MATIÈRE (physique)Plasmas

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Historique et premiers concepts

Les premières études sur les décharges, effectuées par le physicien britannique Michael Faraday, remontent aux années 1830. L'établissement des équations de Maxwell (1864), la découverte de l'électron en 1897 par le Britannique Joseph John Thomson (Prix Nobel de physique 1906) et la compréhension de la structure de la matière qui a suivi ont permis l’avènement de la physique des plasmas au xxe siècle. Le mot « plasma » apparaît lui-même dans les années 1920, sous la plume de l'Américain Irving Langmuir (Prix Nobel de chimie 1932), qui, étudiant les décharges dans les gaz faiblement ionisés, découvre avec son compatriote Lewis Tonks le phénomène d'oscillations électroniques collectives, à la pulsation ωp = (ne e2/me ε0)1/2, appelée fréquence plasma électronique,ne est la densité électronique (nombre d'électrons par unité de volume), e la charge élémentaire, me la masse d'un électron, et ε0 la permittivité du vide, soit ωp = 56,4 ne1/2 en unités standards. À la même époque, l’Américain d’origine néerlandaise Petrus Debye et l’Allemand Erich Hückel établissent le phénomène d'écrantage électrique dans les électrolytes, phénomène qui joue également un rôle fondamental dans les plasmas, où la longueur de Debye λD correspond à l'échelle caractéristique sur laquelle le plasma peut accepter la séparation des charges positives et négatives à l'équilibre thermodynamique. On a λD = (ε0 kB Te/ne e2)1/2, où kB est la constante de Boltzmann et Te la température électronique, soit λD= 69 (Te/ne)1/2. Dans le même temps, le rôle de l'ionosphère dans la propagation des ondes radio à grande distance est élucidé et stimule les études sur la propagation d'ondes électromagnétiques dans les plasmas. Ainsi, en 1942, le physicien suédois Hannes Alfvén (Prix Nobel de physique 1970) développe la théorie des ondes magnétohydrodynamiques, où le champ magnétique présent dan [...]

Irving Langmuir et E. D. MacArthur

Photographie : Irving Langmuir et E. D. MacArthur

Photographie

Irving Langmuir (à droite), Prix Nobel de chimie 1932, examine avec E. D. MacArthur une copie de la lampe thermo-ionique inventée par Edison. Plus à droite, on peut voir son tube à haut vide qu'il conçut en 1912 pour ses recherches sur les flux d'électrons, lesquelles eurent de nombreuses... 

Crédits : Encyclopaedia Britannica, Inc

Afficher

Sinclair Lewis, Frank Kellogg, Albert Einstein et Irving Langmuir

Photographie : Sinclair Lewis, Frank Kellogg, Albert Einstein et Irving Langmuir

Photographie

De gauche à droite, Sinclair Lewis (1885-1951), Prix Nobel de littérature 1930, Frank Kellogg (1856-1937), Prix Nobel de la paix 1929, Albert Einstein (1879-1955), Prix Nobel de physique 1921, et Irving Langmuir (1881-1957), Prix Nobel de chimie 1932. 

Crédits : Hulton Getty

Afficher


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 12 pages

Médias de l’article

États de la matière

États de la matière
Crédits : Encyclopædia Universalis France

vidéo

Irving Langmuir et E. D. MacArthur

Irving Langmuir et E. D. MacArthur
Crédits : Encyclopaedia Britannica, Inc

photographie

Sinclair Lewis, Frank Kellogg, Albert Einstein et Irving Langmuir

Sinclair Lewis, Frank Kellogg, Albert Einstein et Irving Langmuir
Crédits : Hulton Getty

photographie

Aurore boréale

Aurore boréale
Crédits : J. A. Davis/ Shutterstock

photographie

Afficher les 4 médias de l'article


Écrit par :

  • : docteur d'État, directeur de recherche au C.N.R.S.

Classification

Autres références

«  MATIÈRE, physique  » est également traité dans :

MATIÈRE (physique) - Vue d'ensemble

  • Écrit par 
  • Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
  •  • 2 003 mots

Le mot « matière » cache sous sa généralité abstraite une origine concrète fort éclairante. En latin archaïque, materia appartient à la langue rustique et désigne la substance dont est fait le tronc de l'arbre, en tant qu'elle est productrice (de branches, de feuilles). L'élargissement successif des sens du mot, d'abord dans la langue commune, à des matériaux variés, puis, dans […] Lire la suite

MATIÈRE (physique) - États de la matière

  • Écrit par 
  • Vincent FLEURY
  •  • 5 801 mots
  •  • 4 médias

D'Aristote à Réaumur, au xviiie siècle, la nature des solides ou des fluides a posé de grandes énigmes aux savants de jadis. Les découvertes de plus en plus fines de la science moderne sur l'organisation des molécules et des liaisons atomiques dans les matériaux ou dans les composés étudiés au laboratoire, comm […] Lire la suite

MATIÈRE (physique) - État solide

  • Écrit par 
  • Daniel CALÉCKI
  •  • 8 602 mots
  •  • 13 médias

La matière se présente principalement sous trois états simples : gazeux, liquide et solide. Ce qui distingue l'état solide des deux autres états est l'incapacité d'une masse solide à épouser la forme du récipient dans lequel on la place ; en revanche, un gaz s'empresse d'envahir tout le volume qu'on lui offre et un liquide prend la forme de la partie du récipient qui le contient. Ce qui caractéris […] Lire la suite

MATIÈRE (physique) - État liquide

  • Écrit par 
  • Jean-Louis RIVAIL
  •  • 3 245 mots
  •  • 6 médias

La notion de liquide est une notion familière, l'état liquide étant, avec l'état solide et l'état gazeux, l'un des trois états communs de la matière.On peut étudier un liquide comme une phase condensée fluide. Cela signifie que le liquide a une masse spécifique élevée, proche de celle du solide, et qu'il est aisément déformable, au point d'adapter sa forme à celle des récipients dans lesquels il e […] Lire la suite

MATIÈRE (physique) - État gazeux

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

L'état sous lequel se présente la matière, solide, liquide ou gazeux, dépend des conditions de température et de pression. Suivant l'usage généralement admis, on désigne par gaz tout corps existant dans cet état dans les conditions normales de température et de pression (P0 = 1 atm, T0 = 0 0C), et par vapeur la phase gazeuse d'un corps solide ou liquide dans les mêmes condit […] Lire la suite

MATIÈRE (physique) - Transitions de phase

  • Écrit par 
  • Nino BOCCARA
  •  • 6 909 mots
  •  • 7 médias

Les premières transitions de phase observées ont été des changements d'état tels que la fusion de la glace ou la vaporisation de l'eau. Lors d'un changement d'état, le système, au sens de la thermodynamique, se présente comme la réunion de deux sous-systèmes homogènes possédant des propriétés distinctes. On appelle phase chacun de ces sous-systèmes. Plus préci […] Lire la suite

ANTIMATIÈRE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE, 
  • Jean-Marc RICHARD
  •  • 6 912 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Antimatière en laboratoire »  : […] Les particules de l'espace interplanétaire arrivant dans l'atmosphère y subissent des collisions et modifient ainsi l'énergie des particules qu'elles rencontrent. Si leur vitesse est suffisante, elles peuvent créer des paires électron- positon au cours de ces chocs, en libérant leur énergie cinétique. Ce sont les positons créés par ce processus qui ont été observés par Anderson. C'est seulement en […] Lire la suite

ATOME

  • Écrit par 
  • José LEITE LOPES
  •  • 9 238 mots
  •  • 15 médias

L'atome est le terme ultime de la division de la matière dans lequel les éléments chimiques conservent leur individualité. C'est la plus petite particule d'un élément qui existe à l'état libre ou combiné. On connaît 90 éléments naturels auxquels s'ajoutent le technétium (Tc,  Z  = 43), le prométhéum (Pm, Z  = 61) ainsi que les transuraniens obtenus artificiellement depuis 1940. Les corps simples s […] Lire la suite

BOHR ATOME DE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 370 mots
  •  • 1 média

Deux ans après avoir soutenu sa thèse sur la théorie électronique des métaux, le physicien danois Niels Bohr (1885-1962) écrit en 1913 trois articles fondamentaux qui révolutionnent la compréhension de la structure de la matière. Le premier, paru le 5 avril dans le Philosophical Magazine , est titré « Sur la constitution des atomes et des molécules ». Bohr prend pour point de départ la découvert […] Lire la suite

ATOMIQUE PHYSIQUE

  • Écrit par 
  • Philippe BOUYER, 
  • Georges LÉVI
  •  • 6 703 mots
  •  • 1 média

La physique atomique est née des expériences effectuées à la fin du xix e  siècle qui ont montré que la matière était discontinue et formée d'atomes possédant une structure interne ; celle-ci étant à l'origine des raies observées dans les spectres d'émission et d'absorption du rayonnement par les différents éléments, l'objectif premier de la physique atomique a été de comprendre et d'interpréter […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Patrick MORA, « MATIÈRE (physique) - Plasmas », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-plasmas/