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Cours de physique-chimie tous niveaux

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Destination prépa : 1ère
champs scalaire et vectoriel

Cette vidéo aborde la notion de champs, scalaire et vectoriel : quelles différences entre ces deux types de champs ?

Définition

Qu’est-ce que la notion de champ en physique ? on rencontre des champ scalaire ou des champs vectoriels.
Un champ est une propriété physique définie en tout point de l’espace.
Cette propriété peut être scalaire c’est à dire définie uniquement par un nombre, ou alors vectorielle c’est à dire définie par un vecteur.

Exemples

Pour comprendre ces notions on peut utiliser les informations données dans un bulletin météo, dans celui-ci on va indiquer la température à différents endroits de la France, ainsi que la vitesse des vents.

Champs scalaire et vectoriel
Champs scalaire et vectoriel en météorologie

Champ scalaire

La température est un champ scalaire c’est à dire qu’en un point de l’espace, un point de la France, il est donné une seule valeur, un nombre, qui va caractériserla température en ce point :

Par exemple à Rennes, il va faire 18°, à Lille il va faire 17°, à Marseille 23°C, etc.

Champ vectoriel

Pour ce qui est de la vitesse du vent, il s’agit d’un champ vectoriel, on va le noter V surmonté d’une flèche : $\overrightarrow{V}$. Alors en un point de l’espace le champ vectoriel va avoir trois caractéristiques, il s’agit :

  • de la direction ;
  • du sens ;
  • et de la norme.

Dans cet exemple, la direction et le sens sont donnés généralement par les points cardinaux. Pour Bordeaux, on aura un vent qui vient du Nord Ouest avec une vitesse de 50 km/h, pour Strasbourg, on aura un vent du Nord avec une vitesse de 30 km/h. Enfin pour Paris, on aura un vent du sud d’une vitesse de 20 km/h.

Il y a donc plus d’informations dans un champ vectoriel puisque nous avons défini en un point de l’espace un vecteur qui a une direction un sens et une norme. Alors que pour un champ scalaire comme la température on a une valeur numérique uniquement pour un point de l’espace.