisant la conservation de la masse : . Le premier terme représente la variation temporel […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/turbulence/#i_27547

UNITÉS SYSTÈMES D'

  • Écrit par 
  • Gérard FOURNET
  •  • 3 002 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Photométrie »  : […] Le flux lumineux F d'un rayonnement monochromatique de longueur d'onde λ s'obtient en multipliant le flux d'énergie Φ correspondant (évalué en watts dans le système M.K.S.) par un facteur K (λ) d'efficacité lumineuse (cf. photométrie , chap. 1). Ces facteurs, définis en 1924 et en 1933 par des organismes internationaux, sont relatifs à la sensibilit […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/systemes-d-unites/#i_27547

VIDE TECHNIQUE DU

  • Écrit par 
  • Pierre AILLOUD
  •  • 6 487 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Processus de pompage »  : […] Si l'on extrait continuellement le gaz d'un réservoir, la pression doit tendre vers zéro. On constate qu'il n'en est rien. Après une descente relativement rapide, la pression n'évolue plus que très lentement et finit par se stabiliser à une valeur p l , dite pression limite. On en déduit qu'une ou plusieurs sources de gaz « indésirables » viennent alimenter le réservoir. À t […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/technique-du-vide/#i_27547

Pour citer l’article

Viorel SERGIESCO, « FLUX, physique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 septembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/flux-physique/