Entrainement du champ d’un aimant

1°. — Nous arrivons à un des problèmes les plus curieux et les plus contestés de l'Électromagnétisme : l'entraînement du champ d’un aimant dans le déplacement de cet aimant.

Pour utile que soit la considération des lignes de force, il ne faut pas les matérialiser. Elles correspondent à des déformations de l'éther ayant l’aimant pour cause. Dire que les lignes de force se déplacent, c’est dire que les déformations de l'éther ne restent pas indéfiniment les mêmes, en chaque point de l’espace. Réciproquement, il est impossible de dire que les lignes se déplacent si les déformations de l'éther demeurent identiquement les mêmes.

De ces prémisses découle la solution du problème posé par Faraday et résolu par lui dans le sens que nous adoptons ici.

Quand un aimant subit un mouvement de translation, il emporte avec lui son champ magnétique. Cela signifie qu'en des points placés toujours de même par rapport à lui, par suite de position variable dans l’espace, le champ conserve la même direction et la même intensité. Le système des lignes de force matérialisées est donc animé du même mouvement de translation que l’aimant. Nous laissons pour l'instant de côté la différence (négligeable) qui provient de la vitesse finie de propagation des phénomènes magnétiques.

Supposons qu'un aimant, de révolution quant à sa forme et quant à la distribution du magnétisme libre, tourne autour de son axe. En tout point de l’espace, la direction et l'intensité du champ restent invariables ; on énonce le fait en disant que le champ est immobile.

Pour soutenir l'opinion contraire, il est nécessaire de montrer ce qui permettrait à un observateur placé en un point du champ de déceler le mouvement de ce champ, que, jusqu'à présent et du consentement unanime, nous posons complètement défini par sa direction et son intensité, par hypothèse invariables.

La même question se présente à propos d’un circuit circulaire ou d'un solénoïde cylindrique circulaire tournant autour de leurs axes. Il n'est même pas nécessaire pour le champ intérieur que le solénoïde soit de section circulaire, pourvu qu'il tourne autour d'un axe parallèle à ses génératrices, puisque le champ intérieur loin des bouts reste uniforme et de direction invariable.

2. — Remarquons d’abord qu'aussi bien dans l'hypothèse des lignes de force immobiles que dans celle des lignes de force entrainées, le courant induit dans un circuit fermé immobile est nul. Dans le premier cas, les forces électromotrices élémentaires (à leur supposer une existence objective) sont identiquement nulles; dans le second cas, elles se compensent : le nombre total des lignes de forces coupées à chaque instant par tous les éléments est évidemment nul. ;

Il ne faut pas conclure de là que les deux hypothèses conduisent

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nécessairement au même résultat : c’est vrai le plus souvent, mais pas toujours.

Imaginons un globe conducteur, qui contient un aimant de révolution suivant un de ses diamètres et tourne autour de l'axe de cet aimant (la Terre réalise approximativement

passe comme si le champ était immo-

mobile : d’où une force électromotrice d’induction chargeant positivement les pôles et négativement l'équateur (fig. 256).

Dans l'hypothèse inverse, le globe reste à l’état neutre.

Ainsi Faraday admet qu’un système, se déplaçant en bloc et soustrait à tout champ d'origine extérieure, peut être le siège de forces électromotrices d’induction. Les tenants de la théorie adverse posent, au contraire, qu'il ne peut naître de forces électromotrices d'induction que s’il y a mouvement relatif des parties du système soustrait à tout champ d'origine extérieure.

3. — Que le lecteur comprenne l'importance de cette discussion, qui n’est pas du tout de mandarins : c'est l'idée même de la ligne de force qui est en jeu. Le problème se pose avec une netteté particulière pour un aimant de révolution tournant autour de son axe; mais il subsiste pour un aimant qui n'est pas parfaitement de révolution. Faut-il matérialiser les lignes de force, se les représenter comme des fils tendus allant d’une masse libre bien déterminée à une autre masse libre non moins bien déterminée? Faut-il n'y voir qu'une manière d'exprimer les déformations de l’éther? Dans le premier cas, tout le champ d'un aimant qui n'est pas de révo-

Fig. 256.

lution se déplace; dans le second, le déplacement du champ ne

porte que sur la différence entre le champ réel et le champ de révolution.

Quelles que soient les objections que comporte l'hypothèse de Faraday, on en revient toujours à prier les tenants de la théorie adverse de dire à quoi ils reconnaissent qu'un champ uniforme et de direction constante (par exemple) subit une translation (solénoïde tournant autour d’une parallèle à ses génératrices).

Le raisonnement qui suit : enlevons la moitié de l’aimant de révolution; ce qui reste subit un mouvement de translation, par suite entraîne son propre champ; donc le tout entraîne son propre champ, ne vaut rien, Il y a opposition, non pas entre la rotation et la trans-

l'énoncé). D’après Faraday, tout se

bile. Or, par hypothèse, la sphère est.

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lation, mais entre le cas où existe une variation dans l'intensité - et la direction du champ, et celui où l'intensité et la direction demeurent invariables.

#4. — L'hypothèse de Faraday conduit à de singulières conséquences, ce qui du reste n'est pas une raison de la rejeter.

Un disque (voir fig. 230) tourne devant un aimant immobile : son centre et sa périphérie se chargent statiquement en sens inverses. L’aimant tourne devant le disque immobile : celui-ci reste à l'état neutre. Donc le phénomène dépend des mouvements absolus ; les effets diffèrent malgré l'identité des mouvements relatifs. Reste à savoir précisément ce qu'il faut entendre par un mouvement relatif.