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Électricité - Magnétisme

Électricité - Magnétisme

 

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Le fait que certains corps, après avoir été frottés, paraissent attirer d'autres corps, était connu des anciens. Dans les temps modernes, on a observé une grande variété d'autres phénomènes que l'on a reconnus se rattacher à ces phénomènes d'attraction ; on les a classés sous le nom de phénomènes électriques, l'ambre étant la substance à propos de laquelle ils ont été décrits pour la première fois.
On sait aussi depuis longtemps que d'autres corps, en particulier la pierre d'aimant et des morceaux de fer et d'acier qui ont été soumis à certaines opérations, donnent lieu à des phénomènes d'action à distance. On a reconnu que ces phénomènes, et d'autres qui en dépendent, diffèrent des phénomènes électriques ; on les a classés sous le nom de phénomènes magnétiques, la pierre d'aimant ayant été trouvée auprès de Magnésie de Thessalie.
Depuis, on a reconnu qu'il existe une relation entre ces deux classes de phénomènes ; et les relations entre les divers phénomènes de ces deux classes, pour autant qu'elles sont connues, constituent la science de l'Électromagnétisme.

James Clerk MAXWELL, Traité d'Électricité et de Magnétisme, t. I, 1885 et t. II, 1887

 

 



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L'étude expérimentale par laquelle Ampère a établi les lois de l'action mécanique qui s'exerce entre les courants électriques constitue un des plus brillants exploits de la Science.
Il semble que cet ensemble de théorie et d'expérience ait jailli dans toute sa puissance, avec toutes ses armes, du cerveau du Newton de l'électricité. La forme en est parfaite, la rigueur inattaquable, et le tout se résume en une formule d'où peuvent se déduire tous les phénomènes et qui devra toujours rester la formule fondamentale de l'Électrodynamique.
Extrait de James Clerk MAXWELL, Traité d'électricité et de magnétisme, t. II, 1887, p. 204

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Le beau traité d'électricité théorique de Richard Becker, n'a guère besoin d'être recommandé au public ; sa réputation est déjà faite, et à juste titre. Cet ouvrage présente l'exposé détaillé et méthodique de la théorie électromagnétique classique, sous son aspect microscopique. Le succès et la valeur de cette théorie proviennent de ce qu'elle permet de rattacher tous les phénomènes macroscopiques aux propriétés des structures électroniques qui constituent les corps matériels. C'est une étape très importante dans l'œuvre de classement et de simplification qui caractérise la physique moderne ; et l'on ne peut parler de cette belle construction de l'esprit sans évoquer les noms de Lorentz et d'Einstein, qui ont largement contribué à son édification.
Léon BRILLOUIN, Préface

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J'ai appris plusieurs fois de sources très diverses que les Mémoires que j'ai publié successivement depuis 1850, surtout dans les Annales de physique et de chimie de Poggendorff, sur la théorie mécanique de la chaleur, ne sont pas à la portée de tous ceux qui désirent les lire ; le goût de cette science s'est en effet fort répandu dans ces dernières années, même dans des centres qui n'ont pas à leur disposition des journaux de physique. J'ai donc cru utile de faire paraître ces Mémoires en un volume séparé. J'ai cherché en même temps à parer à quelques autres inconvénients qui empêchaient d'en tirer tout le fruit possible.
Les Mémoires que j'ai écrits sur la théorie mécanique de la chaleur sont de différentes espèces. Les uns ont pour objet de développer la théorie générale, et de l'appliquer aux propriétés des corps qui sont habituellement traitées dans la théorie de la chaleur.
D'autres sont relatifs à l'application de la théorie mécanique de la chaleur à l'électricité. Ils renferment l'analyse de certains phénomènes électriques, et forment un groupe à part dont l'étude n'est pas nécessaire pour l'intelligence des premiers.
D'autres enfin se rapportent aux idées que je me suis faites des mouvements moléculaires auxquels nous avons donné le nom de chaleur. Ces idées ne sont pas nécessairement liées à la théorie générale, qui ne repose que sur quelques principes que l'on peut admettre sans adopter une opinion déterminée sur la nature des mouvements moléculaires. J'ai donc entièrement séparé la théorie générale de la considération de ces mouvements moléculaires.
Les Mémoires qui appartiennent à ces trois groupes n'ont pas paru dans l'ordre que je viens d'indiquer ; par des raisons qui tenaient soit à la marche de mes travaux, soit à des circonstances extérieures, j'ai souvent changé, pour la publication, entre les différents groupes. De là résulte cet inconvénient que le lecteur qui ne voudrait apprendre qu'une théorie aussi indépendante que possible d'hypothèses ne sait pas d'avance quels sont les Mémoires dont il a besoin, quels sont ceux qui lui sont inutiles dans ce but. J'ai remédié à cet inconvénient en établissant la division de mes Mémoires en trois groupes, telle que je viens de l'exposer.
La présente collection renferme les Mémoires qui appartiennent au premier de ces groupes, c'est à dire ceux dans lesquels la théorie mécanique de la chaleur est déduite de certains principes simples, et appliquée à une série de phénomènes relatif à la chaleur. J'y ai fait entrer aussi l'application de cette théorie aux machines à vapeur, parce qu'elle se relie aisément aux développements de cette théorie, surtout à ceux qui concernent les vapeurs.
J'ai l'intention de publier par la suite les autres Mémoires, ceux qui se rapportent à l'électricité, et ceux dans lesquels j'expose mes idées sur les mouvements moléculaires.
Rudolph CLAUSIUS, Préface de la Partie I

53,00 *
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The publication of these lectures, which I delivered in Columbia University in the spring of 1906, has been unduly delayed, chiefly on account of my wish to give some further development to the subject so as to present it in a connected and fairly complete form; for this reason I have not refrained from making numerous additions. Nevertheless there are several highly interesting questions, more or less belonging to the theory of electrons, which I could but slightly touch upon. I could no more than allude in a note to Voigt's Treatise on magneto-optical phenomena, and neither Planck's views on radiation, nor Einstein's principle of relativity have received an adequate treatment.
In one other respect this book will, I fear, be found very deficient. No space could be spared for a discussion of the different ways in which the fundamental principles may be established, so that, for instance, there was no opportunity to mention the important share that has been taken in the development of the theory by Larmor and Wiechert.
Hendrik-Antoon LORENTZ, Preface

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Au moment où les expériences de Fresnel forçaient tous les savants à admettre que la lumière est due aux vibrations d'un fluide très subtil, remplissant les espaces interplanétaires, les travaux d'Ampère faisaient connaître les lois des actions mutuelles des courants et fondaient l'Électrodynamique.
On n'avait qu'un pas à faire pour supposer que ce même fluide, l'éther, qui est la cause des phénomènes lumineux, est en même temps le véhicule des actions électriques : ce pas, l'imagination d'Ampère le fit ; mais l'illustre physicien, en énonçant cette séduisante hypothèse, ne prévoyait sans doute pas qu'elle dut si vite prendre une forme plus précise et recevoir un commencement de confirmation.
Ce ne fut là pourtant qu'un rêve sans consistance jusqu'au jour où les mesures électriques mirent en évidence un fait inattendu.
Le rapport de « l'unité absolue électrostatique » à « l'unité absolue électrodynamique » est mesuré par une vitesse. Maxwell imagina plusieurs méthodes pour obtenir la valeur de cette vitesse. Les résultats auxquels il parvint, oscillèrent autour de 300.000 km par seconde, c'est à dire la vitesse même de la lumière.
Les observations devinrent bientôt assez précises pour qu'on ne pût songer à attribuer cette concordance au hasard. On ne pouvait donc douter qu'il y eût certains rapports intimes entre les phénomènes optiques et les phénomènes électriques. Mais la nature de ces rapports nous échapperaient peut-être encore si le génie de Maxwell ne l'avait devinée.
Cette coïncidence inattendue pouvait s'interpréter de la façon suivante. Le long d'un fil, conducteur parfait, une perturbation électrique se propage avec la vitesse de la lumière. Les calculs de Kirchhoff, fondés sur l'ancienne Électrodynamique conduisaient à ce résultat.
Mais ce n'est pas le long d'un fil métallique que la lumière se propage, c'est à travers les corps transparents, à travers l'air, à travers le vide. Une pareille propagation n'était nullement prévue par l'ancienne Électrodynamique.
Pour pouvoir tirer l'Optique des théories électrodynamiques alors en faveur, il fallait modifier profondément ces dernières, sans qu'elles cessent de rendre compte de tous les faits connus. C'est ce qu'a fait Maxwell.
Henri POINCARÉ, La théorie de Maxwell et les oscillations hertziennes, 3e éd., 1907

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ARTICLES :

Vol. I - Thermodynamique
V-1 : LA MESURE
C. Runge - Ch. Ed. Guillaume

Vol. II - Physique moléculaire
V-6 : HISTOIRE DES CONCEPTIONS FONDAMENTALES DE L'ATOMISTIQUE EN CHIMIE
F. W. Hinrichsen - M. Joly - J. Roux

V-7 : STÉRÉOCHIMIE
L. Mamlock - J. Roux

V-7a : CONSIDÉRATIONS SUR LES POIDS ATOMIQUES
E. Study - J. Roux

V-8 : CRISTALLOGRAPHIE *
Th. Liebisch - F. Wallerant

Vol. III - Principes physiques de l'Électricité
V-14 : ACTIONS A DISTANCE
R. Reiff - A. Sommerfeld - E. Rothé

Vol. IV - Principes physiques de l'Optique
V-17 : ANCIENNES THÉORIES DE L'OPTIQUE
A. Wangerin - C. Raveau

* La fin de l'article n'a pas été publiée en raison de la guerre

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Comme, de toutes les lois de la physique, aucune n'est aussi universelle et en même temps aussi claire que le principe de l'énergie, j'ai une fois de plus placé ce principe au premier plan. Cela a entraîné l'avantage supplémentaire que l'introduction des divers systèmes d'unités électriques et magnétiques, qui se basent tous sur le principe de l'énergie, est venue d'elle-même. C'est aussi dans l'intérêt de l'intuitivité qu'on a insisté sur les analogies formelles des vecteurs électrique et magnétique, malgré que celles-ci soient d'une nature plutôt artificielle et ne correspondent au fond, tout comme les analogies entre la translation et la rotation, qu'à cette circonstance en quelque sorte accidentelle que notre espace possède justement trois dimensions. Mais de même qu'il est certain que ces analogies ont joué, dans le développement historique de la théorie de Maxwell, un rôle de premier plan, de même on ne peut pas méconnaître qu'elle ne soit, aujourd'hui encore, très commode pour l'introduction dans la théorie et qu'elle fournit dans chaque cas d'utiles règles mnémotechniques. A cela est lié le fait que j'ai utilisé partout le système d'unités dit de Gauss, qui se distingue, parmi les systèmes rationnels ordinairement utilisés dans la littérature théorique, par une parenté plus grande avec les systèmes pratiques. On trouvera à la fin de l'ouvrage un tableau synoptique des divers systèmes et des relations entre les valeurs numériques de certaines grandeurs mesurées dans ces systèmes.
Max PLANCK, Préface à la première édition, 1922

 

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De nombreuses expériences ont été faites dans ces dernières années sur les oscillations électriques.
Hertz entreprit les siennes pour vérifier la théorie de Maxwell, à l'occasion d'une question mise au concours par l'Académie de Berlin. Il s'agissait de mettre en évidence l'action électrodynamique des variations d'un champ électrique. Hertz fit d'abord usage des décharges d'une bouteille de Leyde ou d'une bobine de Ruhmkorff, mais il s"aperçut bientôt qu'il était nécessaire d'avoir recours à des oscillations plus rapides. Certains appareils de démonstration, qu'il eut l'occasion de voir à Karlsruhe, le frappèrent et le conduisirent à modifier heureusement les dispositions expérimentales. Ainsi la théorie de Maxwell, d'une part, une particularité expérimentale observée par Hertz, d'autre part, voila le point de départ des expériences de Hertz.
Henri POINCARÉIntroduction

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SOMMAIRE
1 - Les théories de Maxwell et la théorie électromagnétique de la lumière.
2 - Théories électrodynamiques d'Ampère, Weber, Helmholtz.
3 - Nouvelles théories électrodynamiques. Théories de Hertz et de Lorentz.
4 - A propos de la théorie de Larmor.

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Il paraît bien naturel que Henri Poincaré, mathématicien de génie, ait fait réaliser de grands progrès aux méthodes de la Physique mathématique et à l'étude des équations qu'elle utilise. Mais, en joignant l'intuition physique à la rigueur abstraite, il a su aussi, fait assez rare chez les grands géomètres, faire réaliser de véritables progrès aux théories physiques de son époque en leur apportant des conceptions et des résultats nouveaux. Il a même réussi parfois à apporter une aide efficace aux techniciens.
Comme celles qu'il avait effectuées dans d'autres branches de la Science ou en philosophie scientifique, l'Œuvre de Poincaré en Physique mathématique et théorique restera un monument d'une impérissable grandeur.
Louis de BROGLIE, Préface du tome 9

 

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