Transformations de Lorentz du champ électromagnétique
Résumé
Les transformations de Lorentz du champ électromagnétique permettent de déterminer ce que devient le couple champ électrique - magnétique quand on passe d'un référentiel inertiel à un autre sans avoir à résoudre (à nouveau) les équations de Maxwell pour les déterminer.
Les mesures réalisées par un observateur dépendent du référentiel depuis lequel elles sont réalisées. Par exemple, la vitesse d'un corps varie suivant le référentiel dans lequel on la mesure : la vitesse d'un bateau mesurée par rapport à la berge est différente de celle mesurée par rapport à l'eau du fleuve dans lequel il se déplace.
Certaines grandeurs sont indépendantes du référentiel dans lequel on les mesure. Par exemple, quand on passe d'un référentiel galiléen à un autre référentiel galiléen, l'accélération est une grandeur dont la mesure est conservée.
Selon les principes de la relativité galiléenne, les lois de Newton sont telles que la mesure d'une force doit être invariante d'un référentiel galiléen à un autre. En mécanique classique (ou newtonienne), on dit que les lois physiques doivent être covariantes par transformation galiléenne. En d'autres mots, il faut que les forces qu'on peut déduire de ces lois aient la même expression dans tout référentiel galiléen.
Suivant ce principe, l'expression de la force électromagnétique :
est donc invariante à la suite de ce passage de référentiel.
Étant donné que l'expression fait intervenir la vitesse , qui n'est pas invariante mais que l'expression de la force doit rester invariante, on en déduit que :
et ne peuvent être invariants.
En conséquence, la valeur qu'un observateur doit donner aux champs électrique et magnétique dépend du référentiel galiléen où ils sont mesurés.
Soit :
un référentiel dans lequel on mesure et
un référentiel dans lequel on mesure et
la vitesse de mesurée dans .
On a :
{| border=1 cellpadding=10 style="border-collapse:collapse"
|-----
| bgcolor="#fff8ff" |
|}
Considérons un électron se déplaçant avec une vitesse v dirigée suivant x dans une zone où existe un champ d'induction magnétique vertical uniforme :
et cherchons à déterminer la force électromagnétique appliquée sur lui respectivement dans le référentiel du laboratoire et dans un référentiel qui lui est lié.
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
On désigne sous le nom d'expérience de Fizeau l'une des trois expériences mémorables destinées à mesurer la vitesse de la lumière. Sans autre précision, elle désigne la première, effectuée en 1849 par le physicien français Hippolyte Fizeau, et qui donne la première mesure terrestre de la vitesse de la lumière. Il utilise pour cela son appareil, appelé l'appareil de Fizeau et la méthode dite de la roue dentée.
The covariant formulation of classical electromagnetism refers to ways of writing the laws of classical electromagnetism (in particular, Maxwell's equations and the Lorentz force) in a form that is manifestly invariant under Lorentz transformations, in the formalism of special relativity using rectilinear inertial coordinate systems. These expressions both make it simple to prove that the laws of classical electromagnetism take the same form in any inertial coordinate system, and also provide a way to translate the fields and forces from one frame to another.
A hallmark of Albert Einstein's career was his use of visualized thought experiments (Gedankenexperiment) as a fundamental tool for understanding physical issues and for elucidating his concepts to others. Einstein's thought experiments took diverse forms. In his youth, he mentally chased beams of light. For special relativity, he employed moving trains and flashes of lightning to explain his most penetrating insights. For general relativity, he considered a person falling off a roof, accelerating elevators, blind beetles crawling on curved surfaces and the like.
The European DEMOnstration Fusion Power Plant (EU-DEMO) is being designed as an intermediary stage between the ITER experimental reactor and future commercial fusion power plants. The EU-DEMO is based on the tokamak concept with a fully superconducting mag ...
The aim of this thesis is to investigate the mechanical and thermal behaviour of HTS coated conductor cables for EUROfusion DEMO magnets.One of the issue in large HTS magnets is the safety against a quench. A quench is a sudden thermal runway in which the ...
We investigate the collective dynamics of self-propelled droplets, confined in a one-dimensional microfluidic channel. On the one hand, neighboring droplets align and form large trains of droplets moving in the same direction. On the other hand, the drople ...
Explore les transformations de Lorentz, les limites galiléennes, la vitesse de la lumière, les diagnostics plasma et le comportement des gaz à haute température.