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Concept
Aimantation
Résumé
Dans la langue courante, l'aimantation d'un objet est le fait qu'il soit aimanté ou bien le processus par lequel il le devient.
En physique, l'aimantation est de plus, et surtout, une grandeur vectorielle qui caractérise à l'échelle macroscopique l'orientation et l'intensité de son aimantation au premier des deux sens précédents. Elle a comme origine les courants microscopiques résultant du mouvement des électrons dans l'atome (moment magnétique orbital des électrons), ainsi que le moment magnétique de spin des électrons ou des noyaux atomiques. Elle se mesure en ampères par mètre ou, parfois, en teslas par μ0.
L'aimantation, habituellement désignée par le symbole (en majuscule), est définie comme la densité volumique de moment magnétique. Autrement dit,
où est le moment magnétique contenu dans le volume élémentaire .
L'aimantation peut aussi se déduire d'une description microscopique : si on modélise le matériau comme une assemblée de dipôles magnétiques discrets ayant chacun un moment magnétique , l'aimantation est donnée par
où désigne la densité numérique des dipôles et la valeur moyenne de leur moment magnétique.
thumb|Lignes de champ autour d'un aimant.
La matière est caractérisée d'un point de vue magnétique par le champ magnétique qu'elle produit et par la façon dont elle répond à un champ magnétique extérieur.
Magnétostatique
La matière aimantée est, avec le courant électrique, l'une des deux façons de produire un champ magnétique statique. L'induction et le champ produits par l'aimantation sont solution des équations
Un aimant permanent produit, à l'extérieur de celui-ci, des lignes de champ magnétique qui sont orientées du pôle nord vers le pôle sud.
thumb|Une boussole est une aiguille aimantée libre de s'orienter dans le champ magnétique terrestre.
Un champ magnétique extérieur est susceptible d'exercer un couple sur l'aimantation. S'il est suffisamment fort, ce couple peut changer l'orientation de l'aimantation, voire conduire à un renversement d'aimantation.
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Spin
Le 'spin' () est, en physique quantique, une des propriétés internes des particules, au même titre que la masse ou la charge électrique. Comme d'autres observables quantiques, sa mesure donne des valeurs discrètes et est soumise au principe d'incertitude. C'est la seule observable quantique qui ne présente pas d'équivalent classique, contrairement, par exemple, à la position, l'impulsion ou l'énergie d'une particule. Il est toutefois souvent assimilé au moment cinétique (cf de cet article, ou Précession de Thomas).
Ferrimagnétisme
vignette|Orientation des moments magnétiques dans deux sous réseaux A et B Le ferrimagnétisme est une propriété magnétique de certains corps solides. Dans un matériau ferrimagnétique, les moments magnétiques sont anti-parallèles mais d'amplitude différente. Il en résulte une aimantation spontanée du matériau. Il se distingue donc à la fois de l'antiferromagnétisme, pour lequel le moment magnétique résultant est nul, et du ferromagnétisme, pour lequel l'aimantation spontanée résulte au niveau microscopique d'un arrangement parallèle des moments magnétiques.
Magnetic scalar potential
Magnetic scalar potential, ψ, is a quantity in classical electromagnetism analogous to electric potential. It is used to specify the magnetic H-field in cases when there are no free currents, in a manner analogous to using the electric potential to determine the electric field in electrostatics. One important use of ψ is to determine the magnetic field due to permanent magnets when their magnetization is known.
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The topics covered by the course are concepts of fluid mechanics, waves, and electromagnetism.
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