pôle magnétique

Un pôle magnétique (ou masse magnétique ampérienne) n'existe pas en solo (il aurait toutefois été récemment découvert dans des ions cristallins qui auraient des anomalies de moments de spins et il serait porté par une masse < 10-11 kg)

On considère donc 2 charges magnétiques proches (masses magnétiques ampériennes(induites) K1 et 2 qui forment un dipôle)

Equation aux dimensions : L.I        Symbole : K         

Unité S.I.+ : l’Ampère-mètre (A-m)

 

LOI de COULOMB-NEWTON

K1.K2 = F.l².Ω / μ

avec K1(A-m)= masse magnétique ampérienne exerçant une force de répulsion F sur une autre masse K2 de même nature, située à une distance l(m)

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

Ω(sr)= angle solide dans lequel se transmet l'interaction (en général l’espace entier, soit 4∏ sr pour un système d’unités qui, comme S.I.+, a comme unité d’angle le stéradian)

Formule générale: il n'y a pas de pôle magnétique isolé

Mais on l'assimile à un petit circuit électrique, qui a les mêmes effets, d'où:   

K = H.Ω.l²     ou   K = l.i

avec (l.i)(A-m)= circuit (l.i) équivalent d'un pôle magnétique K

H(A/m-sr)= champ d'excitation magnétique, créé en un point O par (l.i) 

i(A)= intensité parcourant le circuit

l(m)= distance du circuit à O

Ω(sr)= angle solide dans lequel se transmet l'interaction entre le circuit et O



DIPÔLE

Un dipôle est une combinaison de 2 pôles opposés, situés à faible distance l'un de l'autre

Le dipôle magnétique = ensemble de 2 charges magnétiques induites opposées K sises à faible distance

 

CHAMP CRÉANT un DIPÔLE MAGNÉTIQUE

E = (3lr.Mm – lr².Mé) / Ω.ε.lr5

avec E(V/m)= champ d’induction électrique sur une sphère de rayon lr(m)

K(A-m)= masse magnétique d’un dipôle placé sur la sphère

Mm(C-m²)= moment électromagnétique

Mé(C-m)= moment électrique ampérien

ε(F/m-sr)= constante diélectrique ambiante

Ω(sr)= angle solide où s’exerce le champ (ici l’espace entier, soit 4∏ stéradians, unités S.I.+)

 

PÔLE MAGNÉTIQUE TERRESTRE

C'est un point de la surface terrestre où sortent les effets magnétiques des rotations du noyau central de la Terre.

Le pôle boréal est dit pôle nord, bien qu'il attire vers lui l'aiguille "nord" d'un aimant (alors que cela devrait être le contraire...)

Il est situé à la latitude 84° Nord et à la longitude 121° West, mais il bouge de plusieurs dizaines de km chaque année

Les effets magnétiques qu'il engendre à l'extérieur de la surface terrestre se font sentir en altitude sur plus de 1000 km (magnétosphère)

Le champ d'induction terrestre B (du noyau) est # 1 Tesla et il crée en surface un champ induit H d'environ 2 à 7.10-5A/m-sr selon le lieu

La déclinaison (l'angle entre la direction du nord magnétique et celle du nord géographique) est d'environ 2° ouest (en France métropolitaine)

L’inclinaison de ce champ est l’angle entre la direction de H avec l’horizontale du lieu

 

Attention aux terminologies:

Le champ magnétique inducteur (centre de la Terre) est B, exprimé en Tesla

Le champ mesuré sur le sol (ou aux pôles) est le champ magnétique induit (ou d'excitation) H, exprimé en Ampère par mètre-stéradian (A/m-sr)

Le FLUX de ce champ induit (champ x surface) est B', exprimé en Ampère-mètre par stéradian (A-m/sr) - et bien sûr quand on parle de la densité de ce FLUX, c'est le champ  H 

L'aimantation  M (ou densité superficielle de pôle) est tout le champ inclus dans un angle solide et est exprimée en Ampère par mètre (A/m)

 

CAS du MONDE des PARTICULES

La loi de Newton-Coulomb devient la loi de la force faible (avec insertion d'une constante de couplage)

Ff = K1.K2.μ.(1+ αf) / l².Ω

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

K1 et 2(A-m)= masses magnétiques ampèriennes de 2 pôles distants de l1(m)

l1(m)= distance entre K1 et K2

l2(m)= distance d’interaction (ici de l’ordre de 10-15 m. pour force faible)

μ(m-kg-sr/s²-A²)= perméabilité ambiante

La constante de couplage αf  pour cette force faible est égale à

# 6.10-15 sr (elle est à peine variable avec l’énergie d’interaction)