Electricité et Magnétisme - Cours de Physique Berkeley - V. II
Préface au volume II
Ce livre de cours de physique est consacré à l'étude de l'électricité et du magnétisme. A première vue, le plan du cours est tout à fait classique : électrostatique, courants stationnaires, champ magnétique, induction électromagnétique, polarisations électrique et magnétique de la matière. Notre approche est cependant différente de celle traditionnellement utilisée. Cette différence est particulièrement sensible dans les chapitres 5 et 6 où, en nous appuyant sur le contenu du volume I, nous traitons les champs électrique et magnétique créés par des charges en mouvement comme étant des résultats de relativité et d'invariance de la charge.
Cette approche attire l'attention sur quelques questions fondamentales, telles que : la conservation de la charge, l'invariance de la charge, le concept du champ. Ainsi, les formules mathématiques de la relativité restreinte qui sont absolument obligatoire sont la transformation de Lorentz et la formule d'addition des vitesses. Il est cependant essentiel que l'étudiant apporte dans l'étude de cette partie du cours quelques-unes des idées et des attitudes de pensée que le volume I a cherché à développer chez lui - à savoir une aptitude à regarder les phénomènes dans des référentiels variés, une notion de l'invariance, et une certaine confiance dans les arguments de symétrie.
Nous utiliserons aussi beaucoup dans le volume II, des raisonnements basés sur le principe de superposition. Notre approche des phénomènes électrique et magnétique de la matière est d'abord « microscopique » et insiste sur la nature des dipôles atomiques et moléculaires, qu'ils soient électriques ou magnétiques. La conduction électrique est aussi décrite microscopiquement, à l'aide d'un modèle de Drude-Zener. On a laissé bien sûr de côté quelques questions nécessitant des connaissances de physique quantique que l'étudiant acquerra dans le volume IV. Mais nous parlons cependant comme d'un fait établi de molécules et d'atomes en tant que structures électriques de dimensions, forme et consistance connues, ainsi que d'orbites électroniques et de spin. Nous essayons de traiter en détail une question qui est parfois évitée, parfois obscurcie dans les ouvrages d'initiation, la signification physique des champs macroscopiques E et B à l'intérieur de la matière.
Dans le volume II on augmente le bagage mathématique de l'étudiant en introduisant quelques-uns des outils du calcul vectoriel - le gradient, la divergence, le rotationnel et le Laplacien. Ces notions sont introduites à mesure que les besoins des premiers chapitres apparaissent.
Dans ses premières versions, le volume II a été utilisé dans plusieurs classes de l'Université de Californie. L'ouvrage a bénéficié des critiques de plusieurs des personnes collaborant au Cours de Berkeley, et spécialement des apports de E. D. COMMINS et F. S. CRAWFORD Jr. qui utilisèrent ce texte avec les étudiants de première année d'université. Ils découvrirent, eux et leurs étudiants, de nombreux points à clarifier ou à modifier. Leurs suggestions furent à 1°origine de la plupart des révisions, Robert
GOREN, qui aida à rassembler les problèmes réunit les critiques des étudiants concernant l'avant-dernière du Texas, et E. F. TAYLOR, de l'Université de Wesley nous adressèrent d'intéressantes critiques. Aux tous premiers stades de la rédaction, Allan KAUEMAN nous apporta de nombreuses idées. A. FELZER qui travailla sur le premier jet, fut notre premier « étudiant cobaye ».
Cette approche de l'électricité et du magnétisme a vu son développement encouragé, non seulement par la commission pédagogique du cours, mais encore par des collègues s'occupant de l'élaboration d'un cours nouveau traitant du même sujet au MIT. Parmi ceux-ci, citons TESSMAN, du M.I.T. et de l'Université Tufts, qui nous aida particulièrement et influença dès le début le choix de la méthode d'exposé du cours. II utilisa la première version au M.I.T. et il fit une lecture critique du texte qui donna lieu à de nombreux changements et corrections.
La publication de la première version, avec ses révisions successives, fut supervisée par Mrs Mary R. MALONEY. Mrs Lila LOWELL dactylographia l'essentiel du manuscrit. Felix COOPER élabora la version finale des déssins et schèmas.
L'auteur de ce volume reste profondément reconnaissant envers ses amis de Berkeley, et principalement envers Charles Kittel, pour l'encouragement constant et l'atmosphère stimulante qui rendirent si agréable ce long travail.
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