Coulomb (loi de)

La loi de Coulomb est la loi de Newton appliquée à l'électromagnétisme

En infiniment petit, cette interaction a 2 composantes:

l'une -due aux photons- sur la partie électrique des charges Q, dite interaction Q.E.D

-l'autre grâce aux bosons de Higgs, W+ et W- et Zi (courant neutre) sur la partie magnétique des charges K, dite interaction faible

 

LOI de COULOMB-NEWTON en électricité (QED)

Cette loi a la même forme qu'en gravitation, toutefois les charges de même polarité se repoussent

F = Q1.Q2.ζ’.(1 + αé) / Ω.l²      ou   F = Q1.Q2.(1 + αé) /ε.Ω.l²

F(N)= force d'attraction entre 2 charges électriques induites

Q1et Q2(C) = charges électriques baignant dans un milieu de constante diélectrique ε (F/sr) et d'inductivité ζ’(sr/F) 

Ω(sr)= angle solide dans lequel s’effectue l’interaction (en général l’espace entier, soit 4 pi sr pour un système d’unités qui a comme unité d’angle le stéradian)

l(m)= distance entre Q1 et Q2

αé ,dite de structure fine, est la constante de couplage de l'interaction Q.E.D et

vaut (# 1/137  ou  0,00729735253)

αé tient compte des interactions des particules ultimes élémentaires constitutives chargées, entre elles (par exemple, si les Q sont portées par des ions, il faut tenir compte aussi de l'interaction des particles constitutives de ces ions, telles électrons et protons)

Remarque sur les unités : si l'on exprime la formule de Coulomb en système d'unités S.I.+, chacune des 2 charges Q vaut 1 Coulomb et elles sont placées à 1 mètre l'une de l'autre dans le vide (où ε = 8,854187817.10-12 F/ m),

donc la force F vaut >>> 1x1x (#1) / (8,9.10-12 x 12,56 x 1²) soit # 9.109 Newtons ( # 9.108 kilogramme-poids) ce qui est énorme et qui montre combien le Coulomb est une unité trop forte en pratique

 

Version ancestrale de la loi de Coulomb-Newton

Avant la découverte de la constante de couplage, la loi s'écrivait >>>

F = Q1.Q2.ζ’ / Ω.l²       ou   F = Q1.Q2 / ε.Ω.l²

avec mêmes symboles qu'au-dessus

 

LOI de COULOMB-NEWTON en magnétisme (force faible)

Cette interaction se manifeste entre 2 masses magnétiques ampèriennes induites K, sous l’action des bosons-véhicules W+ ,W - et Z° qui sont les pilotes du champ inducteur magnétique envers les particules chargées (leptons, baryons, mésons).

La force qui en découle est répulsive pour une distance inférieure à 2.10-18 mètre

S'il existe une telle distance limite, c'est à cause des particules virtuelles qui apparaissent et disparaissent en permanence, mais dont la distance de fluctuation est du même ordre (inférieure à h / m.c   soit # de 10-18 m)

L'interaction ici concerne surtout la radioactivité β et on est dans la zone des particules de 10-8 J (100 GeV)

La loi de Newton-Coulomb pour la force faible (concernant K) est

Ff = K1.K2.μ.(1 + αf) / l1².Ω

où Ff(N)= force dite faible créée par le truchement des bosons-véhicules W et Z0

K1(A-m)= masse magnétique ampèrienne (ou pôle) exerçant une force répulsive F(N) sur une autre masse K2 de même nature, située à une distance l1(m)

μ(H-sr/m)= perméabilité magnétique ambiante

l2(m)= distance d’interaction (ici de l’ordre de 10-18 m. pour force faible) entre les particules chargées constitutives

La constante de couplage αf pour cette force faible est égale à # 6.10-15 (elle est à peine variable avec l’énergie d’interaction)

Ω(sr)= angle solide dans lequel se transmet l’interaction (en général W est l’espace entier, soit 4∏ sr pour les systèmes d’unités qui, comme le S.I.+, ont comme unité d’angle le stéradian)