Différence entre le magnétisme et l'électromagnétisme

Table des matières:

Différence principale - magnétisme vs électromagnétisme
Qu'est-ce que le magnétisme
Qu'est-ce que l'électromagnétisme
Différence entre le magnétisme et l'électromagnétisme

Différence principale - magnétisme vs électromagnétisme

Le magnétisme et l'électromagnétisme sont des concepts fondamentaux de la physique. Les différence principale entre le magnétisme et l'électromagnétisme est que le terme le « magnétisme » englobe uniquement les phénomènes dus aux forces magnétiques, tandis que « électromagnétisme » englobe les phénomènes dus à la fois aux forces magnétiques et électriques. En fait, les forces électriques et magnétiques sont toutes deux les manifestations d'un même force électromagnétique.

Qu'est-ce que le magnétisme

Le magnétisme est un terme utilisé pour décrire tout phénomène pouvant être attribué à un champ magnétique. Les aimants peuvent exercer des forces sur d'autres aimants ou matériaux magnétiques. UNE champ magnétique est décrite comme une région où les aimants/matériaux magnétiques subissent une force. Les aimants ont poteaux, nommés « pôles nord » et « pôles sud ». Les pôles semblables (nord-nord ou sud-sud) se repoussent et les pôles différents (nord-sud) s'attirent. Les pôles magnétiques n'ont jamais été observés seuls (un pôle nord est toujours accompagné d'un pôle sud).

Le magnétisme provient d'une propriété des électrons connue sous le nom de tournoyer (il est important de préciser ici que cela ne fait pas référence à la rotation physique des électrons, mais plutôt qu'il existe une propriété d'un électron qui peut être expliquée en utilisant des mathématiques similaires aux mathématiques utilisées pour décrire comment les objets "tournent" en physique classique). Le spin donne aux électrons une propriété appelée moment magnétique. Habituellement, les moments magnétiques des électrons proches sont dans des directions opposées et donc ils s'annulent.

Cependant, dans les matériaux qui ont été magnétisés, les moments magnétiques des électrons sont alignés. Les moments magnétiques combinés sont ce qui permet à un matériau magnétisé d'exercer des forces sur d'autres matériaux magnétiques. Lorsque vous placez un matériau à l'intérieur d'un champ magnétique, le champ externe peut aligner les moments magnétiques des électrons dans les atomes du matériau, provoquant la magnétisation des matériaux. Le degré de magnétisation d'un matériau dépend à la fois du type de matériau et de la force du champ magnétique externe. Certains matériaux conservent l'alignement des moments magnétiques même lorsque le champ magnétique externe est supprimé, et ils deviennent des aimants permanents.

Qu'est-ce que l'électromagnétisme

L'électromagnétisme est un terme qui décrit des phénomènes qui peuvent être attribués à des forces électriques ou magnétiques. Les champs électriques et magnétiques sont interdépendants et peuvent être considérés comme des aspects d'une force électromagnétique, comme nous le mentionnerons ci-dessous.

Avant les années 1820, les scientifiques connaissaient les propriétés de l'électricité et du magnétisme grâce à diverses expériences. En 1820, Hans Christian Ørsted (un physicien danois) a observé que lorsqu'une boussole est rapprochée d'un conducteur transportant un courant électrique, l'aiguille de la boussole est déviée (étant donné que la boussole est maintenue dans la bonne orientation). Ce fut le premier indice définitif qu'il y avait un lien entre l'électricité et le magnétisme. Le fait qu'un conducteur transportant un courant électrique produise un champ magnétique est très utile. Par exemple, il nous permet de fabriquer des électro-aimants en envoyant simplement un courant électrique autour d'un fil enroulé.

Un électro-aimant, fabriqué en envoyant un courant électrique autour d'un conducteur.

À la suite de la découverte d'Ørsted, de nombreux autres scientifiques ont également commencé à examiner de plus près la relation entre l'électricité et le magnétisme. Il a été découvert que si deux conducteurs porteurs de courant sont maintenus proches l'un de l'autre, ils exercent des forces l'un sur l'autre. Bientôt, le physicien français André Ampère a proposé une équation pour décrire la force d'attraction entre deux de ces conducteurs en fonction de la taille du courant qu'ils transportent.

Dans les années 1830, le physicien anglais Michael Faraday a découvert que si un conducteur est maintenu dans un champ magnétique changeant, un courant commence à circuler dans le conducteur pendant que le champ magnétique change. Il l'a démontré de deux manières: premièrement, il a montré que si un aimant permanent est déplacé d'avant en arrière à l'intérieur d'un conducteur enroulé, un courant commence à circuler dans le conducteur. Deuxièmement, il a montré que si un conducteur qui ne transporte pas de courant est maintenu à proximité d'un autre conducteur qui transporte un courant, alors un courant peut circuler dans le premier conducteur en changeant le courant dans l'autre conducteur. Dans les années 1860, James Clerk Maxwell a combiné les idées d'Ampère et de Faraday, les exprimant toutes sous une forme mathématique et montrant que l'électricité et le magnétisme sont deux aspects d'un phénomène sous-jacent plus général. Avec la théorie de la relativité restreinte d'Albert Einstein, il est devenu possible de montrer que ce qui est vécu comme un champ électrique par un observateur pourrait, en fait, être vécu comme un champ magnétique par un autre.

L'histoire ne s'est pas arrêtée là: dans les années 1970, les physiciens théoriciens Sheldon Glashow, Abdus Salam et Steven Weinberg ont montré qu'à haute énergie, les forces électromagnétiques se comportaient de la même manière que les forces nucléaires faibles. Leurs découvertes ont ensuite été confirmées par des expériences et ont entraîné une nouvelle unification de la physique: la force électromagnétique et la force faible ont été combinées en un seul force électrofaible. Combiner cette force électrofaible avec les deux autres forces fondamentales: la force nucléaire forte et la force gravitationnelle, reste le plus grand défi de la physique.