La notion de champs en physique.

[barbu23]

Bonjour à tous,

Quelle différence majeure peut -on souligner de point de vue théorique comme expérimentale, lorsqu'il s'agit des trois notions suivantes : Champ gravitationnel, Champs électrostatique, Champs électromagnétique ?. Est ce que, brièvement, ces trois notions signifient la même chose ?

Merci d'avance.

[radoude]

Bonjour à tous,

Quelle différence majeure peut -on souligner de point de vue théorique comme expérimentale, lorsqu'il s'agit des trois notions suivantes : Champ gravitationnel, Champs électrostatique, Champs électromagnétique ?. Est ce que, brièvement, ces trois notions signifient la même chose ?

Merci d'avance.

Bonjour, théoriquement un champ gravitationnel est une région de l'espace à l'intérieure de laquelle une masse subit une influence. Ce champ est lui-même généré par une masse . Expérimentalement, il suffit de poser une masse en un point de l'espace et de constater si elle y reste ou si elle est accélérée. (Dans un référentiel inertiel).

Pour le champ électrique et magnétique, je pourrais écrire exactement la même chose si je remplace le mot "masse" par "charge électrique" pour le champ électrique et par le mot "aimant" pour le champ magnétique.

Contrairement au champ gravifique qui est indépendant des autres, les champ électrique et magnétique sont couplés de la manière suivante:Si un champ électrique apparaît ou disparaît (ou plus exactement varie au cours du temps), durant le temps de cette variation un champ magnétique est créé et vice versa.
Un champ électrique n'est donc pas seulement généré par une charge électrique mais également par un champ magnétique variable au cours du temps.(idem pour le champ magnétique)

Comme un champ électrique variable crée un champ magnétique (variable aussi) qui générera lui -même un champ électrique variable qui créera à son tour un champ magnétique variable qui... (jusqu'au bout des temps), on parle dans ce cas de champ électromagnétique: Deux champs de natures différentes oscillants, se détruisant et se générant sans cesse.

Je ne sais pas si c'est une réponse à ta question. Les notions sont ici très vulgarisées mais je pense avoir dit l'essentiel sur ces champs.

pour conclure, ces champs sont donc des zones d'influence sur des objets physiques, mais cette influence dépend de propriétés physiques différentes de ces objets (masse, charge électrique, spin, ...)

[Abdallah EiNsTeIN]

ainsi pour compléter
un champ est se compose tjrs par des vecteurs ; mais attention c'est théorique

[Skullkid]

ainsi pour compléter
un champ est se compose tjrs par des vecteurs ; mais attention c'est théorique

Évitons de parler de ce qu'on ne connaît pas...

[alhazen]

Bonjour,

on peut parler de la notion de champ sur plusieurs niveaux

1/ niveau de base : on definit simplement un champ comme une une "propriete definie en tout point du volume considere". Le volume peut etre quadridimentionnel (espace-temps) donc le mot "volume" n'a rien de restrictif. Par contre, le mot "propriete" est lui volontairement vague. Il peut inclure des quantites mathematiques tres differentes, par exemple:

- un champ scalaire: juste des nombres, chacun defini dans le "volume" considere (par exemple, un champ de temperature)
- champ vectoriel: le cas bien connu de la gravitation ou de l'electromagnetisme
- champs tensoriel: comme par exemple en relativite generale, ou en electromagnetisme dans sa formulation covariante (tenseur de Faraday-Maxwell), ou en supersymetrie, etc

2/ A un niveau beaucoup plus avancé, un champ reste également une "propriete definie en tout point de l'espace", mais il doit verifier des conditions supplementaires que je ne vais pas developper ici, et qui sont liees au type de geometrie sous-jacent. C'est l'optique qui prevaut en physique theorique actuelle. Le point absolument essentiel est qu'on a la correspondance: 1 champ = 1 espece de particule (via la seconde quantification de ce champ). C'est ce qu'on utilise en Theorie quantique des Champs. D'un point de vue mathematique ce sont des objets qui peuvent etre cree via l'application d'operateurs sur un Espace de Fock.

[vingtdieux]

En complement pour la question premiere:
Le champ est une deformation de l'espace.
pour la detecter il faut une sonde specifique. Les particules etant petites elles peuvent detecter le champ electrique.
On voit qu'il y a detection (donc presence de champ) par l'application d'une force sur la sonde. Sinon ca veut dire soit que le champ n'existe pas et le mouvement reste rectiligne uniforme soit que ce n'est pas le bon detecteur (ex: neutron).
Cette notion peut s'etendre a d'autres champs. On voit donc le point commun que les champs ont entre eux. Maintenant si on se lance dans l'explication de l'essence meme et sur l'unification des champs c'est un autre sujet bien complexe en soi.