Chap 0

L3-S6 MENTION PHYSIQUE
LPAPP
2015-2016
COURS DE PHYSIQUE
PHYS A308 (ONDES II)
Marc Gabay
Laboratoire de Physique des Solides
Bât. 510
[email protected]
R. RAPPELS D’ÉLECTROSTATIQUE
R. A Champ, potentiel électrostatique d’une distribution de charges ponctuelles;
principe de superposition; lignes de champ, surfaces équipotentielles.
R. B Cas du dipôle électrique; moment du dipôle, champ créé par le dipôle, lignes
de champ, surfaces équipotentielles.
R. C Ordres de grandeur.
R. D Action d’un champ électrique sur un dipôle, d’un dipôle sur un autre dipôle
(position, orientation).
électron vient du nom grec « elektros » qui signifie « ambre jaune »
C40H64O
Par frottement d’une barre d’ambre de 100g, on peut produire 1nC (10-9C) voire 1µC (10-6C)
soit 1 e toutes les 1013 voire toutes les 1010 molécules.
Dans un circuit électrique on peut produire des Coulombs (I = qqs A)
ε0 =8.85 10-12 F/m
Charles Augustin de Coulomb (1736-1806)
Champ créé par un ensemble de charges: théorème de superposition
Potentiel électrostatique
Cas où le point d’observation (M) est très éloigné des charges
O
OM= r u
Surfaces équipotentielles : le potentiel V est constant sur la surface
 charge ponctuelle : les surfaces équiV sont des sphères centrées sur la charge
 ligne uniformément chargée : les surfaces équiV sont des cylindres ayant pour axe la ligne
 plan uniformément chargé : les surfaces équiV sont des plans parallèles au plan chargé
Lignes de champ: le champ E est tangent en tout point de la ligne
 charge ponctuelle : les lignes de E sont les rayons orientés des sphères
 ligne uniformément chargée : les lignes de E sont les directions radiales orientées
 plan uniformément chargé : les lignes de E sont les droites orientées normales au plan
Les lignes de E sont orthogonales aux surfaces équiV et elles sont orientées vers
les potentiels décroissants
E
équiV
q>0
E
équiV
q<0
Barycentre P d’une distribution de charges
Px
O
∑𝒊 qi 𝑷𝑷𝒊 = 𝟎
⇔ QOP = ∑i qiOPi
Sous-barycentres P+ et P- d’une distribution de charges
QOP = ∑i qiOPi
+
Q OP+
-
Q OP-
= 𝑄 𝑂𝑂
Exemples
=
+
+
++
= ++
-
+
=
--+
+
+
Cas particulier d’un ensemble de charges dont la somme est nulle
a∼ 10-10m (1 Å)
Plus généralement,
si
Peter Debye
Composé
Moment dipolaire
(Debyes)
NaCl
9
CH3Cl
1.87
H2O
1.85
NH3
1.47
HCl
1.08
CO2
0
z
a
𝒆𝜽
Comme a<<r
⇒ Couple agissant sur le dipôle pour l’aligner sur le champ
Γ = p∧E
Energie potentielle d’un dipôle dans un champ électrique E
Force agissant sur un dipôle soumis à
un champ électrique E non uniforme