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L3-S6 MENTION PHYSIQUE
LPAPP
2015-2016
COURS DE PHYSIQUE
PHYS A308 (MILIEUX
DIÉLECTRIQUES ET MILIEUX
MAGNÉTIQUES)
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 Action d’un champ électrique sur un dipôle, d’un dipôle sur un autre dipôle
(position, orientation).
R. D Ordres de grandeur.
PLAN DU COURS
I. MILIEUX DIÉLECTRIQUES : ASPECTS MACROSCOPIQUES
I. A Qu’est ce qu’un milieu diélectrique.
→
I. B Polarisation P d’un milieu diélectrique; distribution de charges de
polarisation.
→
I. C Le vecteur déplacement D; champ dépolarisant; conditions de passage.
I. D Cas des milieux linéaires et isotropes; susceptibilité électrique χe; constante
diélectrique ε.
II. MILIEUX DIÉLECTRIQUES : ASPECTS MICROSCOPIQUES
II. A Polarisabilité α à l’échelle d’un constituant (atome, molécule).
II. B Champ local (Lorentz); champ de Maxwell;
II. C Relation entre la polarisabilité et ε; cas dilué (fluide), cas dense (liquide,
solide)
II. D Applications: condensateurs; ferroélectricité; piezoélectricité
III. Propagation d’une OEM dans un milieu
diélectrique linéaire et isotrope: dispersion,
absorption.
III. A Polarisabilité électronique, ionique, orientationelle.
Dépendance en fréquence.
III. B Courant de déplacement de polarisation; équations de
Maxwell dans un milieu diélectrique isotrope linéaire non chargé.
III. C Dispersion, absorption.
IV. APPLICATIONS
IV. A Conséquences sur la propagation dans la fibre optique.
IV. B Réponse en fréquence des milieux diélectriques
biologiques.
V. MILIEUX AIMANTÉS : ASPECTS MACROSCOPIQUES
V. A Rappels de magnétostatique sur les moments magnétiques.
→
V. B Aimantation M d’un milieu magnétique; distribution de courants
d’aimantation.
→
→
V. C Champ magnétique H; induction magnétique B; conditions de passage.
Applications. Force, couple agissant sur les aimants.
V. D Cas des milieux linéaires et isotropes; susceptibilité magnétique χm;
perméabilité magnétique µ. Application : action d’un aimant sur un milieu
paramagnétique ou diamagnétique.
VI. MILIEUX AIMANTÉS : ASPECTS MICROSCOPIQUES
VI. A Moment magnétique. Rapport gyromagnétique de l’électron.
VI. B Diamagnétisme. Susceptibilité diamagnétique.
VI. C Paramagnétisme orbital. Susceptibilité paramagnétique.
VI. D Le spin de l’électron. Expériences de Stern et Gerlach et Einstein de Haas.
Facteur de Landé.
VI.E Ferromagnétisme induit par l’échange d’Heisenberg entre spins.
VII. APPLICATIONS
VII. A Magnétorésistance géante (disques durs)
VII. B RMN, IRM.
VII. C Supraconductivité