1.1 Physique des plasmas
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1.1.2 Origines et histoire
La publication, en 1600, du traité de magnétisme de Gilbert constitue l’acte fondateur
de ce qui, trois siècles plus tard, allait devenir l’électromagnétisme. Dans ce traité,
Gilbert explique l’orientation et la déclinaison de l’aiguille de boussole en assimilant
la terre à un dipôle magnétique ; dans ce même traité, il utilise pour la première fois
le mot électricité pour qualifier les phénomènes d’attraction et de répulsion associés
à l’électrisation par triboélectricité. L’histoire ultérieure du développement de l’électrodynamique, au cours des XVII
e , XVIII
e et XIX
e siècles, verra successivement le
développement de l’optique, de l’électrostatique, puis de la magnétostatique et enfin
de l’électrodynamique. L’unification de la description des phénomènes électriques,
magnétiques et optiques, dans le cadre de l’électrodynamique de Maxwell, achève la
construction de cette discipline dès la fin du XIX
e siècle. Les principales étapes de
cette synthèse remarquable, étalée sur trois siècles, sont rappelées ici.
Dès 1609, Galilée en Italie et Kepler à Prague mettent au point la lunette astronomique. Cette invention est l’aboutissement des progrès constants des technologies de
fabrication des lentilles optiques. Malgré l’impact de cette invention, son étude ne
débouche pas sur la formulation des lois de la réfraction. Il faut attendre Descartes,
en 1637, pour que soient enfin formulées les lois fondamentales de l’optique géométrique permettant de mettre en place la théorie des instruments d’optique. Descartes,
afin d’interpréter les lois qui désormais portent son nom, construit une théorie corpusculaire de la lumière. C’est aussi une interprétation corpusculaire de la lumière
que met en avant Newton, en 1672, lorsque, sur la base d’une série d’expériences
de décomposition et de synthèse, il présente une théorie des couleurs et des phénomène d’irisation associés à la dispersion dans les milieux transparents. Quelques
années plus tard, en 1678, Huyghens propose une interprétation de la lumière en
terme de vibrations et montre qu’un tel modèle permet de décrire correctement les
phénomènes de propagation et de réfraction. Le XVII
e siècle s’achève sur la confrontation de ces deux théories de la lumière, corpusculaire et ondulatoire, en apparence
contradictoires, mais que la physique moderne rendra complémentaires.
Les phénomènes optiques ayant trouvé une interprétation dans un (deux) cadre(s)
théorique(s) durant le XVII
e siècle, l’effort des savants du XVIII
e siècle s’est principalement porté sur l’étude des phénomènes électriques. Ainsi, dès 1740, l’abbé
Nollet publie son célèbre traité de physique et d’électricité présentant une classification de l’ensemble des phénomènes électriques identifiés à l’époque ; mais il faut
attendre 1785 pour que ces phénomènes électrostatiques trouvent une interprétation
dynamique en terme de charges électriques et de forces entre ces charges. En effet,
Coulomb, à l’aide de la balance de torsion mise au point quelques années auparavant,
établit la loi d’attraction et de répulsion des charges électriques en fonction de leur
distance ; cette (électro)dynamique permet alors d’interpréter les phénomènes d’électrostatique des conducteurs et des isolants. Cependant, à cette époque, les générateurs électrostatiques, utilisant la triboélectricité, constituaient les seules sources de
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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1.1.2 Origines et histoire
La publication, en 1600, du traité de magnétisme de Gilbert constitue l’acte fondateur
de ce qui, trois siècles plus tard, allait devenir l’électromagnétisme. Dans ce traité,
Gilbert explique l’orientation et la déclinaison de l’aiguille de boussole en assimilant
la terre à un dipôle magnétique ; dans ce même traité, il utilise pour la première fois
le mot électricité pour qualifier les phénomènes d’attraction et de répulsion associés
à l’électrisation par triboélectricité. L’histoire ultérieure du développement de l’électrodynamique, au cours des XVII
e , XVIII
e et XIX
e siècles, verra successivement le
développement de l’optique, de l’électrostatique, puis de la magnétostatique et enfin
de l’électrodynamique. L’unification de la description des phénomènes électriques,
magnétiques et optiques, dans le cadre de l’électrodynamique de Maxwell, achève la
construction de cette discipline dès la fin du XIX
e siècle. Les principales étapes de
cette synthèse remarquable, étalée sur trois siècles, sont rappelées ici.
Dès 1609, Galilée en Italie et Kepler à Prague mettent au point la lunette astronomique. Cette invention est l’aboutissement des progrès constants des technologies de
fabrication des lentilles optiques. Malgré l’impact de cette invention, son étude ne
débouche pas sur la formulation des lois de la réfraction. Il faut attendre Descartes,
en 1637, pour que soient enfin formulées les lois fondamentales de l’optique géométrique permettant de mettre en place la théorie des instruments d’optique. Descartes,
afin d’interpréter les lois qui désormais portent son nom, construit une théorie corpusculaire de la lumière. C’est aussi une interprétation corpusculaire de la lumière
que met en avant Newton, en 1672, lorsque, sur la base d’une série d’expériences
de décomposition et de synthèse, il présente une théorie des couleurs et des phénomène d’irisation associés à la dispersion dans les milieux transparents. Quelques
années plus tard, en 1678, Huyghens propose une interprétation de la lumière en
terme de vibrations et montre qu’un tel modèle permet de décrire correctement les
phénomènes de propagation et de réfraction. Le XVII
e siècle s’achève sur la confrontation de ces deux théories de la lumière, corpusculaire et ondulatoire, en apparence
contradictoires, mais que la physique moderne rendra complémentaires.
Les phénomènes optiques ayant trouvé une interprétation dans un (deux) cadre(s)
théorique(s) durant le XVII
e siècle, l’effort des savants du XVIII
e siècle s’est principalement porté sur l’étude des phénomènes électriques. Ainsi, dès 1740, l’abbé
Nollet publie son célèbre traité de physique et d’électricité présentant une classification de l’ensemble des phénomènes électriques identifiés à l’époque ; mais il faut
attendre 1785 pour que ces phénomènes électrostatiques trouvent une interprétation
dynamique en terme de charges électriques et de forces entre ces charges. En effet,
Coulomb, à l’aide de la balance de torsion mise au point quelques années auparavant,
établit la loi d’attraction et de répulsion des charges électriques en fonction de leur
distance ; cette (électro)dynamique permet alors d’interpréter les phénomènes d’électrostatique des conducteurs et des isolants. Cependant, à cette époque, les générateurs électrostatiques, utilisant la triboélectricité, constituaient les seules sources de
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit