Ligne de force - Line of force
Une ligne de force au sens étendu de Faraday est synonyme de la ligne d'induction de Maxwell . Selon JJ Thomson , Faraday discute généralement des lignes de force comme des chaînes de particules polarisées dans un diélectrique, mais parfois Faraday les décrit comme ayant une existence qui leur est propre comme en s'étirant à travers un vide. En plus des lignes de force, JJ Thomson - semblable à Maxwell - les appelle également tubes d' inductance électrostatique , ou simplement des tubes de Faraday. Du point de vue du 20e siècle, les lignes de force sont des liens énergétiques intégrés dans une théorie des champs unifiés du 19e siècle qui a conduit à des concepts et des théories plus mathématiquement et expérimentalement sophistiqués, y compris les équations de Maxwell, les ondes électromagnétiques et la relativité d'Einstein.
Les lignes de force sont originaires de Michael Faraday, dont la théorie soutient que toute la réalité est constituée de la force elle - même . Sa théorie prédit que l'électricité, la lumière et la gravité ont des délais de propagation finis. Les théories et les données expérimentales de personnalités scientifiques ultérieures telles que Maxwell, Hertz, Einstein et d'autres sont en accord avec les ramifications de la théorie de Faraday. Néanmoins, la théorie de Faraday reste distincte. Contrairement à Faraday, Maxwell et d'autres (par exemple, JJ Thomson) pensaient que la lumière et l'électricité devaient se propager à travers un éther . Dans la relativité d'Einstein, il n'y a pas d'éther, pourtant la réalité physique de la force est beaucoup plus faible que dans les théories de Faraday.
L'historienne Nancy J. Nersessian, dans son article "Faraday's Field Concept", fait la distinction entre les idées de Maxwell et Faraday:
Les caractéristiques spécifiques du concept de champ de Faraday, dans sa forme «préférée» et la plus complète, sont que la force est une substance, qu'elle est la seule substance et que toutes les forces sont interconvertibles par divers mouvements des lignes de force. Ces caractéristiques de la «notion préférée» de Faraday n'ont pas été poursuivies. Maxwell, dans son approche du problème de la recherche d'une représentation mathématique pour la transmission continue des forces électriques et magnétiques, les considérait comme des états de contrainte et de déformation dans un éther mécanique. Cela faisait partie du réseau assez différent de croyances et de problèmes avec lequel Maxwell travaillait.
Vues de Faraday
Au début, Faraday considérait la réalité physique des lignes de force comme une possibilité, mais plusieurs savants s'accordent à dire que pour Faraday leur réalité physique est devenue une conviction. Un érudit date ce changement en 1838. Un autre érudit date ce renforcement final de sa croyance en 1852. Faraday a étudié expérimentalement les lignes de force magnétique et les lignes de force électrostatique, montrant qu'elles ne correspondent pas à des modèles d'action à distance. En 1852, Faraday a écrit le papier «Sur le caractère physique des lignes de force magnétique» qui a examiné la gravité, le rayonnement et l'électricité, et leurs relations possibles avec le milieu de transmission, la propagation de la transmission et l'entité réceptrice.
Vues de Maxwell
Au départ, Maxwell a adopté une approche agnostique dans sa mathématisation des théories de Faraday. Ceci est vu dans les papiers de Maxwell de 1855 et 1856: «Sur les lignes de force de Faraday» et «Sur l'état électrotontique de Faraday». Dans l'article de 1864 " Une théorie dynamique du champ électromagnétique ", Maxwell donne la priorité scientifique de la théorie électromagnétique de la lumière à Faraday et à son article de 1846 " Pensées sur les vibrations des rayons ". Maxwell a écrit:
Faraday a découvert que lorsqu'un rayon polarisé plan traverse un milieu diamagnétique transparent dans la direction des lignes de force magnétique produites par des aimants ou des courants dans le voisinage, le plan de polarisation est amené à tourner.
La conception de la propagation des perturbations magnétiques transversales à l'exclusion des perturbations normales est clairement exposée par le professeur Faraday dans ses «Pensées sur les vibrations des rayons». La théorie électromagnétique de la lumière, telle que proposée par lui, est la même en substance que celle que j'ai commencé à développer dans cet article, sauf qu'en 1846 il n'y avait pas de données pour calculer la vitesse de propagation.
Tube de force
Maxwell a changé les lignes de force d' expression de Faraday en tubes de force , lors de l'expression de ses hypothèses fluidiques impliquées dans sa mathématisation des théories de Faraday. Un tube de force , également appelé tube d'induction électrostatique ou tube de champ , sont les lignes de force électrique qui se déplace de sorte que son début trace une courbe fermée sur une surface positive, son extrémité tracera une courbe fermée correspondante sur la surface négative, et la ligne de force elle-même générera une surface tubulaire inductive. Un tel tube est appelé un « solénoïde ». Il existe une pression perpendiculaire à un tube de force égale à la moitié du produit de la densité diélectrique et magnétique. Si, par la croissance d'un champ, les tubes de force sont écartés latéralement ou en largeur, il y a une réaction magnétique à cette croissance d'intensité du courant électrique. Cependant, si un tube de force est amené à se déplacer vers l'extrémité, il y a peu ou pas de traînée pour limiter la vitesse. Les tubes de force sont absorbés par les corps qui transmettent l'élan et la masse gravitationnelle. Les tubes de force sont un groupe de lignes de force électriques.
Courbes magnétiques
Au début de ses recherches (vers 1831), Faraday appelle les motifs de courbes apparemment continues tracées dans des limailles métalliques près d'un aimant comme des courbes magnétiques . Plus tard, il les appelle simplement un exemple de lignes de force magnétiques ou simplement de lignes de force. Finalement, Faraday commencerait également à utiliser l'expression "champ magnétique".
Voir également
Autres articles pertinents
- Faraday, Michael, «Pensées sur les vibrations des rayons», Philosophical Magazine, mai 1846, ou Experimental Researches, iii, p. 447
- Faraday, Michael, Recherches expérimentales, série 19.