Preuve du magnétisme des taches solaires?

http://www-istp.gsfc.nasa.gov/earthmag/sunspots_fr.html

Pendant que Gauss étudiait le champ magnétique terrestre, ailleurs en Allemagne un astronome amateur, Heinrich Schwabe, pharmacien de son état, était à la recherche d'une nouvelle planète encore inconnue. Cette planète, appelée provisoirement "Vulcain," devait se trouver à l'intérieur de l'orbite de Mercure, si proche du soleil que sa présence ne pouvait se révèler que lorsqu'elle se situait entre nous et le soleil, comme un point noir sur le disque solaire. Cependant, le soleil avait aussi ses propres "taches" solaires; pour distinguer la différence entre "Vulcain" et les taches solaires, Schwabe observa sérieusement ces dernières.

Variation du nombre de taches solaires observées Vulcain n'existe pas. Elle ne fut jamais aperçue lors d'aucune éclipse totale. Cependant, Schwabe remarqua quelque chose que personne encore n'avait observé depuis Galilée et Christopher Scheiner : le nombre de taches solaires augmentait et diminuait selon des cycles presque réguliers, durant plus ou moins 11 ans. De manière intéressante, il s'avèra rapidement que les "orages magnétiques" les plus puissants avaient lieu durant les années où les taches solaires étaient les plus nombreuses.

Qu'étaient ces taches solaires? Galilée avait considéré qu'elles étaient des nuages flottant dans l'atmosphère du soleil, obscurcissant un peu de sa lumière. Leur vraie nature ne se révèla qu'en 1908 lorsque George Elery Hale, un des grands astronomes américains, montra que ces taches étaient très magnétiques. Leur champ magnétique était aussi fort qu'un petit aimant de fer, 3000 fois plus fort que le champ près de la surface de la terre (pourtant ces champs s'étendaient souvent sur une surface aussi grande que celle de la Terre). Il semblait que le champ magnétique ralentissait le flot de chaleur provenant de l'intérieur du soleil, causant des taches solaires plus sombres que le reste du soleil.

La preuve du magnétisme des taches solaires fut la lumière émise. Des gaz rayonnants émettent de la lumière à des longueurs d'ondes bien définies narrowly defined wavelengths (i.e. colors), une série de raies différentes pour chaque substance. En 1897, cependant, Pieter Zeeman découvrit que lorsqu'une telle lumière était émise à partir d'une région de champ magnétique fort, l' émission se divisait en différentes longueurs d'ondes, avec une séparation qui augmentait avec la force du champ. Les couleurs de la lumière émise à partir des taches solaires étaient "divisées" exactement de cette façon.

La méthode fut plus tard améliorée par Babcock et d'autres, ce qui permit aux astronomes d'observer non seulement le champ magnétique des taches solaires mais aussi les champs plus faibles près des pôles du soleil. Il s'avèra que le soleil a un champ dipolaire un peu comme celui de la Terre, mais que la polarité s'inverse tout les 11 ans.

http://www-istp.gsfc.nasa.gov/earthmag/oersted_fr.html

Avant 1820, le seul magnétisme connu était celui des aimants de fer et des pierres de magnétite. Les choses changèrent grâce à un professeur de sciences assez peu connu, Hans Christian Oersted, de l'Université de Copenhague.

En 1820 Oersted prépara chez lui, à la maison, une expérience scientifique pour des amis et des étudiants. Il avait prévu de démontrer le chauffage d'un fil par un courant électrique et d'autres démonstrations sur le magnétisme, pour lequel il avait monté une aiguille de boussole sur une planche en bois.

Durant cette expérience, Oersted remarqua, à sa surprise, que chaque fois que le courant électrique était allumé, l'aiguille de la boussole bougeait. Il ne dit rien mais pendant les mois qui suivirent, il tenta de comprendre ce phénomène.

Donc deux types de forces furent associées à l'électricité : les forces électriques et magnétiques. En 1864 James Clerk Maxwell démontra le lien subtil entre ces 2 types de forces, en prenant en compte de manière inattendue, pour l'époque, la vitesse de la lumière.

 Faraday découvrit qu'en déplaçant un aimant près d'un circuit électrique fermé, ou en changeant le champ magnétique qui passait à travers, un courant électrique pouvait être "induit" à circuler au travers de ce circuit . Cette"induction électromagnétique" reste le principe physique qui régit les générateurs électriques, les transformateurs et beaucoup d'autres appareils électriques.

disque dynamo de Faraday

Faraday montra qu'une autre manière d'induire du courant était de déplacer le conducteur électrique pendant que la source magnétique restait fixe. Ce fut le principe de son disque dynamo, qui était fait d'un disque conducteur tournant dans un champ magnétique (voir dessin), entrainé par une courroie et une poulie à gauche. Le circuit électrique était ensuite refermé par des contacts fixes (balais) frottant le disque sur sa jante et sur son axe (voir sur le dessin à droite). Ce n'est pas une conception très pratique d'une dynamo (à moins que l'on cherche à générer de grands courants à basse tension) mais à l'échelle des phénomènes de l'univers, la plupart des courants sont, semble-t-il, produit par des mouvements de ce type.

 

 

 

 

 

http://www-istp.gsfc.nasa.gov/earthmag/dynamos_fr.html

Le conducteur d'électricité en déplacement de Faraday était un solide (càd un disque de cuivre), mais un fluide qui circule peut aussi créer de tels courants. Faraday était conscient de la possibilité de tels "dynamos fluides". Selon ce principe, il essaya donc de mesurer le courant électrique généré par l'écoulement de l'eau de la Tamise au travers du champ magnétique terrestre . Il tendit un cable à travers le pont de Waterloo (voir dessin), plongea ses extrêmités dans le fleuve et essaya de mesurer le courant électrique induit (ligne incurvée de petites flèches sur le dessin). De petits voltages imputables à des processus chimiques l'empêchèrent d'observer l'effet recherché, mais l'idée y était..

Faraday allait même jusqu'à imaginer (faussement) que le courant d'eau du Gulf Stream dans l'atlantique était d'une certaine manière relié électriquement à la haute atmosphère, générant dans celle-ci une décharge électrique puissante qui (selon lui) constituait l'aurore polaire ("les lumières du nord"). 

Le conducteur d'électricité en déplacement de Faraday était un solide (càd un disque de cuivre), mais un fluide qui circule peut aussi créer de tels courants. Faraday était conscient de la possibilité de tels "dynamos fluides". Selon ce principe, il essaya donc de mesurer le courant électrique généré par l'écoulement de l'eau de la Tamise au travers du champ magnétique terrestre . Il tendit un cable à travers le pont de Waterloo (voir dessin), plongea ses extrêmités dans le fleuve et essaya de mesurer le courant électrique induit (ligne incurvée de petites flèches sur le dessin). De petits voltages imputables à des processus chimiques l'empêchèrent d'observer l'effet recherché, mais l'idée y était..

Faraday allait même jusqu'à imaginer (faussement) que le courant d'eau du Gulf Stream dans l'atlantique était d'une certaine manière relié électriquement à la haute atmosphère, générant dans celle-ci une décharge électrique puissante qui (selon lui) constituait l'aurore polaire ("les lumières du nord").

 

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