Tout-en-un physique MP/MP*

1008 Pages·2014·23.971 MB·French

by  Dunod

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MP MP*
B
ernard Salamito
TOUT-EN-UN M -n
arie oëlle Sanz
F
rançois Vandenbrouck
M
arc tuloup
Physique
tout-en-un
P0I-II-9782100713622.indd 1 01/09/2014 13:12:53
Conception et création de couverture : Atelier 3+
© Dunod, 2014
5 rue Laromiguière, 75005 Paris
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ISBN 978-2-10-071846-7
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Table des matie(cid:18)res
I Mécanique 19
1 Changementsderéférentielsenmécaniqueclassique 21
1 Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.1 Cas de deux référentiels en translation rectiligne l’un par rapport à
l’autre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.2 Cas d’un référentiel en rotation uniforme autour d’un axe fixe par
rapportàunautreréférentiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2 Référentielentranslationrectiligneuniformeparrapportàunautreréférentiel 23
2.1 TransformationdeGalilée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2 Compositiondesvitesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3 Référentielentranslationparrapportàunautreréférentiel . . . . . . . . . . 25
3.1 Présentationdelasituation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2 Compositiondesvitesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.3 Compositiondesaccélérations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4 Référentielenrotationuniformeautourd’unaxefixe parrapportà unautre
référentiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.1 Présentationdelasituation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.2 Compositiondesvitesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.3 Compositiondesaccélérations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5 Notiondepointcoïncident . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.1 Pointcoïncident . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.2 Lienaveclavitesseetl’accélérationd’entraînement . . . . . . . . . 33
6 Complément:cinématiqueclassiqueetrelativiste . . . . . . . . . . . . . . . 34
TABLEDESMATIÈRES
2 Dynamiquedansunréférentielnongaliléen 45
1 Référentielsgaliléens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2 Référentielentranslationaccéléréeparrapportàunréférentielgaliléen . . . 46
2.1 Principefondamentaldeladynamiquedansunréférentielentransla-
tionaccéléréeparrapportàunréférentielgaliléen . . . . . . . . . . . 46
2.2 Autresloisdela dynamiquedansunréférentielentranslationaccé-
léréeparrapportàunréférentielgaliléen . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.3 Exemples d’études dans un référentiel en translation accélérée par
rapportàunréférentielgaliléen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.4 Casd’unréférentielentranslationrectiligneuniformémentaccélérée
parrapportàunréférentielgaliléen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3 Référentielen rotationuniformeautourd’unaxe fixe par rapportà un réfé-
rentielgaliléen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.1 Principefondamentaldeladynamiquedansunréférentielenrotation
autourd’unaxefixeparrapportàunréférentielgaliléen . . . . . . . 54
3.2 Forcesd’inertie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.3 Autresloisdeladynamiquedansunréférentielenrotationuniforme
autourd’unaxefixeparrapportàunréférentielgaliléen . . . . . . . 56
3.4 Énergiepotentielleassociéeàlaforced’inertied’entraînement . . . . 57
3.5 Exemples d’études dans un référentiel en rotation uniforme autour
d’unaxefixeparrapportàunréférentielgaliléen . . . . . . . . . . . 58
4 Les différentsréférentielsclassiques de la mécaniqueet la question de leur
caractèregaliléen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.1 Critèrepourdéterminersiunréférentielestgaliléenounon. . . . . . 63
4.2 Leréférentielterrestre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.3 Leréférentielgéocentrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.4 LeréférentieldeCopernic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3 Loisdufrottementsolide 85
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2 Observationsexpérimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.1 Dispositif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.2 Premièreexpérience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.3 Deuxièmeexpérience. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3 LoisdeCoulombpourlefrottementdeglissement. . . . . . . . . . . . . . . 86
3.1 Modélisation,définitionsetnotations . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.2 LoideCoulombpourlacomposantenormale−→N . . . . . . . . . . . 88
3.3 Loi de Coulomb pour la composantetangentielle −→T dans le cas du
non-glissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2
TABLEDESMATIÈRES
3.4 Loi de Coulomb pour la composantetangentielle −→T dans le cas du
glissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.5 Lescoefficientsdefrottement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.6 Casd’uncontactsansfrottement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
4 Méthodederésolutiond’unproblèmeavecfrottementsolide . . . . . . . . . 90
5 Interprétationsdesobservationsexpérimentales . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.1 Notationsetmiseenéquationgénérale . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.2 Interprétationdelapremièreexpérience . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.3 Interprétationdeladeuxièmeexpérience . . . . . . . . . . . . . . . 92
6 Aspecténergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.1 Puissancedelaforcedecontacts’exerçantsurunsolide . . . . . . . 93
6.2 Puissancetotaledesforcesdecontactentredeuxsolides . . . . . . . 94
II Éléments de traitement du signal 109
4 Signauxpériodiques,filtrage 111
1 Signauxpériodiquesnonsinusoïdaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
1.1 Spectred’unsignalpériodique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
1.2 Significationphysique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2 Actiond’unfiltresurunsignalpériodiquenonsinusoïdal . . . . . . . . . . . 116
2.1 Filtres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
2.2 Effetd’unfiltresurunsignalsinusoïdal . . . . . . . . . . . . . . . . 118
2.3 Effetd’unfiltresurunsignalpériodiquedeformequelconque . . . . 118
2.4 DiagrammedeBodeettypedufiltre . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.5 Compositionspectraledusignaldesortie . . . . . . . . . . . . . . . 121
2.6 Caractèreintégrateuroudérivateurdufiltre . . . . . . . . . . . . . . 121
3 Exemplesdefiltragedesignauxpériodiquesnonsinusoïdaux . . . . . . . . . 123
3.1 Filtraged’uncréneauparunfiltrepasse-basdupremierordre . . . . 123
3.2 Filtrage d’un signal triangulaire par un filtre passe-haut du premier
ordre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.3 Filtrageparunfiltrepasse-bandedudeuxièmeordre . . . . . . . . . 129
4 Générationd’harmoniquesdueàunenon-linéarité. . . . . . . . . . . . . . . 132
4.1 Premièreexemple:redressementd’unetensionsinusoïdale. . . . . . 132
4.2 Deuxièmeexemple:écrêtaged’unsignal . . . . . . . . . . . . . . . 134
4.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
5 Électroniquenumérique 155
1 Échantillonage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
3
TABLEDESMATIÈRES
1.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
1.2 Acquisition,échantillonnage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
1.3 Spectred’unsignaléchantillonné . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
1.4 CritèredeNyquist-Shannon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
1.5 Pratiquedel’analysespectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
2 Filtragenumérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
2.1 Filtrepasse-basdupremierordre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
2.2 Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
2.3 Filtresd’ordresupérieur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
2.4 Générationd’unsignalanalogiqueàpartird’unsignalnumérique . . 171
III Optique 179
6 Modèlescalairedesondeslumineuses 181
1 Lemodèlescalairedelalumière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
1.1 Naturedel’ondelumineuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
1.2 Lavibrationlumineuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
1.3 Éclairementetintensitévibratoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
2 Lumièremonochromatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
2.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
2.2 Domainevisible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
2.3 Notationcomplexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
2.4 Expressiondel’éclairement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
3 Cheminoptique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
3.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
3.2 Calculpratiqueducheminoptique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
3.3 Cheminoptiqueetretarddephase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
3.4 Surfaced’onde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
3.5 ThéorèmedeMalus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
3.6 Égalitédescheminsoptiquesentrepointsconjugués . . . . . . . . . 190
4 Ondesphérique,ondeplane. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
4.1 Ondesphérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
4.2 Ondeplane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
4.3 Effetd’unelentillemincedansl’approximationdeGauss . . . . . . . 194
5 Lumièresréelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.1 Compositionspectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.2 Sourcesdelumièreblanche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
4
TABLEDESMATIÈRES
5.3 Lampesspectrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
5.4 Faisceauxlasers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6 Trainsd’ondes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.1 Lalargeurdesraiesspectrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.2 Interprétation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
6.3 Longueurdecohérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
6.4 Modèledestrainsd’ondesaléatoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
7 Interférencesde2ondeslumineuses 213
1 Interférenceslumineuses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
2 Intensitévibratoirerésultante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
2.1 Termed’interférences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
2.2 Notiond’ondescohérentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
3 FormuledeFresnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
3.1 Énoncé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
3.2 Interprétationphysique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
3.3 Différencedemarcheetordred’interférences . . . . . . . . . . . . . 218
4 Figured’interférences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
4.1 Champd’interférences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
4.2 Frangesd’interférences. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
4.3 Contraste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
5 Retoursurlanotiondecohérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
5.1 Casdedeuxsourcesdistinctes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
5.2 Casdedeuxsourcesmutuellementcohérentes . . . . . . . . . . . . . 222
8 Dispositifinterférentielpardivisiondufrontd’onde:lestrousd’Young 227
1 Ledispositifdestrousd’Young . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
1.1 Présentationdudispositif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
1.2 Notiondedispositifinterférentielàdivisiondufrontd’onde . . . . . 228
1.3 Descriptionduchampd’interférences . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
1.4 Généralisation à d’autres dispositifs interférentiels par division du
frontd’onde. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
1.5 MontagedeFraunhofer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
2 Modificationsdudispositif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
2.1 Influencedudéplacementdelasourceponctuelle . . . . . . . . . . . 236
2.2 Influencedelalargeurspectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
2.3 Éclairageenlumièreblanche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
2.4 Complément:influenced’unelameàfacesparallèles . . . . . . . . . 246
5
TABLEDESMATIÈRES
9 L’interféromètredeMichelson 263
1 L’interféromètredeMichelson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
1.1 Présentationdudispositif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
1.2 Lesdeuxvoiesdel’interféromètre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
1.3 Ledispositifséparateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
1.4 Schémadeprincipedel’interféromètre . . . . . . . . . . . . . . . . 265
2 Configurationdelalamed’airéclairéeparunesourceétendue . . . . . . . . 266
2.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
2.2 Observationdesfranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
2.3 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
3 Configurationducoind’airéclairéparunesourceétendue . . . . . . . . . . 278
3.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
3.2 Observationdesfranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
3.3 Application:détectiondesdéfautsd’unelamedeverre . . . . . . . . 281
10 InterférencesdeN ondescohérentes 295
1 SuperpositiondeN ondeslumineuses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
1.1 Expressiondelavibrationlumineuserésultante . . . . . . . . . . . . 295
1.2 Intensitévibratoirerésultante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
1.3 Maximaprincipauxd’intensité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
1.4 Interprétationàl’aidedelareprésentationdeFresnel . . . . . . . . . 299
2 Réseauxdediffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
2.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
2.2 Diffractionparunréseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
2.3 Formulefondamentaledesréseaux. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
2.4 Principeduspectromètreàréseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
IV Électromagnétisme 317
11 Champélectrostatique 319
1 Chargeélectrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
1.1 Rappels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
1.2 Chargesponctuelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
1.3 Distributionscontinuesdecharges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
2 Champcrééparunechargeponctuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
2.1 LoideCoulomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
2.2 Champélectrostatiquecrééparunechargeponctuelle . . . . . . . . . 323
6
TABLEDESMATIÈRES
3 Champcrééparunedistributiondecharges . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
3.1 Principedesuperposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
3.2 Champcrééparunedistributiondiscrètedechargesponctuelles . . . 324
3.3 Champcrééparunedistributioncontinuedecharges . . . . . . . . . 325
4 Propriétésdesymétrie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
4.1 Symétriesusuellesdesdistributionsdecharges . . . . . . . . . . . . 326
4.2 Symétriesduchamp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
5 Circulationduchampélectrostatique,potentielélectrostatique . . . . . . . . 333
5.1 Circulationd’unchampdevecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
5.2 Potentielélectrostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
5.3 Lienentrelechampetlepotentielélectrostatiques . . . . . . . . . . 336
5.4 Propriétésdesymétriedupotentiel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
5.5 Énergiepotentielled’unechargeplacéedansunchampextérieur . . . 338
6 Fluxduchampélectrostatique-ThéorèmedeGauss . . . . . . . . . . . . . . 338
6.1 Fluxd’unchampdevecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
6.2 ThéorèmedeGauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
7 Topographieduchampélectrostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
7.1 Lignesdechampetéquipotentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
7.2 Propriétésdeslignesdechampélectrostatiqueetdeséquipotentielles 341
7.3 Quelquesexemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
8 Analogieaveclechampgravitationnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
8.1 Interactiongravitationnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
8.2 Champdegravitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
8.3 Propriétésduchampdegravitation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
12 Exemplesdechampsélectrostatiques 365
1 Méthodesd’étudedeschampsetdespotentiels . . . . . . . . . . . . . . . . 365
2 Exempledeproblèmeàsymétriesphérique:sphèreuniformémentchargée. . 366
2.1 Étudedessymétries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
2.2 ApplicationduthéorèmedeGauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
2.3 Champetpotentielcréésparlasphère. . . . . . . . . . . . . . . . . 368
3 Exempledeproblèmeàsymétriecylindrique:cylindreuniformémentchargé 370
3.1 Étudedessymétries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
3.2 ApplicationduthéorèmedeGauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
3.3 Champetpotentielélectrostatiquescréésparlecylindre . . . . . . . 371
4 Exemplesdeproblèmesàsymétrieplane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
4.1 Étudedessymétries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
4.2 CalculduchampparlethéorèmedeGauss . . . . . . . . . . . . . . 373
7
TABLEDESMATIÈRES
4.3 Expressiondupotentiel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
4.4 Modélisationsurfacique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
4.5 Applicationaucondensateurplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
13 Dipôleélectrostatique 395
1 Potentieletchampcréés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
1.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
1.2 Dipôleélectrostatique,approximationdipolaire . . . . . . . . . . . . 395
1.3 Momentdipolaire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
1.4 Potentielcrééparundipôleélectrostatique . . . . . . . . . . . . . . 397
1.5 Champcrééparundipôleélectrostatique . . . . . . . . . . . . . . . 398
1.6 Topographieduchamp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
1.7 Applicationauxmoléculespolaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
2 Actiond’unchampextérieursurundipôle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
2.1 Casd’unchampuniforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
2.2 Casd’unchampnonuniforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
2.3 Énergiepotentielled’undipôlerigidedansunchampélectrostatique
extérieur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
14 Champmagnétostatique 415
1 Courantélectrique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
1.1 Vecteurdensitédecourant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
1.2 Intensitétraversantunesurfaceorientée . . . . . . . . . . . . . . . . 417
1.3 Distributionsfiliformes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
2 Propriétésglobalesduchampmagnétostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
2.1 Fluxduchampmagnétostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
2.2 Circulationduchampmagnétostatique-Théorèmed’Ampère . . . . 418
3 Symétriesetinvariancesduchampmagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . 419
3.1 Symétriesetinvariancesusuellesdesdistributionsdecourants . . . . 419
3.2 Symétriesduchampmagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
4 Topographieduchampmagnétostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
4.1 Propriétésdeslignesdechampduchampmagnétostatique . . . . . . 425
4.2 Commentdistinguerunecarte de champélectrostatiqued’unecarte
dechampmagnétostatique? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
4.3 Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
5 Exemplesdecalculsdechampmagnétostatique . . . . . . . . . . . . . . . . 428
5.1 Commentappliquerlethéorèmed’Ampère? . . . . . . . . . . . . . 428
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