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Animations pédagogiques — Introduction à l'Électromagnétisme
Animations ManimCE pour un cours d'introduction à l'électromagnétisme (PHYS1986).
Chaque fichier est une scène autonome conçue pour illustrer un concept précis en ~1–2 minutes.
Les vidéos rendues sont hébergées sur Vimeo. GitHub ne peut pas lire les vidéos en ligne.
Contenu
Les animations suivent approximativement la progression d'un cours standard : champ électrique, flux et loi de Gauss, théorème d'Ampère, induction, forces magnétiques, ondes électromagnétiques. Visualisation des symétries spatiales.
Champ électrique et flux
Fichier
Scène
Description
flux.py
FluxIntuition
Flux électrique — deux parties : (1) l'aire projetée et le produit scalaire, avec une surface tournante et son ombre ; (2) pourquoi le flux est invariant par distance grâce à la loi en 1/r^2.
Gauss.py
GaussAdvanced
Loi de Gauss — surface de Gauss qui se déforme sans changer le flux ; charge déplacée à l'intérieur puis à l'extérieur ; comptage visuel des intersections entrée/sortie.
Symétries et invariances
Fichier
Scène(s)
Description
symetriespherique.py
SymetrieSpherique2D
Symétrie sphérique + plan infini — version plate (tout dans construct()). Partie 1 : argument par rotation pour montrer que E est radial et que ‖E‖ est constant sur la sphère. Partie 2 : simulation d'une vue 3D → coupe 2D, arguments de translation et de miroir pour le plan infini, compensation 1/r² × r².
Idem, version refactorisée — mêmes scènes découpées en méthodes _run_part1() / _run_part2(). Permet de rendre chaque partie séparément.
symetriecylindrique.py
ElectricFieldSymmetry
Symétrie cylindrique — cylindre infini en 3D, deux plans de symétrie (vertical XZ et horizontal XY), leur intersection donne la direction radiale de E ; invariances par rotation et translation.
Théorème d'Ampère
Fichier
Scène
Description
ampere.py
AmpereLaw
Théorème d'Ampère — fil infini en 3D avec anneaux de champ ; transition vers la vue 2D ; contour circulaire puis contour quelconque (patate) ; calcul du flux net et indépendance par rapport à la forme.
Induction et loi de Lenz
Fichier
Scène
Description
Lenz_31_3.py
AmpereLenz3D
Loi de Lenz — approche visuelle — fil parcouru par un courant décroissant, anneaux de champ magnétique en 3D, passage en vue 2D ; courant induit qui s'oppose à la diminution du flux ; formule E = −dΦ/dt avec le signe « − » mis en évidence.
Lenz_31_5.py
LenzCompleteExercise
Exercice complet — boucle rectangulaire qui sort d'une zone de champ à vitesse constante ; graphe de Φ(t) et dΦ/dt tracé en temps réel ; courant induit visible pendant la phase de sortie.
Magnétisme de la matière
Fichier
Scène
Description
magnetismMatter.py
MagneticMaterials
Dia/para/ferromagnétisme — trois colonnes côte à côte ; zoom dans un domaine de Weiss pour voir les moments dipolaires alignés ; application et coupure du champ B₀ (rémanence) ; chauffage jusqu'à la température de Curie (770 °C) et disparition des domaines.
Forces magnétiques
Fichier
Scène(s)
Description
magneticforce.py
MagneticForceMotion
Force de Lorentz — particule chargée entrant dans une zone de champ B uniforme ; mouvement circulaire uniforme en 2D (F perpendiculaire à v) ; passage en 3D avec une composante v∥ → trajectoire hélicoïdale.
laplaceforce.py
LaplaceForceMicroscopic
Force de Laplace — vue microscopique — zoom sur un conducteur ; électrons dérivant sous F = qv×B, courbant vers le haut et poussant le réseau par collisions ; force macroscopique F = IL×B.
laplaceforce.py
LaplaceForceSetup3D
Montage expérimental 3D — aimant en C, deux rails, tige métallique ; vecteurs B, I, F affichés ; rotation ambiante pour percevoir la 3D ; la tige glisse vers la sortie du gap.
Ondes électromagnétiques
Fichier
Scène
Description
em_wave.py
EMWaveLocalLente
Onde EM plane — champs E et B oscillant en quadrature dans les plans y et z ; plan d'observation mobile ; vecteur de Poynting S = (1/μ₀) E×B tracé en temps réel ; balayage de caméra final.
# Aperçu rapide (basse qualité)
manim -pql flux.py FluxIntuition
# Rendu haute qualité (1080p)
manim -pqh Gauss.py GaussAdvanced
# Scènes autonomes dans symetrieplaninfini.py
manim -pql symetrieplaninfini.py SymetrieSpherique # symétrie sphérique seulement
manim -pql symetrieplaninfini.py PlanInfini # plan infini seulement
manim -pql symetrieplaninfini.py SymetrieSpherique2D # vidéo complète (les deux)
Les fichiers rendus se trouvent dans media/videos/.
Licence
MIT — libre d'utilisation et d'adaptation, avec attribution.
Pedagogical Animations — Introduction to Electromagnetism
ManimCE animations for a first-year university electromagnetism course.
Each file is a self-contained scene designed to illustrate one specific concept in ~1–2 minutes.
Videos are hosted on Vimeo. GitHub cannot play videos inline.
Contents
Animations roughly follow the standard course progression: electric field, flux and Gauss's law, Ampère's theorem, induction, then magnetic forces.
Electric field and flux
File
Scene
Description
flux.py
FluxIntuition
Electric flux — two parts: (1) the projected area and the dot product E·n, using a rotating surface and its shadow; (2) why flux is distance-invariant thanks to the 1/r² law.
Gauss.py
GaussAdvanced
Gauss's law — a Gaussian surface that morphs (circle → potato) without changing the flux; charge moved inside then outside; visual counting of entry/exit intersections.
Symmetries and invariances
File
Scene(s)
Description
symetriespherique.py
SymetrieSpherique2D
Spherical symmetry + infinite plane — flat version (everything in construct()). Part 1: rotation argument showing E is radial and ‖E‖ is constant on the sphere. Part 2: simulated 3D → 2D cross-section, translation and mirror arguments for the infinite plane, 1/r² × r² compensation.
Same, refactored version — scenes split into _run_part1() / _run_part2() methods, allowing each part to be rendered independently.
symetriecylindrique.py
ElectricFieldSymmetry
Cylindrical symmetry — infinite cylinder in 3D, two symmetry planes (vertical XZ and horizontal XY), their intersection gives the radial direction of E; rotation and translation invariances.
Ampère's theorem
File
Scene
Description
ampere.py
AmpereLaw
Ampère's theorem — infinite wire in 3D with field rings; transition to 2D view; circular contour then arbitrary contour (potato shape); net flux calculation and shape independence.
Induction and Lenz's law
File
Scene
Description
Lenz_31_3.py
AmpereLenz3D
Lenz's law — visual approach — wire carrying a decreasing current, magnetic field rings in 3D, switch to 2D view; induced current opposing the flux decrease; formula E = −dΦ/dt with the "−" sign highlighted.
Lenz_31_5.py
LenzCompleteExercise
Full exercise — rectangular loop exiting a field region at constant velocity; Φ(t) and dΦ/dt graph drawn in real time; induced current visible during the exit phase.
Magnetic properties of matter
File
Scene
Description
magnetismMatter.py
MagneticMaterials
Dia/para/ferromagnetism — three columns side by side; zoom into a Weiss domain to see aligned magnetic dipole moments; B₀ field applied and removed (remanence); heating to the Curie temperature (770 °C) and domain wall dissolution.
Magnetic forces
File
Scene(s)
Description
magneticforce.py
MagneticForceMotion
Lorentz force — charged particle entering a uniform B field region; uniform circular motion in 2D (F perpendicular to v); transition to 3D with a v∥ component → helical trajectory.
laplaceforce.py
LaplaceForceMicroscopic
Laplace force — microscopic view — zoom into a conductor; electrons drifting under F = qv×B, curving upward and pushing the lattice through collisions; macroscopic force F = IL×B.
laplaceforce.py
LaplaceForceSetup3D
3D experimental setup — C-shaped magnet, two rails, metallic rod; B, I, F vectors displayed; ambient camera rotation to convey 3D depth; rod slides out of the magnet gap.
Electromagnetic waves
File
Scene
Description
em_wave.py
EMWaveLocalLente
Plane EM wave — E and B fields oscillating in the y and z planes; observation plane; Poynting vector S = (1/μ₀) E×B drawn in real time; final camera sweep.