Le Champ Magnétique
Si on approche un aimant d'un électron en mouvement, on s'aperçoit que sa trajectoire est modifiée : elle se courbe.Expérience ! Prenez un aimant (n'importe lequel, mais par exemple, il y en a dans les haut-parleurs). Mettez le à côte de votre télévision allumée. Il faut savoir que l'image de la télévision est due à des électrons qui heurtent l'écran par derrière. On s'aperçoit que l'image est altérée par la présence de l'aimant -les couleurs changent, entre autres. C'est que l'aimant dévie les électrons de leur trajectoire prévue, et les fait heurter l'écran au mauvais endroit. C'est par exemple pour cette raison que ça n'est pas une bonne idée de placer des haut-parleurs juste à côté de votre téléviseur : ça ne l'abime pas, mais ça peut avoir des conséquences sur l'image. Cependant, il ne faut pas approcher de trop près des aimants de votre téléviseur : il peut y avoir (ça dépend) des matériaux aimantables qui conservent une certaines aimantation après le passage de l'aimant. Cela peut perturber durablement l'image. La solution au cas ou cela arriverait : retournez votre aimant, et en l'approchant à la bonne distance, vous devriez pouvoir désaimanter votre télé ! Mais c'est pas toujours parfait, alors prudence...
En fait, la présence de l'aimant fait très exactement tourner les électrons, sans changer leur vitesse. On dit que la force qui s'exerce sur les électrons est la force magnétique, et qu'elle est dûe au champ magnétique crée par l'aimant. Le champ magnétique est le frère du champ électrique. En fait, ils sont tous les deux très liés.
 | A gauche, un électron, laissé à lui-même, continue sa course en ligne droite. Celui de droite par contre traverse une zone où il existe un champ magnétique : son effet est de courber la trajectoire de l'électron. Il lui fait même décrire une portion de cercle. Si l'électron est immobile, le champ magnétique n'a aucun effet. |
On appelle aimants permanents des matériaux qui génèrent autour d'eux un champ magnétique sans intervention extérieure. Certains atomes (comme les atomes de fer, notamment) se comportent en effet comme des petits aimants. Si dans le matériau considéré ils sont orientés dans une direction préférentiellement, alors le matériau a une aimantation permanente.
Le champ magnétique n'est pas crée seulement par les aimants. En fait, tout courant électrique crée autour de lui un champ magnétique. Donc, dans votre maison, vos fils, lorsque le courant les traverse, créent des champs magnétiques. Pas bien fort, hein. Mais on peut utiliser cette propriété pour produire du champ magnétique : on prend une grosse bobine de fil, et dedans, on fait circuler un fort courant (donc une grosse intensité), c'est à dire beaucoup d'électrons. Eh bien cela crée un champ magnétique puissant ! Cela peut être bien plus fort que n'importe quel aimant. On appelle cela un électro-aimant. Vous connaissez maintenant les deux sources de champ magnétique : les aimants et les courants.
La terre se comporte comme un gros aimant : elle produit un champ magnétique à cause des mouvements de la matière à l'intérieur. Ce champ magnétique est donc produit par des courants électriques, en fait. La terre est donc équivalente à un gros aimant, et les pôles de l'aimant coïncident presque avec les pôles géographiques... Ce champ nous protège, parce qu'en faisant tourner les particules chargées qui arrivent du soleil, il les détourne de la terre, et les empêche d'arriver jusqu'à nous. Ce n'est plus le cas dans l'espace, où les rayons cosmiques (les particules chargées) peuvent devenir très dangereux.
Les accélérateurs de particules sont un bon exemple d'application de la capacité des champs magnétiques à dévier les particules chargées électriquement. Les accélérateurs sont en effet de grands cercles, de plusieurs kilomètres de diamètre parfois, dans lesquels on fait tourner les particules. Si elles tournent c'est grâce à des électro-aimants très puissants ! Sinon, on serait obligés de faire des accélérateurs tout droit, et ça ne serait pas aussi efficace (les particules font en effet un très grand nombre de fois le tour des accélérateurs, et si on devait en construire un tout droit, ça n'est pas sûr qu'il puisse tenir sur terre !).