COUPLAGE (en science PHYSIQUE)

-couplage

Un couplage est l’association interactive de 2 grandeurs, concernant leurs liaisons (ou énergétiques, ou d'oscillateurs, ou électroniques ou autres....)

COUPLAGE d'INTERACTION

On utilise la loi de Newton-Coulomb, pour exprimer la force d'interaction entre 2 charges induites.

Mais cette loi, sous sa forme ancestrale, ne tient pas compte des interactions entre les particules élémentaires constituant elles-mêmes lesdites charges (par exemplequarks, antiquarks)

Il y a donc lieu d'en tenir compte en insérant (en y couplant) la somme des nouvelles micro-forces qui en découlent.

Donc la loi de Newton doit s'écrire (en version nouvelle) avec l’insertion d’un coefficient de couplage

(1 + α ) où α est la constante de couplage

= [X1.X2].∏.(1 + α)] / Ω.l1²

F(N)= force d'interaction

X1 et 2sont 2 charges induitesde même nature qui interagissent (ce sont des masses, ou des impulsions, ou des charges électriques ou des masses magnétiques)

∏ est le facteur (ou coefficient) de milieu, c’est à dire une caractéristique (dimensionnelle) du vide (le milieu universel) où s'effectue l’interaction

Ω(sr) est l'angle solide à l’intérieur duquel on opère et c’est en général l’espace entier (4 pi sr)

l1(m)= distance entre les entités-charges induites globales

l2 (m)= distance maximale d’interaction entre leurs constituants (les particules constitutives)

Chaque interaction fondamentale a une constante de couplage spécifique (mais il faut bien dire qu'aucune d’entre elles n'est "constante" -malgré le nom- car chacune varie en fonction de la portée d’interaction et de la taille des particules constitutives des charges induites).

Les valeurs des constantes de couplage vont de # 10-1 à 10-40

 

COUPLAGE en CHIMIE

Le couplage chimique est le nombre de liaisons entre nucléons.

Son symbole est usuellement nJ ( nombre de liaisons)

 

COUPLAGE en SPECTROGRAPHIE

Le couplage est ici celui exprimant la correspondance entre certaines raies spectrales

On définit aussi (par regrettable synonymie) une "constante de couplage" dans ce cas, qui n'a bien sûr rien à voir avec les constantes de couplage d'interactions vues ci-dessus

C’est en fait une constante spectrale de couplage (exprimée en Hertz) exprimant l'espacement entre des raies (pics) apparaissant dans le spectre des nucléons

 

COUPLAGE EN ÉLECTRICITÉ

-le coefficient de couplage (pour hautes fréquences) est un rapport (sans dimension)

exprimant un comparatif d’inductances. C’est  /(L1.L2)1/2

L(H)= coefficient d’induction mutuelle

L1,L2(H)= coefficients d’auto-induction des 2 circuits

 

COUPLAGE de SYSTÈMES d'ONDES

Un couplage est ici une liaison mécanique fluctuante entre divers oscillateurs (Ex: 2 pendules ou 2 ressorts reliés par un autre ressort, ou aussi un gyroscope)

Les modes propres sont les caractéristiques de leurs diverses possibilités d’osciller (type de phase, type de direction...)

 

COUPLAGE pour une FIBRE

On utilise la notion de coefficient de couplage, qui esten fait le coefficient de transmittance yt

Il vaut Pt/ Pi  où Pt = puissance transmise par un système optique à l’entrée de la fibre et

Pi = puissance incidente totale de la source lumineuse

L’efficacité du couplage pour une fibre est (lf/ ls)².(θe/ θr

avec lf et ls(m)= diamètres d’ouverture de la fibre(f) et de la source(s)

θe et θr(rad)= angles respectifs

Les valeurs de cette efficacité sont maximales pour un laser (donc = 1)

et pour d’autres sources lumineuses, tombent à des valeurs bien inférieures (10-1 à 10-8)

Elles sont d’autant plus faibles que le diamètre de la fibre est plus petit

 

COUPLAGES pour PARTICULES

Il y a couplage des moments (gravitationnel et électromagnétique)

μ' = M/ αé

avec μ'(J/T-sr)= magnéton

Mg (A-m²)= moment magnétique total de la particule

αé(rad)= constante de structure fine

De même que le moment cinétique global Mcg est la résultante d’un Mco(orbital) et d’un Mci (intrinsèque), le moment magnétique global Mest la résultante d’un Mgo orbital et d’un Mgi intrinsèque

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