L'interaction électromagnétique

 
 
Généralités
Les conséquences visibles de l'interaction électromagnétique sont divers :
- électrisation des corps, courant électrique…
- convertion d'un courant en une action macanique et réciproquement…
- ondes électromagnétiques : la lumière visible, UV et infra-rouge ; les ondes utilisées en télécommunication ; la plupart des ondes utilisées en médecine…

Foudre : électrons en mouvement
Aurore borélale : particules piégées dans le champ magnétique terrestre
Aimant : interaction magnétique
Antenne parabolique : émeteur/récepteur d'ondes électromagnétiques


 
 
La loi Coulomb (interaction électrique)
Cette loi a été établie par Charles Coulomb (physicien français, 1736 - 1806). Elle ne correspond qu'à une petite part de l'interaction électromagnétique : l'électrostatique.
D'autres lois viennent la compléter : les relations de James Maxwell (physicien britanique, 1831 - 1879) entre autres.

Soient deux corps A et B de charge respective qA et qB, distants de AB.
Alors, le vecteur force électrique exercée par A sur B est opposé au vecteur force électrique exercée par B sur A, et a pour expression :
k = 9,0×109 N·C-2·m2 ; qA et qB s'expriment en C et AB en m. La force s'exprime en N.

Cette force est :
- attractive si les charges qA et qB sont de signes opposés,
- répulsive si les charges qA et qB sont de même signe.


 
 
Domaine de prédominance de l'interaction électromagnétique
 
Intensité de la force gravitationnelle
Intensite de la force électrique
Entre la Terre et la Lune
F = 1,98×1015 N
(attractive)
F = 0 N
Entre le noyau et l'électron de l'atome d'hydrogène
F = 3,6×10-47 N
(attractive)
F = 8,2×10-8 N
(attractive)
Entre deux proton d'un noyau
F = 10-34 N
(attractive)
F = 102 N
(répulsive)

L'étude de ces quelques valeurs montre que l'interaction électrique est prédominante à l'échelle de l'atome.
A l'échelle du noyau, il est nécessaire d'émettre l'hypothèse d'une autre interaction qui assure la cohésion : l'interaction forte.


 
 

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Exercez-vous…
Exercice 1 :
Calculer l'intensité de l'interaction électrique entre le noyau et l'électron dans l'atome d'hydrogène.
Données : Distance moyenne entre le noyau et l'électron dans l'atome d'hydrogène r = 0,53×10-10 m

Exercice 2 :
Calculer l'intensité de l'interaction électrique entre les deux protons d'un noyau d'hélium.
Données : distance entre les deux protons d = 1,0×10-15 m.