11.2. Les aimants#
Fig. 11.1 Les aimants se présentent sous différentes formes, tailles et puissances. Tous ont à la fois un pôle nord et un pôle sud. Il n’y a jamais de pôle isolé (un monopôle). (crédit : orpenstax.org)#
Tous les aimants attirent le fer, comme celui contenu dans la porte d’un réfrigérateur. Cependant, les aimants peuvent attirer ou repousser d’autres aimants. L’expérimentation montre que tous les aimants ont deux pôles. S’il est librement suspendu, un aimant pointera vers le nord. Les deux pôles sont donc nommés le pôle nord magnétique et le pôle sud magnétique.
Alerte aux idées fausses : les pôles magnétiques de la Terre
La Terre agit comme un très grand barreau magnétique avec son pôle sud près du pôle Nord géographique. C’est pourquoi le pôle nord de votre boussole est attiré vers le pôle nord géographique de la Terre, parce que le pôle magnétique qui se trouve près du pôle nord géographique est en fait un pôle sud magnétique ! La confusion vient du fait que le terme géographique pôle Nord a été utilisé (à tort) pour désigner le pôle magnétique qui se trouve près du pôle Nord. Ainsi, le pôle nord magnétique est en fait un terme impropre - il devrait être appelé le pôle sud magnétique.
Fig. 11.2 L’une des extrémités d’un barreau magnétique est suspendue à un filetage pointant vers le nord. Les deux pôles de l’aimant sont étiquetés N et S pour les pôles orientés vers le nord et vers le sud, respectivement. (crédit : orpenstax.org)#
Caractéristiques universelles des aimants et des pôles magnétiques
Une caractéristique universelle de tous les aimants : Les pôles identiques se repoussent et les pôles opposés s’attirent.
Notez la similitude avec l’électrostatique : les charges différentes s’attirent et les charges similaires se repoussent.
D’autres expériences montrent qu’il est impossible de séparer les pôles nord et sud de la même manière que les charges \(+\) et \(-\) (Fig. 11.4).
Fig. 11.3 Les pôles différents s’attirent, tandis que les pôles similaires se repoussent. (crédit : orpenstax.org)#
Fig. 11.4 Les pôles Nord et Sud se présentent toujours par paires. Les tentatives pour les séparer aboutissent à plus de paires de pôles. Si nous continuons à diviser l’aimant, nous finirons par arriver à un atome de fer avec un pôle nord et un pôle sud - ceux-ci non plus ne peuvent pas être séparés. (crédit : orpenstax.org)#
Le fait que les pôles magnétiques vont toujours par paires Nord/Sud est vrai à très grande échelle - par exemple, les taches solaires se produisent toujours par paires qui sont des pôles magnétiques nord et sud - jusqu’à la très petite échelle. Les atomes magnétiques ont à la fois un pôle nord et un pôle sud, tout comme de nombreux types de particules subatomiques, telles que les électrons, les protons et les neutrons.
Établir des liens : Expérience à emporter à la maison - Aimants de réfrigérateur
Nous savons que les pôles magnétiques identiques se repoussent et les pôles magnétiques opposés s’attirent.
Voyez si vous pouvez montrer cela pour des aimants de réfrigérateur :
L’aimant collera-t-il à la porte si vous le retournez ?
Pourquoi reste-t-il collé à la porte de toute façon ?
Que pouvez-vous dire sur les propriétés magnétiques de la porte par rapport à l’aimant ?
Les aimants de réfrigérateur collent-ils aux cuillères en métal ou en plastique ?
Adhèrent-ils à tous les types de métaux ?