CHAMPS THÉORIE DES

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La théorie classique des champs

C'est, semble-t-il, l'expérimentateur anglais Michael Faraday (1791-1867) qui, le premier, proposa de décrire l'action de l'électricité en termes d'influence plutôt que de mouvement ; le concept de champ qui reprend cette intuition allait se révéler extrêmement fécond. James Clerk Maxwell (1831-1879) généralisa et formalisa les résultats obtenus par les nombreux pionniers de l'étude des phénomènes électromagnétiques en leur donnant, en 1872, une forme quasi définitive. Désormais, les phénomènes électriques et magnétiques se comprennent tous comme étant dus à la présence d'un champ électromagnétique qui donne naissance à des ondes se propageant à une vitesse égale à celle de la lumière ; les phénomènes lumineux sont eux aussi dus aux oscillations d'un tel champ. Les équations de Maxwell décrivent l'évolution couplée des champs électriques et magnétiques et d'un ensemble de particules chargées : l'intensité et la variation du champ dépendent des densités de charge et de courant dues aux particules, tandis que le mouvement des particules est affecté par l'intensité et la direction des champs électriques et magnétiques présents.

La caractéristique essentielle d'une telle théorie est de considérer un système physique dont le nombre de degrés de liberté est infini : en effet, contrairement au cas de la dynamique classique pour laquelle le nombre de degrés de liberté est petit – six par exemple dans le cas d'un corps ponctuel, soit les trois coordonnées de sa position et les trois composantes de sa vitesse –, la valeur des coordonnées des champs électriques et magnétiques influence l'histoire du système en tous les points de l'espace. Bien qu'antérieures à la révolution einsteinienne, les équations de Maxwell sont conformes aux prescriptions de la relativité restreinte. La vitesse de propagation des champs électromagnétiques y est finie ; dans le vide, elle est éga [...]


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Écrit par :

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

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « CHAMPS THÉORIE DES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/theorie-des-champs/