MAGNÉTISME (notions de base)

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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 au dix-millième de tesla). L’ordre de grandeur du champ magnétique créé dans le vide par un aimant permanent à quelques millimètres de sa surface est le dixième de tesla ; celui du champ magnétique terrestre est de 50 microteslas, soit un demi-gauss. Les champs magnétiques intenses (supérieurs à 1 tesla) sont produits par des électro-aimants. Les gigantesques aimants supraconducteurs du grand collisionneur hadronique (le L.H.C.) du Cern à Genève atteignent la dizaine de teslas. On sait fabriquer des bobines créant des champs magnétiques transitoires d’une centaine de teslas. On pense que le champ à l’intérieur d’une étoile à neutrons peut dépasser la centaine de millions de teslas. Un champ magnétique s’étend dans l’espace, même si celui-ci est vide de matière, et pénètre à l’intérieur de la plupart des objets en y étant éventuellement modifié suivant la « perméabilité » ou la « susceptibilité » magnétiques des matériaux qui les composent.

L’action d’un champ magnétique B sur une particule chargée est réalisée par la force de Laplace (exprimée mathématiquement par l’équation F = q v x B, où q est la charge et v le vecteur vitesse de la particule ; le symbole x représente le produit vectoriel). Ainsi, cette force n’agit que sur des particules chargées en mouvement, et elle est perpendiculaire à chacun des vecteurs décrivant la vitesse et le champ magnétique. Contrairement à la force créée par le champ électrique, elle ne modifie pas l’énergie cinétique, mais plutôt la direction de propagation de la particule ; on l’utilise donc pour guider ou focaliser les faisceaux de particul [...]


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Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Bernard PIRE, « MAGNÉTISME (notions de base) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme-notions-de-base/