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