Lignes de force magnétiques. Spectres magné

tiques.

f°. — Par définition, les lignes de force magnétiques sont, en chacun de leurs points, tangentes à la direction du champ en ce point $ 8)

Soit NAS une ligne de force du champ d’un aimant NS; plaçons au point À une très petite

ie MURDE SS es aiguille régulièrement aiman-

> ANS tée, faite par exemple d’une # \ aiguille à coudre; annulons | \ les frottements par un pro- + # cédé quelconque : l'aiguille ns ER NN se dispose tangentiellement È à la ligne de force, son pôle s

Fig. 46. tourné vers le pôle N de

l’aimant, son pôle n tourné

vers le pôle S. Sa direction donne la tangente à la ligne de force; le sens ns de son axe détermine le sens de la ligne de force.

Quand le champ a des dimensions considérables, on procède

effectivement comme il vient d'être dit : c’est le cas du champ ter-

restre. Comme il serait peu pratique de rendre une aiguille mobile

mot fon tt Éd ds, Éd s

autour d ité e son centre de gravité (pour annuler l’action de la pesan-

teur), on opère en deux fois. On utilise d'abord une aiguille {de déclinaison) mobile autour ;

d'un axe vertical: elle donne le plan vertical (méridien magnétique) tangent à la ligne de force au point d'intersection de son axe magnétique et de l'axe de rotation (fig. 47).

On utilise ensuite une aiguille d’inclinaison; elle tourne autour d’un axe horizontal passant par son centre de gravité et normal au méridien magnétique précédemment déterminé. La direction que Fig. 47.

prend l'aiguille libre de tourner dans le méridien magnétique, est précisément celle du champ terrestre.

Nous reviendrons longuement là-dessus au tome II.

do, — SPECTRES MAGNÉTIQUES.

Quand le champ a des dimensions restreintes, on détermine les lignes de force (au moins leur allure) au moyen du spectre magnétique (fig. 48).

À l'aide de cales maintenons un verre à vitre à quelques centimètres d’une table horizontale. Introduisons un aimant sous et contre

AL quile

alInantee

Verr. — Era :

ll nes = —— [ Frucians

u able Fig. 48

le verre. Plaçons dans un tamis de la limaille de fer (pas trop fine et bien dégraissée); tenons le tamis à quelques 50 centimètres du verre et saupoudrons aussi régulièrement que possible. La limaille tombe sur le verre et se dispose en files régulières qui sont approximativement les lignes de force. IL est bon de donner aux grains de la mobilité en tapant sur Le verre avec un corps dur; les grains sursautent, s'orientent dans l'air et retombent en files plus visibles.

La théorie de l'expérience est immédiate. Les grains de limaille (qui sont plus ou moins allongés) s’aimantent dans le champ; ils se placent donc tangentiellement aux lignes de force, le pôle nord d'un grain en contact ou à proximité du pôle sud du grain suivant.

3°. — CHamPs INTENSES. :

Avec les champs intenses, on obtient des phénomènes extrêmement curieux.

La figure 49 représente des clous sür un électro-aimant dif de Faraday. Chaque clou trace approximativement un élément d'une certaine ligne de force. Les clous sont simplement posés ; le champ les maintient en position et direction.

Chaque clou est transformé en un aimant. Il est ramené dans la direction de la ligne de force passant par sa pointe, par un couple

qui serait nul si l'angle du clou avec la ligne de force s’annulait, mais qui équilibre le couple de la pesanteur dès que cet angle prend une valeur de quelques degrés.

Si on écarte le clou de sa direction d'équilibre, il y revient en oscillant sur sa pointe comme un pendule. La durée d’oscillation diminue à mesure que le champ augmente.

Si le champ était parfaitement uniforme, nous savons que les forces sur le clou se réduiraient à un couple (K 46). Mais le champ n’est pas uniforme; nous verrons (tome IT) que le clou tend à se déplacer vers les champs les plus intenses : d'où résulte qu'il s'appuie sur l'électro par l’une de ses extrémités. La pression qu'il exerce croît quand croît la grandeur de la variation du champ de sa tête à sa pointe. :

L'expérience est aussi remarquable quand on remplace les clous

PB 2 es tiré lé

RMC" FRS PT LE dede

par de la limaille (fig. 50). On obtient des hérissements de limaille qui se comportent quasiment comme un corps rigide. On remarquera que les houppes se forment sur les bobines et sur les joues verticales

Fig. 50.

(en laiton) de ces bobines, preuve que la limaille n’a pas besoin pour s’aimanter d’être au contact immédiat d'un corps aimanté.

4°. — CoNSERVATION DES SPECTRES MAGNÉTIQUES.

On a proposé bien des procédés pour conserver la trace d'un spectre magnétique obtenu sur un plan. |

Le plus simple consiste à le réaliser dans l'obscurité en se servant comme surface polie d’une plaque photographique, gélatine en dessus. Le spectre obtenu, on éclaire un instant avec une source de faibles dimensions, placée au-dessus de la plaque, à une distance aussi grande que possible : on photographie ainsi la silhouette des grains de limaille. Il ne reste plus qu'à développer et à fixer à la manière ordinaire. C'est ainsi qu'ont été obtenues les figures de ce Cours.

On utilise parfois une plaque de verre recouverte d'une couche mince de paraffine ou de cire. Le spectre obtenu, on chaufle avec précaution de manière à ramollir la paraffine; les grains de limaille s'y incrustent. On laisse refroidir.

On utilise encore du papier gommé et séché. Le spectre obtenu, on projette par vaporisation une mince couche d'eau qui fond la gomme et fixe la limaille en séchant.

De tous les procédés, le plus intéressant repose sur l'emploi de papier au ferri-cyanure de fer bien connu des dessinateurs industriels, et qu'on trouve chez tous les papetiers pour une somme modique (sous le nom de papier au ferro-prussiate, 2 à 3 francs le

rouleau de 0,75 X 10 mètres). A l'abri d’une lumière vive, on le

découpe à la grandeur voulue; on le place sur une plaque de verre en maintenant ses bords par quatre lourdes baguettes de plomb. On fait le spectre à la lumière ordinaire du laboratoire, puis on porte au grand jour.

Le papier dans son rouleau est jaune verdâtre. Au jour il passe au vert, au bleu, enfin au bleu gris. La pose est alors suffisante. On fixe en lavant à grande eau. Le temps de pose est d'une vingtaine de minutes à la lumière des nuages blancs; elle est beaucoup plus courte au soleil.

L'avantage du procédé est d'obtenir des spectres aussi grands qu'on le désire et pour une somme minime. On peut tracer sur le papier le système des courbes orthogonales (voir plus loin, K 56) et les autres indications utiles.