T« III

S4 C^'VBS Dl raVflfQIJB.

v«7raa 706. lift âédhuTge de la bouteille deLeyde, oa œlle de tout conden-

''tomiSf'aii u'"' satenr en général, produit des efieis remarquables, lorsqu'elle ae fait *^^'^ A tcaTers des corps de diverse nature , établissant la eommnnicuilion entre les deux garnitures métalliques. Mais avant de décrire ces effets , il est nécessaire de rechercher d'abord les moyens dont oo peot disposer pour a 11 gmenter l'intensité de la décharge, ou les masses d'électricitéfl contraires traversant pour se r^ecombiner les conducteurs qui aenreotà l'opérer ; car on conçoit que les phénomènes , produits par cette décharge, doivent être d'autant plus sensibles qu'elle est plus intenae. D'après la théoriederélectrieitélatentelesquantitésdefluides, accarauléei sur les garnitures d'un condensateur, sont d'autant plus grandea qoe la source employée est plus énergique , que la lame de verre est raoiDs épaisse, et que les surfaces métalliques sont plus étendues. Il a'agit d'examiner jusqu'à quel point ces trois causes différentes peuvent «oncourir au but proposé.

La source ne peut être qu'une machine électrique en activité ; son énergie dépend alors de la nature et de l'éteudue des frottoirs , de la vitesse de Fotation du plateau, et de la conductibilité de l'air. £a effet , lorsque le système des conducteurs est muni d'un pendule indicateur ( § 688) , on voit ce pendule s'élever successivement, tandis que la machine est en jeu , mais il finit toujours par atteindre ooe position stationnaire ; on conclut de la qoe la tension électrique s'«ocroitanr les conducteurs, mais non indéfiniment , et qo'i) arrive an moment où la charge n'augmente plus. Cest que , si le mouvement uniforme du plateau fournit de rélectrioité avec une vitesse consiaiile , en même temps le contact de l'air enlève à la charge, déjà acquiae par les conducteurs, une portion d'autant plus grande que cette charge devient plus forte ; la perte croissante, d'abord plus faible que le gaip , doit donc finir par l'égaler ; et , à partir de cette époque, il y a autant d*électrioité enlevée par le contact de l'air, qoe d'électricité développée par le jeu de la machine. Cet équilibre s'établit d'aulaot plus tard , et oonséquemment la limite de k charge est d*antaat plus forte que le mouvement du plateau fournit plus d'électricité , et que l'air en enlève moins. L'énergie de la source sera donc favorisée par toutes les circonstances qui augmentent le développement de l'éleotricité , et par celles qui diminuent la conductibilité de l'air. Ainsi , plm les frottoirs sont étendus et nombreux , plus le plateau de verre eit grand et se meut vite , plus l'air ambiant est sec , et plus la machine est capable de charger fortement un condensateur.

L'épaisseur de la lame de verre qui sépare les deux garnitures ne peut être diminuée au delà d'une certaine limite; car l'expérience

QUAftàlITB-DBIJXlkmi uçoh.

SS

prouve que la tendance à la rënnion des deux électrioités , aocomiilées sur les deux sarfaces de celte lame, peut en déternuiner la rupture, quand leurs masses , ou plutôt les pressions qu'elles exesroent sur le Terre , sont trop considérables. On est donc obligé de oonserrer à la lame isolante une épaisseur telle , que sa rupture ne puisse avoir lieu. Il soit de là que le seul moyen , dépendant des proportions du condensateur y qui permettra d'augmenter sa charge , consiste à donner aux plaques métalliques de grandes suifaces.

707. A cet effet on assemble plusieurs bouteilles , de telle knanière qu'elles puissent se charger et se décharger à la fois; cet appareil multiple porte le nom de batterie électrique. Toutes les bouteilles sont fixées dans une même boite , recouverte d*une feuille d'étain, et communiquant avec le sol \ un 'conducteur fermé de plusieurs tiges métalliques fait communiquer toutes les garnitures intérieures, et peut être mb en contact avec la machine électrique. Un condensateur dont les deux surfaces métalliques comprennent chacune 8 à 10 pieds carrés , suffit pour produire la plupart des phénomènes dus an passage instantané de l'électricité a travers les corps.

Lorsqu'une machine n'électrise que son conducteur, sa charge s'élève rapidement, et atteint bientôt une limite^ mais quand elle est employée à charger une batterie ; le pendule indicateur monte beaucoup plus lentement, et son écart stattoiinaire est moins élevé. Ces différences s'expliquent aisément ; car la condensation produite par l'électricité latente produit le même effet que si l'on augmentait la surface du conducteur, d'autant de fois celle de la batterie, que le

rapport — on yzZ — i (S ^®®) contient l'unité; c'est donc comme si la

machine, dans son état ordinaire , avait un conducteur très-étendu ; l'électricité fournie par le môme plateau, animé de la môme vitesse , devant ainsi se répandre sur une plus grande surface, l'accroissement de sa charge doit être plus lent dans le même temps. D'un autre côté, la perte par l'air, pour une même tension de l'électricité libre, est plus grande lors de la présence du condensateur , car la surface du conducteur se trouve augmentée de celle de la garniture intérieure , qui contient aussi de l'électricité libre ; ainsi VéXaX d'équilibre , entre les quantités d'électricité fournie et perdue dans le même temps , doit s'établir pour une charge plus faible que si la machine n'avait que son conducteur à saturer.

708. 11 suit de là que pour charger directement , et tout d'une pièœ, un eondenisateur à grandes surfaces, il devient nécessaire de disposer d'une très-forte machine électrique. Mais on peut se servir

Vw. 374.

Ckars* par

CMCldl«.

86 COVKS DB PHYSI^^UE.

d'un appnreil ordinaire, en employant un artifice particulier, connu sous le nom de charge par cagcade. La batterie est alors composée de plusieurs boites ^ contenant chacune 4, 6, ou 8 bouteilles, et placées à la suite les unes des autres. On fait communiquer la garniture intérieure de la première boîte avec la machine ; sa garniture extérieure avec celle înlérienre de la seconde; la garniture extérieure de <»tte seconde avec celle intérieure de la troisième ; ainsi de suite , jusqu'à la dernière qui communique avec le sol. En faisant agir la machine, l'intérieur de la première boite se charge d'électricité positire, repousse le fluide du même nom de sa garniture extérieure, qai ra csharger l'intérieur de la seconde , et ainsi de suite. Par cette opération , toutes les boites qui suivent la première sont moins chargées qu'elle, mais ensuite on interrompt les communications successÎTes, pour jeter sur toutes les garnitures intérieures une même tringle communiquant avec le conducteur de la machine, et sur toutes les garni* tures extérieures une autre tringle communiquant avec le sol. Quelques tours de plateau suffisent alors pour terminer la charge de It batterie entière.

i)r'cii.rg# incom- 709. Pour opéfcr directement la décharge d'une batterie, il faut mettre une des boules de l'excitatenr en communication avec le système des surfaces extérieures , puis approcher l'autre boule d'un point du conducteur à branches qui réunit toutes les garnitares intérieures. L'étincelle est d'autant plus brillante et plus longue, le bruit qui Taccompagne d'autant plus intense , que la charge est plus forte. Souvent, dans les condensateurs à grandes surfaces, les électricités accumulées ne disparaissent pas en totalité par une première décharge, et l'excitateur donne encore, quelque temps après, une seconde étincelle, il est vrai beaucoup plus faible que la première. Ce fait indique que les garnitures ne sont pas douées d'une conductibilité parfaite, ou plutôt que les électricités accumulées , qui résident sur les deux faces de la lame *de verre , ne s'en éloignent pas sans difficulté , et éprouvent une sorte de résistance , qui , toute faible qu'elle est , suffit pour retenir en quelques points de petites fractions d'électricité, pendant le court instant de la décharge. Ces résidus se répandent ensuite uniformément sur les faces de la lame , par l'intermédiaire des feuilles métalliques , et constituent une nouvelle charge.

QDAEàRTS^lOIfllftlS UÇON. $7

^>^^w%^fW^v^^m^>^m^^^t^^^%^nit%^^^^^*^MMM^t^ •

ÇUA&ASTB-TROI8IBMB LEÇOV

Sffeti prodoits per le pusage initoitcné da réleolrioittf. -^ Eflbts phyiiologiqaet.-* Sfftttt calorifiques et larailieax. ^ Transport des particules pondérables ; force expaosÎTO de rélectricité, — Effets mécaniques. — Vitesse de transmission de Félectricité. — Électricité atmosphérique. — Lois et Tariations de rélectricité atmosphérique. — Formation des nuages orageux. — De Téclair. — Du bruit dn tonnerre. — Effets de la foudre. -* Paratonnerres. Chod en retour. — De la grêle.

710. Après aToir exposé les lois des forces électriques, donné la Bff«u dairams.

• « "8* ÎDStantanc de

théorie des- instruments propres à constater la présence de rélectricité rëicctncit^. libre , et i déterminer sa nature , enfin expliqué le jeu des appareib qui permettent de condenser le fluide électrique , il reste a décrire les effets produits par le passage instantané de l'électricité à traverr les corps pondérables. Ces effets sont encore pour la plupart sans explication , mais leur étude est importante comme devant aider a la découverte de la. cause réelle des phénomènes électriques. On peut les «

classer en effets physiques, chimiques et physiologiques ; nous nous attacherons particulièrement i ceux de la première classe^ ceux de la seconde seront mentionnés en un autre lieu^ quant a ceux de la troisième, Toici d'abord tout ce que nous pouvons dire a leur sujet.

711. Le corps humain, conduisant assez bien l'électricité, principa- kk-u pbjMoiogu lement par les liquides dont il est imprégné, peut remplir Içs fonctions *'''**'

4e tout conducteur relativement à l'électricité. Ainsi , lorsqu'une personne, commiiniquant aTcc le sol, est en présence d'une source d'électricité , son corps dent être chargé par influence de fluide contraire, et s'il approche par quelque point du conducteur d'une machine en activité, il en tire des étincelles. Si la personne, isolée sur un tabouret dont les pieds sont en Terre, communique directemei^t avec la source, elle fait l'office du conducteur de la machine ; on peut tirer des étinoelles de toutes les parties de son corps ; ses cheyeux se hérissent, et deviennent lumineux dans l'obscurité comme toute pointe éleotrisée. Dans ces deux circonstances opposées, l'étincelle éleotriqfie.

S8 OOVMB M MITSIQUI.

jaillissant d'une partie du oorps, fait éprouver une sensation bnuq et vive.

Quand on opère la décharge d'une bouteille de Leyde, en tooclunt à la fois les deux garnitures avee les mains^ ou avec deux portioos difiërentes de la surface du corps, on éprouve, principalement aux articulations, un mouvement accompagné d'une douleur d'autant plus vive que la charge est plus forte; c'est là ce qu'on appelle la commotion électrique. Si, ptdsièurs personnes se tenant par les mains à la soite les unes des antres, la première prend la houtMlle chargée par sa face extérieure, et que la dernière vienne toucher le bouton de la tige, tontes éprouvent la même commotion. La décharge d'une batterie ordinaire suffit pour asphyxier, et peut occasionner des lésions dans l'organisme; nue batterie de plusieurs centaines de pieds carrés tuerait infailliblement, La charge secondaire, qui se forme après la première décharge d'un condensateur puissant, est même dangerouse; il importe donc, pour éviter tout accident, de laisser pendant quelque temps une communication métallique entra les deux garnitures d'une batterie déchargée.

EAtt wUrifi. 712. Si l'on dispose certains corps sur le trajet de l'électricité , lors qum «tiuineiif . ^^ |^ déchargo d'une batterie , ou même d'une simple bouteille de Leyde, on remarque desefietsqui exigent ordinairement une très-haute température, tels que l'oxydation des métaux. Si les corps ioteiposés ne sont pas très-bons conducteurs, ils peuvent être brisés, perÊoréa, et présenter des effets analogues à ceux produits par la foudre. Pour observer commodément ces phénomènes , on se sert de VexoUateur universel. Cet instrument se compose d'une petite iàble de bois, isolée Pio. sso. t^Ar des pieds de verre ; à chacune de ses extrémités , et un peu au-dessus, est disposée une tige métallique, terminée par deux boules, et mobile en son milieu autour d'un axe horizontal . C'est entre les deux tiges que l'on place le corps a éprouver , soit en l'attachant de part et d'autre à leurs extrémités voisines , soit en le posant sur la table , et abaissant les tiges pour qu'elles puissent le toucher. Les deux tiges sont ensuite mises en communication , l'une avec la garniture extérieure du condensateur par une chaîne conductrice , l'autre avec le système de la garniture intérieure à l'aide de l'excitateur ordinaire. Un fil de fer de petite dimension et de longueur convenable, fixé entre les deux branches de l'excitateur universel , devient incandescent lors de la décharge d'un condensateur , brûle et se disperse en une infinité de petits grains à l'état d'oxyde. Un fil d'or dans les mêmes cireonstances est volatilisé en poudre violette qui tache les objets voisins, en laissant sur elles des traces analoguesi celles que l'on trouve

QOâtftAIfTB-VMOISlÈVt UÇOIl. SO

sur les murs , après la* disparUion d'un cordon de sonnette qae la foudre a traversé. L'étiooeUe électrique on le passage rapide de l'éleotrioitéy sufikponr enflammer les corps combustibles, comme l'bydro* gène dans le bitquet à gai^ la rétine, Tesprit de vin ^ la- poudre à canon. De l'éther mis dans une capsule ^ en contact avee la machine électrique , s'enflamme lorsqu'on soutire une étin'selle*, en présentant le doigt ou un conducteur au«-dessas de sa surface.

Il est difficile d'assigner hi Téritable cause du développement de la ohaleur , qui semble deveir acooroçagner l'explosion ^ ou la décharge électrique, pour produire les différents effets qui viennent d'être signalés. On l'a attribuée la eompression subite qui résulte du passage rapide des fluides électriques , sur les corps qu'ils traversent. L'expérience suivante prouve qu'il y a en- effet déplacement de l'air, lorsqu'une décharge électrique s'opère par étincelle entre deux conduoteurs Toisins. L'appareil secompose d*un fort tube de verre, vertiôal , fermé à ses deux extrémités par des bouchons que traversent des tiges métalliques terminées intérieurement par deux boules ei^regard l'une de l^autre , » une distance oonvenable; un autre petit tube, aussi vertical , communique par le bas avec le grand, et s'ouvre librement dans l'atmosphère^ enfin un liquide coloré occupe le fiand de l'appareil , et s'élève- dans le tube latéral , jusqu'à une certaine hauteur ; quant à la partie supérieure du gros tube , elle contient de l'air qui entoure les deux boules. Lorsqu'on met les parties extérieures des deux tiges^respectivement en communication avec les garnitures d'un condensateur, la décharge s'opère entre les boules par une étincelle, et l'on remarque que le niveau du liquida s'élève momentanément dans le tube latéral. L'air est donc déplacé, lorsque deux masses d'électricités oontràîres ae portent l'une vers l'autre, pour se neutralisera travers ce fluide. Ce déplaoemeot bmsque fait naître une oompression locale qui , se propageantdans les couches éloignées, occasionne le bruit de l'explosion; et c'est À la chaleur dégagée par cette compression qu'on, attribue la rétineelle. Mais on ne saurait se rendre compte , dans cette des changements de volume que subit la lumière électrique, lorsque Texplosion a lieu dans un air de plus en plus raréfié , ni de la lumière pâle et colorée que présente l'électricité, lorsqu'elle se répand dans un espace ride.

On peut manifester la lumière électrique, en formant les conducteurs et les surfaces métalliques , sur lesquels l'électricité doit se répandre, de particules séparées les unes des autres par de petits intervalles. Si l'on compose avec ces conducteurs discontinus les deux garnitures d'une bouteille de Leyde, la charge et la décharge s'opçreni

Fi6.S6t.

COURS DB IBTllQUI.

par une maltitude d'ëlioœllea , qai sillonneai les fiavoiB da Tate dans tous les sens. On peut aussi disposer des parcelles mëtalliipies disjointes , de manière à former des dessins sur des plateaux oa des cylindres de iwrre; ces dessins dcTiennent lumineux lors^'on opère une décharge qui parcourt toutes leurs ligues. ii.«tririti>' aaot u 718. Lc passagc de rëleclricité dans le TÎde peut être obi^einrôà Taide ^ d'un long tube de verre , fermé par deux garnitures métal liqaes tra-

Tcrsées chacune par une tige réunissant deux boules, l'une intérieure et l'autre extérieure ; on fait le vide aussi complètement qne pos&iblo dans ce tube , par une ouverture à robinet que l'on visse sur la machine pneumatique. Cet appareil est ensuite disposé de telle manière qu'une de ses extrémités communique avec le sol, tandis que la boule extérieure de la garniture opposée est maintenue à une petite diatance du conducteur de la machine électrique. Quand on fait tourner le platean , on aperçoit , dans robscurité , à chaque étincelle qui part da conducteur , un jet de lumière blanche et pale , occupant tout l'inlêrieur ^u tube vide.

Au lieu de ce tube long et cylindrique , on se sert encore d'un vase FiG. 363. fermé y de forme elliptique, appelé œuf électrique; on peut employer, pour faire le vide dans ce vase p le procédé imaginé par Rumford , dans le but de constater le rayonnement de la chaleur (§ 210). \a lumière électrique se transforme alors en jets courbes et disoontioDS» de pouleurs variées , et qui réunissent les deux boules intérieures , de manière a former une gerbe vers la boule la plus voisiae de la source , et une sorte de foyer lumineux plus brillant à une petite dîsUnoe de celle communiquant au sol.

Pour expliquer ces phénomènes , on remarque que le vide n'est jamais parfinit lorsqu'il est obtenu par les maohines pneumatiques , que le vide barométrique lui-même contient de la vapeur de mercure , et qu'il est permis d'attribuer encore l'apparition delà lumière, dansées vides imparfaits^ à la chaleur que développe la condensation subite des Suides rares qu'ils contiennent. Quant aux changements de couleur de la lumière électrique , leur cause est encore plus obscure. On sait seulement que l'humidité peut les occasionner , car les étincelles électriques ont des coiileurs différentes, suivant l'état hygrométrique de l'air.

Trantport jef 714. La ualurc des corps , entre lesquels une forte décharge a Ueu ,

MM^"p?rTvi<el influe aussi sur la couleur de l'étincelle; ce qui semble tenir à ce que

le fluide électrique emporte avec lui des particules , détachées des

corps qu'il abandohne , comme l'indiquent les faits suivants, signalé»

par M. Fusinieri. Ce physicien a constaté que l'étinoelle provenanl

QVABARTI-TBOimftlU lbçoh. 41

d*une forte déAuttge, et qoi part d'an globe de laiton ou d'argent, emporte avec elle da métal en fusion. Si le globe d'argent est séparé de la boule de l'excitateur par une lame de cairre plaeée obliquement, l'argent emporté par rétineelle, perfore la lame de cuivre sur une épaisseur qui peut avoir plusieurs centimètres , se loge en partie dans ce canal oblifloe, et le reste pénètre dans la boule de l'excitateur. L*or est transporté de la même «lanière à travers une lame d'argent. Une forte étincelle qui éclate entre deux boules de métaux différents , d'argent et de cuivre par exemple , entraine du cuivré sur l'argent, et réciproquement de l'argent sur le cuivre; chaque particule métallique transportée forme deux cavités opposées , l'une dans la boule d'où elle est détachée, l'autre dans la beule qu'elle pénètre , car chaque groupe de cavités correspondantes contient le même métal en fusion.

Il résulte de ces faits que Tétincelle, produite par une décharge entre deux corps conducteurs, entraine avec elle des particules détachées de ces corps, lesquelles traversent Tair à l'état d'incandescence et de fusion , et brûlent à leur surface si elles sont facilement oxydables. C'est sans doute l'incandescence et la combustion de-ces particules transportées, qui occasionne la lumière vive de rétincelle dans ces circonstances, et ses diverses couleurs. Celte cause est rendue trèsprobable par plusieurs faits que nous citerons plus tard, sur la diversité des images produites, iors du passage de la lumière électrique à travers un prisme.

7 18. La force qui détache les particules métalliques transportées par Force npMismd* rétincelle, est très-probablement due A la répulsion du fluide libre, '^^^ accumulée sur une certaine épaisseur à la surface du conducteur; car les molécules pondérables qui se trouvent comprises dans cette épaisseur doivent se repousser, d'autant plus fortement que la charge électrique est plus considérable; et cette répulsion .peut être assez intense pour vaincre la force d'agrégation. Dans cette manière d'envisager le phénomène , la chaleur dégagée ne serait qu'une conséquence de la séparation des molécules superficielles, et la lumière, qui accompagne cette séparation , s'expliquerait comme les étincelles obtenues par lechoc de l'acier sur le silex.

Un grand nombre d'expériences prouvent en effet l'existence d'une forcé d'expansion, qui tend a éloigner d'un corps conducteur les particules de sa surface, lorsque ce corps est instantanément traversé par une grande niasse d'électricité libre. Priestley a observé que la décharge d'une forte batterie électrique, opérée par une grosse chaîne de métal, fait dégager de eette chaîne une poudre noirâtre, qui tache les eorps, voisins; la chaîne se trouvant avoir perdu une petite partie

4i COUU DI FlfTSIQtl.

de son poids , on doit oonolure que la pondre obterTëe est du métal très-divisé. La chaîne étant placée pendant Fopération snr noe plaque de Terre, les taches déposées ont la larufenr et la couleur de chaqae chaînon -, la poudre qui les forme s'enlève fadleinent à la partie aupérieure mais au-dessous elle fait corps arec le Terre. Si la déchaife s'opère- à tra^rvrs nn morceau de charbon placé sur une feuille de carton, entre les branches de l'excitateur nnîrarsel, le charbon est rëdail en poussière, qui pénètre et déchire le carton.

Ainsi , le passage instantané de rélectrioité a travers un corps coaducteùr, tout en désagrégeant sa couche superficielle , peat prodoÎR sur elle deux effets très-distincts : la fondre par parties cooime dans la expérienoes de Fusinieri , ou bien la réduire en pondre eooame dan celles de Priestley. Il est d'autant plus difficile d'assigner la caoseipii détermine un de ces eCBets plutôt que Tantre, qu'ils peuTent ^mw^H**» sur le même corps conducteur , comme l'indiquent les faits sniTanU: Priestiey , se servant d'une batterie de quarante pieds carrés , dont il opérait la décharge aTCc une petite plaque d'un métal poli , qui ree^ Tait l'étincelle directement en son centre, observa sur cette lame de taches circulaires , les unes composées dépeints brillants et de cavités indiquant une fusion superficielle , les autres d'une poussière noire pes adhérente; ces deux espèces de taches concentriques se suooédaient alternativement ; la tache centrale appartenait toujours à la prraiièfc espèce. Ce phénomène se produisit sur des lames polies de tons les métaux , mais le nombre et la grandeur des oercles coDceutriquea , ainsi que la profondeur des cavités, furent Tariables d un métal à Vautre.

Tous ces effets, quelles que soient leurs différences, concourent à prouver que l'électricité libre , instantanément accumulée dans certaines parties d'un corps solide, tend a détruire la force d'agr%aUoi ou l'attraction moléculaire. On prévoit , d'après cela , qu'un liquide élactrisé doit paraître plus fluide ou moins visqueux , et ^trouver noe action capillaire plus faible , de la part des parois solides avec lesquelles il est en contact: c'est en effot ce que confirma l'expérienoB suivante. Si l'on suspend par une chaîne, au oondncteur.de la nachine électrique , un vase métallique rempli d'eau , et muni d^os ajutage capillaire par lequel le liquide ne s'échappe que goutte « goutte ; aussitôt qu'on fait tourner le plateau , les gouttes diminuent d'abord de grosseur et se succèdent plus rapidement , puis réooulemcnt se transforme en une Tcine continue et très-fine; la quantité d'esa fournie par l'orifice reste d'ailleurs la même dans tous les cas, et ne dépend que de la hauteur du liquide dans le Tase. Cet effiat est évidemment dû à une diminution , tant de la Tiscosité de l'eau, que de

l'atliyotion oapiUâiire exeroéo sur le liqaîdepar les parois de rorifice.

716. Un oorpB non conducteur en plaque luinoe, tel qu'un plateau Efiêu de Ycrre , est pereé lorsqu'on le met entre deux pointes mëtaUiques,

Fio. 88S.

fixées aux deux branches isolées d'un excitateur universel , et garnies de gouttes dliuife, pour empêcher la dispersion de l'électricité, et faire en sorte cfue la décharge ait lieu entre les deux pointes, à travers la lame isolante. C'est par un effet semblable qu'une bouteille de Leyde, dont le Terre est trop mince , se brise quand on la eharge fortement. Un vase fermé, de petites dimensions , rempli d'eau , et contenant deux )x>nles en regard dont les tiges traversent les parois, est brisé lorsqu'une forte décharge électrique s'opère entre ces boules»

Si l'on place une^earte parallèlement entre deux pointes-métalliques, de telle manière que l'une soit à gauche et l'autre à droite, lors d'une décharge entre ces pointes la carte est percée , mais non au milieu : le trou est en face de la pointe où s'était accumulée l'électricité négative. Cette expérience fait penser que l'air oppose plus de résistance à l'électricité négative qu'à rélectricité positive ; ce qui semble confirmer cette opinion , c'est que l'appareil étant mis en jeu dans un air raréfié, le trou se fait dans la carte , en un point, qui s*éloigne d'autant plus de la pointe négative que la raréfaction de l'air a été poussée plus loin. L'apparence d'une aigrette lumineuse dana l'obscurité, a l'extréraitéd'une pointe laissant échapper de rélectricité positive, tandis que l'on n'aperçoit qu'une auréole, ou même un simple point lumineux, lorsque c'est de rélectricité négative qui -se dissipe, fournit une nouvelle preuve de la moindre résistance que l'air oppose a l'électricité positive. Les formes diverses affectées par les amas de poudre qui figurent des dessinssur le gâteau de résine, dans l'expérience citée au paragraphe705 , confirment encore cette conclusion.

717. On a longtemps essayé sans succès de déterminer la vitesse aTCc laquelle se -propage l'électricité à travers les corps conducteurs. JÈrtr"^**^***" Si l'on touche l'une des garnitures d'une bouteille de Leyde avec un fil métallique faisant un grand nombre de circonvolutions, et terminée par une petite boule conductrice placée très-près de l'autre garniture, on ne peut observer aucun intervalle de temps appréciable , entre le moment du contact , et l'apparition de l'étincelle à l'autre extrémité do fil. Lorsqu'une décharge électrique s'qpère dans un lieu très-obscur, où des corps sont en mouvement , ces corps momentanément ^claires par la lumière des étincelles paraissent complètement immobiles, quelque rapide que soit leur mouvement réel. Cette apparence assigne une durée excessivement petite , et tout à fait inappréciable , au phénomène de rétincelle électrique.

Vii«M» de

lBi^aiOII

tricitrf.

44 cooas Di PBTsiQiii.

H. WheaUtone est parvenu à meBarar la vitesie de tranaiDiaMon ds fluide électrique, en te serrant d'un appareil dont voici le principe:

Fie. 364. La pièce principale est une large plaque métallique, polie sur set deux faces de manière à former un double miroir « mobile autour d'an axe vertical parallèle aux deux plans réfléchissants, et dont le prolonge- ' ment parcourt la plaque longitudinalement, au milieu de bcmi épaisseur. Un mécanisme convenable imprime le mouvement do roiatioo, et permet d'évaluer sa vitesse , ou de compter le nombre des ré? olntiens faites dans un tempe donné ; nous supposerons que oette vitesse ait été réglée à cinquante tours par seconde. D'après la loi de la rflexion , l'image d'un point lumineux fixe , observée dana le miroir mobile, doit décrire A chaque demi-révolution une ciroonfërence de cercle borixontale, ayant son centre sur l'axe de rotation, et dootk rayon est la distance qui sépare cet axe du point brillant. Si cette diitanœ est de quatre mètres , par exemple , et que la viteaee ail la grandeur supposée, l'image décrira, -par seconde de tempe , cent circonférences de 4*ttiètreB de rayon , ou un arc'd'uu demi-degré, ayant trois centimètres et demi de longueur, dans la fj^rrf partie d'une 8^ conde* •

Imaginons que le phénomène lumineux, observé par réflexion ssr le miroir -mobile, soit une étincelle électrique , qui parle entre deix boules métalliques, situées verticalement L'une aurdessui de l'autre. On conçoit que cette étincelle doit mettre un cerUin înterral/e de temps à se propager entre les boules , et que la lumière produite en chaque point de ce trajet doit y persister pendant un certain înalant. Si la durée du parcours, et celle du passage en chaque point , étaient comparables a la 7777^* partie d'une seconde , l'apparence due à la réflexion devrait être celle d'un rectangle oblique , lumineux aur toute sa surface , à cause de la persistance des impreasions produites sur la rétine; la longueur mesurée des côtés horiiontaux de ce reolangk permettrait d'évaluer la durée de la lumière électrique, à chaqie point où elle parait, et l'on déduirait facilement de l'oUiquité ds deux autres côtés le temps du parcours , ou la vitesse de transmissioB de la lumière électrique à travers l'air. Or, dans ces oirconstaoeea l'ap parence est une ligne brillante parfaitement verticale; le tempa q» l'étincelle met à se porter d'une boule à l'autre , est donc inoompanblement plus petit que la 77^77* partie d'une seconde*

Fio. ses. Soient maintenant six boules métalliques o, b, e, d, e,fg semblablei

et disposées sur une même verticale ; a communique avec la giimitare extérieure d'un condensateur chargé ; deux fils de laiton, ayant nœ même longueur de plusieurs centaines de mètreti léoniiaent & et c, d

QCAKAim-TlOISltHI LBÇOII. 4tf

el «; enfin la sixiètnc boule/* est munie d'un fil métallique que Ton luet en contact avec la garniture intérieure du condensateur. An mo* ment de ce contact , la décharge s'opère par trois étincelles, l'une de a à b,\9L iieconde de c à (/, la troisième de e à /*. Ces trois étincelles , observées simultanément par réflexion sur le miroir mobile , présentent chacune une ligne brillante ; mais des trois lignes , celle du milieu est sensiblement* écarlée de la verticale qui contient les deux autres ; cet écart indique que rétincelle ed est en retard d'un intervalle de tem|>s appréciable, relativement aux deux étincelles ab et ef^ lesquelles se manifestent au même instant. Cet intervalle de temps est évidemment celui que le fluide électrique met à parcourir un des fils métalliques, tgc, dke, dont la longueur est connue. M. Wheatstone a conclu d'expériences faites a l'aide de ce procédé , que l'électricité se transporto, sur un fil de laiton de 0,">002de diamètre, avec une vitesse d'environ 480 000 000», ou de 1 15 000 lieues par seconde; celte # vitesse surpasse celle de la lumière dans le vide planétaire, qui est de 70 000 lieues.

718. On conçoit que les effets physiques et chimiques dus au passage nrâoiii>iiM A(«. rapide de réiectricité , seraient plus faciles à étudier , si l'on pouvait aKwr>**<«* se servir d'une source énergique et continue, fournissant toujours

de nonvelles masses d'éleelricités contraires, qui dussent traverser des corps conduoteurs pour se neutraliser. Or, il existe des sources de cette nature, et nous aifrous l'occasion de citer les appareils qui permettent d'utiliser leurs propriétés. Il convient dona de suspendre ici l'analyse des effets produits par Télectricité, pour la reprendre quand ces appareils seront décrits et expliqués. La théorie de l'éleotricité statique suffit d'ailleurs pour comprendre les phénomènes électriques qui se manifestent dans l'atmosphère, et c'est ici le lieu d'nborder cette branche de la philosophie naturelle.

719. L'analogie des effets obtenus par les machines et les batteries PrniTM d«rA#c. électriques, avec ceux observés dans les temps d'orage, fit concevoir

à Franklin la possiblité de démontrer l'identité de leurs causes; il imagina d'élever dans l'air des corps conducteurs , qui pussent rendre sensible l'électricité atmosphérique ; mais n'ayant pas en Amérique les moyens nécessaires pour faire en grand ces expériences, il engagea les physiciens d'Europe à lés essayer. Plusieurs d'entre eux élevèrent des pointes métalliques fixées à des cerfs-volants , dont les cordes, entourées de fils conducteurs, étaient retenues par des isolateurs, a une certaine distance du sol. Quand il passait un nuage orageux au-dessus de la pointe d'un de ces cerfs-volants, on pouvait soutirer de sa corde de grandes étincelles , au moyen d'uu excitateur

46 COURS m PITSIQOI.

commaniqBant avec le réserroir commiin; qd obserrait alon des lain» de feu de plasieart pieds de longnear, dont rapparition était aooompagnée d'an bruit analogue à celui d'une arme à feu.

ChaHes , physicien français, fitconatroire un appareil s^nblable; son cerf-Yolant était retenu par un fort cordon de soie entrelacé avec an fil métallique , dont l'extrémité inférieure s'enroulait aar ai| cabestan isolé , ayant nne manivelle en verre; on déroulait bette <^rdepoàr que le cerf-volant pût s'élever. Pour éviter tont danger , on avait placé /près de Textrémité inférieure de^ la corde , un piquet de fer enfoncé profondément dans le sol ; l'électricité suivant tonjoun k meilleur conducteur à distances égales , il n'y avait rien à craindre tant que le piquet métallique se trouvait entre l'observatear et l'appsreiU On put alors étudier tous les phénomènes dus a l'électricité de l'atmosphère , et reconnaître que cette électricité change rapidemeat de nature dans les temps orageox , et passe en quelque sorte instantanément du positif au négatif, et réciproquement. Apparaît vouT 720. Gc n'est pas seulement dans les nuages que l'on tronve de l'étfidttf «tmiHphM. lectnoite libre: on peut s assurer de sa présence dans ratmo^heit Fio. ses. elle-même , au moyen d'un électromètre , dont la garniture est surmontée d'un conducteur plus ou moins long, terminé en pointe. Cet éleotromètre étant élevé, en rase campagne, à qnelques'mètres an-dessus du sol , indique des traces d'électricité , toujours positive iersqve l'air est trés-sec , mais qui dans les temps de {Unie est tantét positive , tantôt négative. Dans ces dernières circonstanoes , il est néoesaaîre de fixera la tige de l'électromètre un chapeau en laiton, de forme conique, et d'un diamètre assez grand pour que la garniture et la partie inférieure du conducteur soient préservées de la pluie.

Lorsqu'on vent faire ce genre d'expériences dans un cabinet , oo réunit, par un fil conducteur, la garniturederélectromètreavec une tige métallique isolée , fixée a la partie supérieure de l'édifice dans lequel on se trouve, et terminée en pointe vers le haut, disposition qui n'est pas indispensable , mais qui est quelquefois favorable. Il est pmdeit de fixer à une assez petite distance de la partie inférieure de cette tige isolée, nne boule métallique dont la commun ioatîon avec la terre soit bien établie , et sur laquelle cette tige puisse se décharger d^nne tnf grande masse d'électricité. La caisse de l'électromèlre doit être petite» afin de diminuer le plus possible la masse d'air intMeure. Les pendnks doivent être très-mobiles, et peuvent être formés de deux boules de sureau suspendues à des fils métalliques très-fins , ou simplement de deux pailles conductrices. L'écartement de ces pendules doit être observé à distance au moyen d'une lunette mobile sur un limbe horiaontal.

QUAKAlfTI-TMOlSliai LBÇOIT. 47

Enfin il est nécemaîre de fomier d'avance une table de graduation, qui donne ponr chaque écartemeni la force de charge de l'instrument.

Voici de quelle manière on peut déterminer les éléments successifs de cette table. On se procure deux électromètres parfaitement semblables; si l'un d'eux, étant électrisé directement, présente un écartement de n centimètres , et qu'on le touche avec la tige du second , la charge se partageant également entre les deux garnitures , le même écarteraent «', moindre que «, offert parlesdeux instruments, çt qu'on mesure avec soin , doit correspondre à une charge moitié de la première. Rétablissant le second électromètre dans son état naturel , on le met encore en contact avec le premier; il en résulte un nouvel écar* tement n'', moindre que «', et qui doit correspondre au quart de la charge primitive , ainsi de suite. Les distances «, fi', «",... ne décroissent pas aossi rapidement que les charges quelles mesurent, parce que la loi de la distribution de l'électricité sur les pendules change avec leur écartement.

Au lieu d'un conducteur d'une très-grande dimension, Saussure se servait d'une boule creuse de métal , attachée au bout d'une «haine , dont l'autre extrémité pouvait glisser le long de la tige de l'électromètre; il lançait avec force cette boule dans l'atmosphère , la chaîne se tendait , et par suite du mouvement ascensionnel , son anneau inférieur abandonnait la lige. L'instrument restait alors chargé d'électricité de même nom que celle disséminée dans Tatmosphère. Cette charge devait évidemment provenir d'une décomposition de fluide neutre , produite par l'influence de l'électricité atmosphériqae , lors de l'ascension de la boule.

7S1. Par une longue suite d'expériences , entreprises au moyen de Loid^riiccfrieiK ces différents appareils, on a constaté depuis longtemps que l'électricité * <" "i"** disséminée dans l'air sec est toujours positive , et que cette électricité libre croit en intensité à mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère. Dorant leur ascension aérostatique, MM. Gay-Lussac et Biot ont remarqué qu'un fil métallique assez long , suspendu à la nacelle , se trouvait électrisé négativement dana sa partie supérieure , quoique le temps fût parfaitement serein ; ce fait résulte de ce que les couches supérieures de l'atmosphère, plus. fortement chargées d'électricité positive que les couches inférieures , déterminaient une électrisation par influence plus puissante, dans le fil métallique vertical.

MM. Becquerel et Breschet ont , lont récemment , mis hors de doute la loi générale sur l'état électrique de Tatmosphère , en appliquant sur une plus grande échelle le procédé de Saussure. Leur observation fut faite, par un temps serein, sur un des plateaux du mont Saint-Ber'-

48 COUM ra F1T8IQ0I.

nard. L'appareil se composait d'un fil de soie , reconyeri de clinquaot, ayant 80 inètreu de longueur , et déroulé sur un morceau de taffetas gommé de plusieurs mètres carrés , tendu horizontalement ; un àe» hoBts de ce fil emli|j|ra88aît par un nœud coulant la tige de l'électromètre, et l'antre extrémité était attachée au fer de lance d'une flècbe. Cette flèche , lancée Tcrticaleraent avec toute la force de l'arc, emportait le fil , dont le nœud inférieur abandonnait la tige.

Or, durant cette ascension on voyait les pailles de l'éfectroaMtrs' s'écarter progressivement , et' finir par frapper fortement les parois de la cloche. L'électricité communiquée était toujours positive. La flèche ayantjété lancée horizontalement à un mètre au-dessus du sol, l'électiomètre resta à l'état naturel ; ce résultat prouve que l'électricité ncuoillie, lors de l'ascension verticale du fil, ne pouvait provenir di frottement de la flèche contre l'air ; il indique aussi que la couche atawsphériqoe, d'un à deux mètres d'épaisseur, qui touche le sol, se contient pas d'électricité libre.

£n général les électromètres , disposés pour recueillir l'électricité de l'atmosphère, ne donnent aucun résultat dans les lieux baa et abrités, tels que les cours des maisons , les rues des villes , les vallées étroilo. En rase campagne ou sur les plateaux , il faut élever les appareik a deux mètres au moins au-dessus du sol , pour obtenir un écartemcot sensible des pailles. Saussure dans les Alpes , et M. Becquerel sur ki rochers de l'Auvergne , ont constaté que les signes de réieetricité atmosphérique, très-sensibles an-dessus des sommets dei moûts, diukinuent rapidement sur leurs versants, et sont nuls en général à lenn pieds.

Vanat Son* 722. 11 résultc incoutestablemeut de tous ces faits que l'atmosphère,

tricu/'afaMpS- paï" un temps sec, contient toujours de l'électricité positive libre, dont nq"«> riiitensitéva en augmentant avec la hauteur au-dessus de la terre. Des observations suivies, faites dans m même lieu, et toujours pariu temps serein , ont prouvé que l'état électrique des couches inférieum de l'atmosphère atteint chaque jour deux maxima et deux mininu : un premier minimum deux heures environ avant le lever du soleil; un premier maximum quelques heures après ce lever; un second mnimnra deux heures environ avant le coucher du soleil ; enfin un •^ cond maximum quelques heures après ce coucher.

Les variations ordinaires de l'hygromètre suffisent pour expliqaer ces résultats généraux. Vers la fin de la nuit, une grande partie de l'électricité des couches inférieures de l'atmosphère s'est perdue daos le réservoir commun, tant par le dépôt de la rosée, que par la plas grande conductibilité de ces couches , due à leur maximum d'humi-

(liarn«t d«iVI^-

QUAiAiin-TBoialivi Liçoif. 49

dite; quant aux oonchet flupérieorai , dont Tétat hygrométrique rotte toi]goun très-différent de la saturation, elles conserrent leur âeotrioité, mais sont trop éloignées pour agir par influence d'une manière sensible ; l'électromètre , situé non loin de la terre, doit dono alors indiquer un minimum d'éleotricité. Dès que le soleil parait sur Thorison , la terre commence à s'échauffer, et les Tapeurs qui s'élèvent vont donner plus de conductibilité aux couches moyennes , en sorte que l'électricité des couches supérieures se répand en plus grande quantité dans celles inférieures, pour se porter vers le sol ; Télectromètre doit donc marcher vers un premier maximum.

Plus tard l'action échaufiante des rayons solaires dessèche l'air, c'est-à-dire diminue son état hygrométrique; les régions élevées slsolent plus complètement, et Tétat électrique des couches inférieures diminue ; l'électromètre doit donc descendre vers un second minimum. Hais quand l'astre s'approche rapidement derhorixon , l'air se sature de vapeur par refroidissement; il devient meilleur conducteur, et l'écoulement de l'électricité des couches supérieures vers le sol reprenant son intensité , l'électromètre remonte vers un second maximum. £nfin toute la partie de l'atmosphère, limitée vers le haut parles couches où l*état hygrométrique est encore éloigné de l'humidité ex* trérae, perd pendant la nuit la plus grande partie de son électricité, et l'électromètre descend alors jusqu'au jour suivant.

U parait plus difficile d'expliquer d'une manière satisfaisante pourquoi l'électricité de l'air serein , toujours mesurée dans la partie inférieure de l'atmosphère , est beaucoup moins forte en été qu'en hiver. On peut dire cependant que dans les beaux jours de l'été qui sont chauds et secs , l'écoulement vers le sol de l'électricité des régions supérieures doit être moins abondant qu'en hiver, époque à laquelle l'air est plus souvent voisin de l'humidité extrême. Quoi qu'il en soit, il résulte incontestablement, d'observations suivies avec soin, que la charge moyenne de l'électromètre , mesurant l'électricité atmosphérique dans les jours sereins, augmente progressivement depuis le mois de juillet jusqu'à la fin de janvier , pour diminuer ensuite.

Les observations électrométriques, faites dans les temps de pluie et de, neige , donnent des indications trop dissemblables et trop irrér guUères, pour qu'on puisse espérer d'en déduire aucune loi générale. Si l'on rapproche les résultats obtenus pendant les jours pluvieux d'une même année , on trouve à peu près le même nombre de jours où la charge de l'électromètre était négative , que de jours où elle était positive. Souvent l'électricité manifestée change plusieurs fois de signe dans les vingt-quatre heures. Saussure a observé que dans les jourp

TOHB m. -i

50 C0UK8 ra raTSIQVB.

sereins de Tété, qui «accèdent A la ploie, les périodes diomesont rinteniité de celles de VhÎFer.

^"liïoïphSïl'' ^2** les physiciens ont tsherché longtemps la cause du développa "i"*' ment derélectricitédans Fatraosphère. Plusieurs faits semblent prouver

que réTapor^ation de l'eau à la surface de la terre est l'origine deee phënoniène. Si l'on jette dans un creuset rougi au feu, une dissolalim saline ou de l'eau ordinaire, et que l'on mette en contact a^ec U Tapeur qui se dégage alors , un fil métallique uni an plateaa collectev d'un électromètre condensateur, on reconnaît que cette vapeur est chargée d'électricité positive, ou de la même espèce qae celle disié' minée dans l'atmosphère , lorsque le temps est serein.

Hais d'autres expériences indiquent que le développement d'électricité, observé dans le changement d'ét.at des corps , doit êtres»vent ^attribué au frottement des fluides élastiques contre les parois da vases. Une série d'expériences entreprises par M. Pouillét ont ëdairc ces faits : elles ont démontré que Teau pure en s'évaporant ne donae pas de signes sensibles d'électricité, mais qu'il j a. au contraire 4e l'électricité libre développée, lorsque l'eau soumise à l'évaporatioa contient un sel en dissolution ; la vapeur étant alors chargée d'électricité positive. Or l'eau ordinaire n'est jamais pure, ou peut donc regarder son évapora tion , à la surface de la terre , comme la soorce de l'électricité répandue dans l'atmosphère.

m. Pouillét a signalé une autre source de l'électricité aUno^&ërî^ae dans l'acte de la végétation : ayant isolé des végétaux dans une caisse de Terre,- ce physicien observa que la caisse donnait au bout d'an certain temps des signes d'électricité négative, et que conséquemioent le gaz acide carbonique formé était à l'état positif^ on savait d'aUleurs « par d'autres expériences , que lors de la combustion du charbon, l'acide carbonique qui se forme est électrisé positivement , tandis quele charbon restant s'électrise négativement. En rapprochant ces deai faits , M. Pouillét a cru pouvoir conclure que c'est la oorobinaisoa d« charbon avec l'oxygène qui produit de l'électricité libre pendant b végétation. Mais on -objecte à cette conclusion qae oe n'est pas à b surface extérieure du parenchyme que cette combinaison s'opère, nuis .l}ien dans son intérieur , en sorte que l'acide carbouiqno fonuéf rvtant dans un contact prolongé avec lecharlmn en excès avant de* dégager , les électricités développées par la formation du gai doivent se réunir, et tout signe d'électricité libre disparaître.

D'ailleurs comme il y a probablement compensation entre la qualité d'acide carbonique formée pendant la nuit , et celle décomposée pendant le jour , il devrait y avoir des phénomènes contraires prodoit^

Klcetrintkm dt«

QUAMAlfTl-TMOISlftVB LIÇOR. 8l

à ces deux époques , et en dernier résultat nullité d'électricité développée par cette cause dans l'ataiosphère. On peut au reste attribuer l'électricité manifestée par la Tégétation, à l'évaporation de l'eau que contiennent les végétaux, et qui n'est jamais pure. Ainsi Tévaporation de l'eau , a la surface de la terre , est encore la seule cause à laquelle on puisse attribuer , dans l'état actuel de la science, le déyeloppement de l'électricité positive au milieu de l'atmosphère, dans les jours se* rein».

724. Quoique l'air ne soit pas conducteur, on concevrait cependant que l'humidité qu'il contient pût transporter l'électricité développée à la surface de la terre, jusqu'à la hauteur des nuages, qui se trouveraient ainsi électrisés. Mais M. Gay-Lussac a trouvé une autre explication très-satisfaisante de cette électrisation : il regarde les globules Tésiculaires qui forment les nuages, comme donnant à la masse d'air enveloppée la propriété de conduire l'électricité^ un nuage étant ainsi considéré comme un corps conducteur, quoiqu'à la vérité asseï imparfait, on conçoit qu'au moment de sa formation, toute l'électricité répandue dans la masse d'air qu'il embrasse, se porte peu à peu à sa surface ; et que des nuages, ainsi électrisés à la manière des conducteurs isolés de nos machines, puissent donner lieu à une explosion lorsqu'étant chargés d'électricités contraires, ou inégalement chargés de la même espèce d'électricité , ils viennent k s'approcher ou à se rencontrer. Telle est probablement la cause première de l'accumulation de l'électricité dans les nuages.

725. 11 reste à expliquer comment il se fait que les nuages soient PonaatiM d«i électrisés, les uns positivement, les autres négativement, quoique ^''S^tà^H^Sf' l'atmosphère, où ils ont dû se former, ne contint que de l'électricité positive. Les nuages occupant différentes hauteurs , et l'expérience indiquant que l'électricité atmosphérique, observée par un temps serein, est plus considérable A de plus grandes distances de la surface de la terre, on conçoit que les nuages supérieurs, chargés d'une plus forte quantité d'électricité positive que ceux formés au-dessous, peuvent agir par influence sur ces derniers, en repoussant leur fluide positif, qui se dissipant plus vite dans l'air que le fluide attiré, laisse de l'électricité négative libre sur les nuages inférieurs.

Il est encore une cause très-générale qui peut donner lieu à la formation des nuages électrisés négativement. L'atmosphère étant généralement surchargée d'électricité positive, on conçoit que les corps situés à la surfacede la terre, et principalement les sommets des monts par leur plus grande élévation , les masses d'eau à cause de leur plus grande conductibilité, doivent être électrisés par influence, et consé-

52 COliaS Dl PHYSIQDI*

quemment sarohargas d'électrioiié n^atiTe* Cet état ëiectriqae dn uA jésalte d'ailleurs d'un fait obsenrë par Saussure et d'autres physiciens, que Tean dispersée en gouttes fines, dans le voisinage dm cas^ cadesy emporte aveo elle de l'électricité négative. L'existence des nuages parasites qui s'attachent aux flancs des montagnes^ et resteat longtemps Mlans cette position malgré la force des Tcnts^ obli^ d'aimettre une force attractiye , laquelle ne peut être que l'action a distance de l'électricité positive des nuages, sur l'électricité nqpUre accumulée à l'état latent aux cimes élevées du sol.

L'état électrique de la surface de la terre, inverse de celoi de l'akaMh sphère, étantprouvé par ces faits, il est évident que les brouillards knmides , qui se forment à la surface des fleuves, des lacs et de la awr. doivent être électrisés comme des corps conducteurs en contact avee k sol ; et si l'échaufiFeroent des rayons solaires vient à déterminer Y»cension de ces brouillards, il doit en résulter des nuages électiisâ négativement. Saussure a en effet constaté, dans les Alpes, qœki lirooillards qui s'élèvent du fond des vallées, emportent avec eux èe l'électricité négative.

»r iv'chir. 726. L'éclair est certainement dû à la réunion des deux électricités

contraires, accumulées sur les parties voisines de deux nuages différents; mais contrairement a ce qui se passe dans le jeu de nos machines électriques , où l'étincelle est très-courte et n'est produite qae lorsque les deux corps entre lesquels elle apparaît sont très-roîsras i'un de l'autre, l'éclair ou l'étincelle due à la réunion des électricités de deux nuages différents peut avoir une longueur considérable , qin alteint quelquefois une lieue et plus.

On peut remarquer, pour expliquer cette différence , que les nuap étant formés de vésicules de vapeur qui établissent une sorte de ooadnctibilité entre les particules d'air interposées, sont seulement os peu meilleurs conducteurs que l'air qui les enveloppe , et auquel sos état hygrométrique, voisin de la saturation, donne déjà à un asm haut degré la faculté de conduire rélectricité; tandû que dans aa machines les conducteurs métalliques conduisent très-bien l'électricité, et sont entourés d'air qui dans son état habituel la conduit très-mal

Il est donc probable que l'électricité des nuages ne peut acsquéfS une tension aussi forte que celle accumulée à la surface des conducteurs de nos machines ; mais la masse de la première étant incompt* rablement plus grande, l'étincelle qu'elle produit peut encore êlre très-forte, quoique sa tensioA soit faible. Or il peut résulter do pelit excès de la conductibilité des nuages, sur celle d6 l'air compris entre eux , et par suite de la faible tension de l'électricité libre répandue s

QVàiAim'TSoinftn tiço^. M

lear imfaoe, quci la décharge qoi t'opère entre d«ax nuages le fane à la fois sur plusieurs points , et qu'elle n'ait même lieu que suoceisi^o*ment entre les différentes parties de ohaonn de ces nuage» ^ Cifoonstances qui peuvent expliquer la grande étendue apparente de l'étincelle atmosphérique i ou de Téolair.

727. Quant au bruit du tonnerre , il présente beaucoup de partioo- BnûtdaiMnrm. larités dont il est difficile de donner une explication complètement satisfaisante; toujours on entend, non pas un seul coup, maiiua xt>ulement qui va en s'afiûblissant; souvent aussi on distiague plu^ sieurs coups d'égale intensité. Le prolongement d'un seul son peut provenir de l'inégalité des temps que le son, produit par le déplacement de l'air dans les diflférents points du long trajet d'une étincelle, emploie à parvenir à l'oreille qui le perçoiL

Il existe dans l'atmosphère, par un temps d'orage , des eooohas d'air amenées par des coCiranta de directions , de températures, et parvnito d'étals hygrométriques différents , qui peuvent avoir conséquemmént des densités différentes $ or on prouve dans l'acoustique mathématique,que lorsqu'un son se propage à travers des milieux inégalement den-ses, il f a , à chaque changement de milien , formation d'une onde sonore nouvelle qui se propage comme si l'onde directe était réfiéoliie. On conçoit d'après cela qu'il puisse résulter de l'existeace de' couches de densités différentes dans l'atmosphère , une série d'échoa , qui fasse d'nn son unique , provenant d'une simple déohwge électrique, un son répété et décroissant d'intensité.

Pour expliquer la succession de plusieurs sons d'égale intensité , on admet que l'imparfaite oonduotibitité des nuages décompose la dé^ charge totale, en une suite de décharges partielles, qui ont liea à des intervallesde temps appréciables. Suivant cette explication, à «haqoe décharge les électricités contraires les plus voisines se réunissant, il resterait encore de l'électricité libre sur chacun des nnages en présence, qui n'ayant pu participer à la décharge précédente, à cauae de la faible conductibilité des masses de vapeur vésiculaire, donnerait lieu à une nouvelle distribution d'électricité , qui amènerait une nouvelle décharge ; c'est ainsi qu'une batterie électrique , après une forte décharge , peut encore donner lieu à une décharge beaucoup plus faible, provenant de l'imperfection de la oondoctibilité des garnitures , qui ne permet pas aux deux électricités libres de se réunir complètement lors du premier contact.

7S8« les eflbts de la foudre ne sont autres que eenx dus au passage ^c.,» .u instantané de l'électricité i travers les corps , mais produits avec une ^ '^'^' intensité prodigieuse. Ainsi la foudre brûle, fond ou disperse en pous-

M cora» n wmrmpn.

«ière les fih méUlttfoes qu'elle reneontre. Elle TÎtiMe oa réduit en poadrela surface des roches élerëes qu'elle frappe; elle déaorgauîse les eotps animés qu'elle tneinstatttanéroenl. Ses étincelles enfiammeDt les corps combustibles , tels que la paille , le foin, la pondre. EUeSead et brise les corps médiocrement conducteurs qui lui refusent un p»sagQ facile, tels que les arbres. Sî un corps roauTaÎB condaclear la iépare d'un autre dont la conductibilité soit plus parfaite^ elle bnse le premier pour atteindre le second ; c'est alors qu'elle fend les niuis, d projette au loin les pièces métalliques qui s'y trouTent scdilées ; qu'elfe perfore des couches de sable, en s'y creusant un tube dont elle ritrifie les parois, pouf atteindre un terrain humide inférieur. Paroonnnt toujours la route, non la plus courte, mais celle formée par des corps meilleurs conducteurs de l'électricité, elle sillonne l'atmosphère en lignes brisées et anguleuses , pour suivre les parties de l'air pins chir gées d'humidité , préfère les chaînes et les tiges métalliques aux oorp animés, mais aussi ces derniers aux végétaux. Enfin la fondre tnn$porto avec elle des particules matérielles, détachées des oondoeleon ou recueillies dans l'atmosphère ; abandonnant ensuite ces particule» sur les corps où sa décharge s'opère, elle y laisse des traees de fîer et ée soufre.

Piniomii>rrM. 729. L'idcutité de la foudre et de l'électricité produite par les mtchines , ayant été constatée, Franklin eut l'idée de préserver les cwrps situés À la surface de la terre, de tous les accidents de la fondre, eo se servant de paratannerreê , appareils destinés à faire écouler Vé\eclr\c\lè des nuages dans le réservoir commun , au moyen d'une série de corps bons conducteurs, asses forts pour résister an passage rapide d'une grande masse de fluide électrique. On se sert à cet effet de barres métalliques d'asses fortes dimensions; les précautions que l'on prend pour les disposer convenablement ont été indiquées par la théorie, et ont suffi jusqu'à présent pour préserver les bâtiments.

On avait d'abord attaché une très-grande importance à la forme d« ces barres i la première idée de Franklin était que les paralonnerro devaient être terminés en pointes , pour soutirer ou neutraliser Vé\cetricité des nuages ; mais on a reconnu depuis que les pointes n'étaient pas indispensables, {iorsqo'on ne veut que préserver un édifice, il suffit de présenter à la foudre des conducteurs de dimensions con venable», et de les rapprocher assex pour garantir de tout accident l'intervalle qui les sépare. Pour déterminer le meilleur moyen de remplir ces eon* ditiôns, on n'a pu agir que par tâtonnement; en s'appuyant sur une multitude d'observations , on est parvenu a assigner des limites aux dimensions, et a la disposition relative des diflFérenles parties des para-

QVAiÀin»-TMtsitn uçoif . 88

tonoerrw , qui rendent extrèmeiMnl probable leur eAoaeild ooa* stanle, tant qd'on se renferme entre ofsKreîtes.

Il est préférable d'élever l'extrémité snpérienr»dn oondnotetir , an* dessus da comble de l'édifiée qa'on vent préserver, pour n'être pas obHgé de multiplier les brancbes mdtalliqnes. La fond re> tombera. Um» jours sur ces conducteurs , car l'électricité des nuages déoomposanit l'électricité naturelle des corps influencés, attire l'ëlectrtoîté de nom contraire au sien, et repousse l'autre; or cette décomposition est instantanée dans les conducteurs métalliques , et se fait plus lentement dans le bois , ou la pierre dont est composé l'édifice , substances qm conduisent moins bien ^ l'explosion se fera donc de préférence sur les conducteurs métalliques où l'attraction sera plus forte, qu'ils soient terminés ou non par de» pointes. On élève ordinairement les paratonnerres de cinq mètres au-dessus du comble; l'expérience ayant indi^ qné qu'ils peuvent préserver autour d'eux un espace circulaire d'un rayon double de leur bauteur , on les place à vingt mètres les uni des autres.

On adapte ao pied de chaque tige une suite de barres métalliqnei soudées , qui descendent jusqu'à terre. On emploie quelquefois une corde métallique , mais la rouille qui s'établit dans les fissures intérieu* res de cette corde pentnnire è la conductibilité du paratonnerre. Une condition indispensable , c'est d'enfoncer la barre totale ,. è une ceiv laine profondeur dans le sol ; si le terrain est sec , il faudra que cette profondeur soit très-grande , pour que la dissipation de l'éleetarieité se fasse plutôt par le paratonnerre que par toute aatre pwtie du bAtiment ; il est bon de faire plonger la barre par plusieurs branches qui forment autant de racines. Lorsque le terrain est humide , on entbure cet ramifications métalliques de ohtirbon fortement calciné ou de braise^ pour éviter leur oxydation ; on pratique à cet effet des rigoled revêtues de couches de charbon , sur lesquelles on pose les diflGérbntes branches du conducteur. Quand on se trouve dans le voisinage d'une source, on y fait aboutir l'extrémité inférieure des banres, pcmr profiter de la conductibilité de l'eau. Enfin on ne saurait donner trop d'attention à la manière dont le conducteur est enfoncé dan^ le sol.

Ordinairement les orages arrivent dans une direction qui resto presque toujours la même pour un même lieu ; à Paris cette directioi* est celle du sud-ouest. 11 convient de placer le premier paratonnerre, très-près de l'angle du toit placé vis à vis la direction habituelle dek oragesi afin d'éviter les accidents que pourraient occasionner des lambeaux détachés du nuage principal et moins- élevés que lui. Dans les

looaiiltft OQ em lambeaux ponrraiant mène Tenir frapper ks laio k bâlimenty il est néoestaire de plaoar, tor le eôté, un oondoctev t» nrinë par une tige m^llîqne inolinëe. Les pointes pouTani fontim a neatraliaer l'électrieilédet noaget , même lorsque TexploMOD n'olfi inuninenle, et foneiionnant d^aillema antai Inen qa'uMiaiRf^* doeondoeteor, il est préférable de les employer. Acaïuede Uyi oxydation da fer, on termine les parateonerres par dsi pointa o» Tre et en platine.

ckmnrwumr. 7S0. U anÎTO qnelquoPois que Fexploaion de la foadre produit aeoidenU à des disUnoes très-grandes de l'endroit où elle a )m.tf^ no résultat de l'iniloenoe des nuages orageux , auquel od a doat^ nom de choc en retour* Lorsqu'un nuage éleetrisé passe sa-deam'* lieu, il agit par influence sur l'électnoité naturelle de tooi la Ç^ situés à la surface delà terre, attire l'éleotricité contraire à !!■(>'' rers les eitrémités supérieures de tous ces corps 9 et repesiK^i^ fluide dans le réserroir commun» Ainsi tous les corps qui oosTreit*' étendue depayspsoportîonnelle à celle du nuage, et qoipo^ très*éloignés les uns des autres, sont tous chargés d'éleetndléliiot< de nom contraire à l'électricité libre du nuage. Si rexploâofl i^ sur l'un^d'eux , soit à cause de sa plus grande ékSratîon, wit piic^r le nuage descend plus près de lui , soit à caïuae de sa plos V^ duetibiliié , l'éleetrieité do nuage ayant disparu par 00^0 ^^^^ l'électricité latente répandue sur les autres corps, d^^oiot rentrant subitement dans le réservoir commun, ou attinn^^^f*"^ ^

l'électricité de nom c<Hitraire nécessaire pour la neulrali^f^ ™

«il M% tua* en résuher , sur les corps animés, que traversent rapideissB^^

ses de fluide , des eflets analogues à ceux de la fondre* ,

La réalité du cboc en retour est en quelque sorte ddoKHitreetr

rexpérienee dnpùioktde FoUa. Cet instrument se ^'^V^^'^^- Ytn 367. métallique que Ton remplit d'un mélange d'hydrogène et d oxyp^. une ouverture^ pratiquée dans la paroi de ce vase, ^®""*.'tTj, un conducteur y renfermé dans un tube de verre afin qu'il ^^ ^ rest#de l'appareil » et qui se recourbe ensuite pour se terinin^ P ^ peUte boule, à une petite dUtance de la surfoce io^^'^'^'^'^^^i; loppe. Si Ton expose cet instrument près d'une source d eiec en faisant communiquer avee le sol son enveloppe '^^''l^^'tl L^ eorps non très>bon conducteur, tel que leboù, et aussi ^^.^ lique par une chaîne de métal, il subit rinfluence de 1*<^'^^^^^^ de la source. Mais si on met cette source en contact aveo 1^ ^ commun, l'éleetriciié latente de l'instrument devenue ^^^^'^^ rélectricitéoontraire du réservoir commun; celle-ci venso( pl^

QVAKAIITB-TKOiaiftn UÇOH. S7

dément par le fil méUUiqiie que p«r le bow « donne lien i une éiin-* celle , entre la boule et l'enveloppe , et par toile à une explosion due à la oombufttion do gas hydrogène. Pour produire cet effet , il niflU de plaoer l'instrument sur la pièce de bois qui entoure le plateau de la machine , que Ton fait agir , et dont on tonehe eniuite le eondactenr.

7t 1 . La formation de la grêle dépend certainement de réleotrioitë ^ u v^. atmosphérique , car les grêlons sont plus gros dans les orages^ on lors* que les nuages sont fortement éleotrisés. Volta attribuait la formation de ces glaçons , au refroidissement qu'occasionnait l'éTaporation des gduttes de pluie, produite par la chaleur solaire; mais Taotion échauffante des rayons solaires sur les gouttes elles-mêmes , devant balancer cette cause de refroidissement , il n'est pas possible d'admettre cette explication. Il vaut mieux attribuer ce refroidissement à la basse tem« pératnre qu'apportent certains vents du nord. Si les grêlons n'avaient que deux on trois millimètres de diamètre, on pourrait admettre qu'ils sont dus è la congélation des gouttes de pluie, lorsqu'elles traversent des couches d'air ayant une température inférieure à séro degré; mais ces grêlons ont quelquefois un volume tellement considérable , qu'il est inipossible de concevoir que , dans le temps très-court de leur chute, l'eau qu'ils précipitent et congèlent ileur surface puisse augmenter ainsi leur masse.

C'est ce qui conduisit Volta à rechercher si ces grêlons ne pourraient pas rester dans Tatmosphère , pendant un temps plus long que celui qui leur est nécessaire pour tomber a la surface de la terre. Il imagina alors d'expliquer le phénomène de la grêle > par analogie avec une ancienne expérience connue sous le nom de danse de$paniinê , et dans laqnelledescorps légers sont successivement attiréset repousses pardeux plateaux , dont l'on communique avec le conducteur d'une machine électrique , et l'autre avec le sol. Volta admettait , lors de la formation de la grêle y l'existence de deux nuages placés l'un au-dessus de l'antre, électrisés de manières différentes , attirant chacun et repoussant ensuite les grêlons, qui dans une série de voyages entre les deux n«ages , augmenuient de volume.

Cette explication a été rejetée par la plupart des physiciens. Il leur parait difficile de concevoir que des corps aussi pesants puissent remonter dans l'atmosphère; mais quand on réfléchit aux effets mécaniques prodigieux produits par les trombes , on peut attribuer sans scrupule à l'électricité , accumulée dans certaines parties de Tatmosphère , la puissance de soutenir et même de projeter des grêlons volumineux. Car , quoique le phénomène des trombes soit encore inex*

88 covM H psruqxm*

pliquéy les oiroonstanoet qai l'accompagnent ne permettant pet de douter qa'il n'ait une origine électriqne; et Ton a va des trombes soaleyer josqo'aux nnes de grandes masses d'eau , faire pironetter et eogloatir des navires, déplacer des Toitnres pesantes, arracher et emporter les arbres , les toits des maisons, pour les projeter à des distances considérables.

On a fait nne objection plus sérieuse à l'idée de Yolta : eonsàdénot les deux nuages, électrisés inTcrseroent l'un de l'autre, et qui se renvoient les grôlons, comme des conducteurs parfaits , on remarque qoe les mobiles , nne fois parvenus dans l'intérieur d'nn de ces naages, oi leur vitesse acquise doit nécessairement les faire pénétrer , ne peuvent alors éprouver aucune action , dépendante de l'électricité, qui tende à les en faire sortir ; puisque les actions exercées sur un point intérieur , par la couche électrique totalement située à la surface d'mi coeducteur, ont une résultante nnlle. Mais on peut répondre à cette objection que les nuages sont des conducteurs très-imparfaits , et penient receler , dans leur intérieur même , une grande masse d'éleotricîté.

Qubi qu'il en soit, plusieurs physiciens ont observé, sur le versant des monts , les mouvements désordonnés des gréions , dans les nuages mêmes où ils se forment , ou entendu le bruissement de leuEs chocs, à peu de distance de ces nuages. Hais la seule conclusion importante qse l'on puisse tirer d'observations recueillies dans un grand nombre de circonstances, c'est que le phénomène de la grêle, et celui dea trombes, ont généralement Heu quand deux courants d'air irès-inlenses , et inverses l'un de l'autre , coexistent dans l'atmosphère , «inl à da hauteurs différentes, soit à la même hauteur.

QUAftAirri-QDlTllftlB LBÇOIT. 59

%,'%. %. tJV^ tjHi^^^i^»»^%H^^%W»W»W*«^*''>f>''»»'*i^*«'W% Vl<'fc%'li^%'1V%^1

ÇUARAHTB-^UAT&IÉME LEÇOH-

Théorie phytiqae det aiiniiits. -* Phénomènet magnétîqaes ; pAlei det aimanlf ; attractions et répulsions magnétiqnet. — Analogies entre le magnétisme et Téleo-* trioilé. — Hypothèse et théorie des flnides magnétiques. — Action directrice du globe; aiguille aimantée; déclinaison; inclinaison. — Aimants artificiels ; force coercitive de Tacier ; procédés d*aimantation, — Armure des aimants ; perles du magnétisme. — Points conséquents.

7tS. La théorie phyiiqne des aimants, à laquelle on donne le nom de TWori* ^yiv» magnèiùme, a été longtemps isolée ; tant qu'aucun fait ne la rattachai! à l'électricité , ses progrès ont été peu sensibles. Les premiers phénomènes magnétiques qui aient été remarqués , sont les attractions que les aimants naturels exercent sur le fer. On observa plus tard que les corps aimantés , suspendus librement , prenaient une direction particulière. Cette propriété a été d'une immense utilité , en conduisant à la découverte de la boussole; mais considérée comme phénomène physique, elle est restée longtemps stérile. Cette action du globe terrestre « aor les aimants paraiuait alors dépendre uniquement de sa constitutiou intime, et cette circonstance , jetant une obscurité impénétrable aor les phénomènes magnétiques , rendait presque impossible toute recherche ayant pour but de trouver leur réritable cause.

La découverte, faite par OErsted, de l'infloence puissante que l'électricité en mouvement exerce sur les corps aimantés , a indiqué la seule route a suivre pour remonter à l'origino du magnétisme , et de l'action directrice du globe. Mais il est nécessaire d'exposer d'abord la théorie physique des aimants , dans l'état où elle se trouvait à l'époque de celte découverte , afin dé mieux comprendre l'impulsion qu'elle a reçue, et les nouveaux moyens d'exploration qu'elle a fournis a l'étude de l'électricité.

73t. On donne le nom d'aimants naturels , à certains minerais, qui PropriA^p^ exercent une action attractive sur le fer ou sa limaille ; ils paraissent devoir cette propriété à leur séjour dans l'intérieur du globe, et a la position qu'ils occupaient alors par rapport à l'axe de la terre. Tous

60 COQIft pt rBTIIQVB.

les oxydes de fer sont plus oo moins magnétiqnet;p1ongéi dans U limaille de fer , ils en entraineni une partie lorsqu'on les soulère. Tous les oorps ne sont pas sensibles à l'action magnétique; si l'on ne considère que les corps en repos, trois métaux manifestent seuls cette • propriété; car, outre le fer , le nickel et le cobalt sont attirés |iar les aimants ; suivant M. Pouitlet; te mangsuèse, A la teeupératnre de 20^ au-dessous de séro , éprouve la même attraction. Toutes les autres substances à l'état de repos ne paraissent pas sensibles au magnétime, mais il en est plusieurs qui le deviennent à l'état de mouTemeoi.

MtiB^tbme don- 7t4. Quand le fer a reçu une préparation cbangeant pea ses qua- •a«r. 11^ ^ quand il est combiné , par exemple , avec une petite quantité de charbon , qui l'a transformé en acier , il peut éprouver encore l'acUoa magnétique. Il conserve même alors des traces durables de magnétisme, ce qui le distingue essentiellement du fer pur. En eflFet , un morœia de fer doux , en contact avec un aimant , dont l'attraction peut le retenir malgré son poids, attire lui-même des particules de limaille; mais il peiti cette puissance dès que l'aimant est éloigné , o'est-â-din qu'il ne conserve alors aucune trace de magnétisme. Taudis qu'us morceau d'acier trempé attire la limaille , ou la retient contre ractios de la pesanteur, non-seulement lorsqu'il est sous Tinfluencie de l'aimant , mais encore lorsque cette influence a été éloignée. Il est donc possible de se procurer des aimants artificiels, puisqu'on peot communiquer à des morceaux d'acier nne vertu magnétique durable.

p£u de* liMBtf. 7SK« Quand on approche un aimant naturel de la Umaille de fer, on remarque certains centres d'action , vers lesquels les grains de Umaille se dirigent de préférence ; ces points portent le nom de pélss. Chaque aimant en possède au moins deux , mais en manifeste souvent on plui grand nombre. De même un morceau d'acier, qui a acquis la verta magnétique par son contact avec un aimant, ne retient pas la limaille en aussi grande quantité sur tous ses points , et possède des pôles, le plus souvent au nombre de deux seulement. Enfin, dans la plupart des barres de fer, on reconnaît l'existence d'un pôle à chaque estrémité.

AifoiiUwMaOt. 7S6. On donne le nom d*aignille aimantée à une petite barre d'aimant naturel , ou mieux d'acier aimanté n'ayant que deux p61ei. situés è ses extrémités. Si l'on suspend une aiguille de cette nature sur un pivot vertical, après avoir pratiqué une diape en son rnihest afin qu'elle soit mobile sur ce pivot, on remarque qu'après avoir oscille quelque temps , elle s'arrête dans une direction particulière , qui eii toiigours la même dans le même lieu , pour tous les aimants ainsi disposés. A Paris, cette direction constante fait avec le plan du oiéridiea

terrestre un angle de M», à l'ôuesl pour la moitié de Paiguille qni regarde le nord, a Test an contraire pour celle qui se dirige vers le sud.

7t7. En réalité cette direction n'est pas fixe, et Tarie continnelle* M^ridim «.gi.^. ment arec le temps , entre des limites très-rapprxMshées ; mais ce que °*' * ""**'"' nous venons de dire se rapporte à la position moyenne* On appelle méridien mmgnèiique le plan vertical passant par les deux pôles de l'aiguille aimantée 9 mobile horiEontalement , lorsqu'elle s'est arrêtée. On donne le nom de déeNnaiêon à l'angle compris entre le méridien magnétique et le méridien terrestre , dans le lieu où se fait l'observation. La déclinaison est dite occidentale on orientale , suivant que la moitié de l'aiguille tournée vers le nord, est â l'ouest ou à l'est du méridien terrestre.

7S8. Pour des lieux très-peu distants sur la surface de la terre, deux jkntMtioM «t i^ aiguilles aimantées suspendues comme on vient de le dire , et suffisam- 'acTdflMnS. " tuent éloignées l'une de l'autre « semblent parallèles* Mais si on les rapproche , de telle manière que celles de leurs • extrémités , qui se <dirigeaient vers les mêmes points de Thorixon , soient très-voisines , on reconnaît qu'elles se repoussent. Si les extrémités que l'on rapproche ainsi, se dirigeaient an contraire vers des points opposés de l'horixon, on observe entre elles une attraction. Ainsi les extrémités ou les pôles semblables des deux aiguilles se repoussent , et les extrémités contraires s'attirent.

Supposons que l'on prenne un aimant naturel très-puissant, n'ayi^nt que deux pôles , ou mieux un fort barrean d'acier possédant la vertu magnétique, et qui se dirigerait conséquemment comme une aiguille, s'il était suspendu librement* Une petite aiguille aimantée, dont on place le pivot au milieu do ce barrean, se fixe dans une position d'équilibre, parallèle à l'axe du barrean aimanté, on à la ligne qui joint les pôles. Car en vertu des attractions ou répulsions signalées dans l'expérience précédente, cette aiguille est sollicitée par des forces di» rigées dans le plan vertical passant par l'axe du barreau , et doit oonaéquemroent rester dausoeplan*

De plus, l'extrémité de l'aiguille qni se fut tournée vers le nord, sans l'influence puissante du barrean, est dirigée yers le pôle de ce barreau qui se tournerait au contraire vers le sud. Ainsi dans la position d'équilibre de l'aiguille , ses pôles se dirigent respectivement vers les pôles contraires de l'aimant. Si l'on place forcément l'aiguille de telle manière que ses pôles soient dirigés vers les pôles semblables du barrean , aussitôt qu'on l'abandonne A elle-même , elle quitte cette position d'équilibre instable, pour reprendre la première position, inversa de celle du barrean.

os C0VB8 BB nraQvi.

Dans l'aotion directrice de la terre, tout se passe comme si le globe était OQ aimant , ou cointue s'il existait, a une certaine profondeor, des centres d'action ou des pôles magnétiques agissant sur l'aignille aimantée de la même manière que les pôles du gros barreau dans Tex* périencc précédente. £n admettant cette analogie comme une identité, il faut regarder la partie de l'aiguille aimantée, qui tendTers lenoid, comme possédant des propriétés de même nature que le pôle msfoétique du globe situé dans riiémisf^ère austral, et inTcrsemeni, lapsriîe de l'aignille qui tend vers le sud, doit être regardée comme possédant la même propriété que le pôle magnétique de la terre situé dus l'bémispbère boréal. D'après cela on doit appeler pôle ausiml de l'aiguille aimantée, celle de ses extrémités qui se dirige Tera le nord, et pôleboréal l'autre extrémité,c'est>a-direcelle qui se tourne Ters lesad. ^^M?^ '" . 7t9. Un grand nombre d'actions magnétiques ont lieu dans des cir-

âeetrictu. constanccs analogues à celles qui déyeloppent l'éleolricité. Par excnpie, ce dernier phénomène se manifeste dans des conducteurs isoléi soumis à l'influence de corps électrisés, comme si l'on aTait directement communiqué de l'électricité à ces conducteurs: pareillemeat, des morceaux de fer doux , placés a distance d'aimants naturels ou artificiels, manifestent des phénomènes magnétiques comme s'ils étaient eux-mêmes des aimants. Les signes de l'électrisation par influenoe disparaissent lorsqu'on éloigne le corps électrisé; pareillement encore, les propriétés magnétiques du fer doux disparaissent qaaad on écarte l'aimant qui les a fait naitre.

Si l'on suspend parallèlement l'un à l'antre deux petits oyWudrea de

rio. ses. fer doux, à l'extrémité dedeux fils de soie, et qu'on approche au-dessous d'eux l'un des pôles d'un fort barreau aimanté , ces deux petits pendules s'écartent l'un de l'autre, et se rapprochent dès qu'on éloîgae le barreau. Cette action est due a l'influence de l'aimant, qui donne momentanément la vertu magnétique aux deux fils de fer; les pôles semblables de ces petits aimants, étant alors voisins, se repoussent; msii l'influence cessant , les pendules perdent leurs pôles et r^rennent b position verticale* Ce phénomène a beaucoup d'analogie, an moiss pour les apparences extérieures, avec la répulsion de deux corps éleetrisés de la même manière.

Lorsqu'un barreau aimanté est assex puissant pour supporter ose certaine masse de fer doux contre l'action de la pesanteur, au mojcs de l'attraction que l'un de ses pôles exerce sur le pôle de nom contraire que son influence a déterminé dans cette masse, si l'un approche parallèlement, mais dans une position inverse, un second barress de même force que le premier, la masse de fer doux se détache. CeA

QDAlAlITI-QlUT&lkMB UÇOIf. 61-

qu'en «joatanl à rinfluenoe da premier aîiiianty l'infloenee contraire du second, on annule toute aimantation dans le fer doux qui , reprenant son état naturel, obéît à l'action delà pesantenr. C'est ainsi que deux corps égaux contenant des quantités égales d'électricités eon* trairesy ue déterminent aucun phénomène électrique dans un conducteur isolé, placé symétriquement par rapport a eux , ou que l'un de ces deux corps détruit, en s'approchant, les sigues d'électricités que l'autre avait produits.

Un morceau de fer doux suspendu a une des extrémités d'un barreau aimanté , devient lui-même un aimant capable de soutenir à son extrémité libre un second morceau de fer doux ; ce dernier, aussi aimanté par influence, peut en soutenir un troisième, et ainsi de »uite; mais fm.sto. l'action s'affaiblit à mesure qu'on s'éloigne du barreau, et un des morceaux de la suite ne peut plus en soutenir un du roètpe poids. Si le barreau est séparé et éloigné du premier morceau de fer , toutes les adhérences magnétiques de la chaîne cessent en même temps. C'est comme une série de conducteurs ûolés, situés sur une même ligne terminée par un corps électrisé ; tons ces conducteurs s'électrisent par influence; mais la quantité de fluide naturel décomposé, ou les signés électriques sont moindres dans les conducteurs les plus éloignés; tous rentrent d'ailleurs à l'état naturel lorsqu'on éloigne le corps électrisé.

Quand les morceaux suspendus au barreau aimanté sont d'acier trempé, ils consenrent des propriétés magnétiques après la séparation, et peuvent agir alors comme de véritables aimants. On peut mesurer l'énergie d'un barreau , en présentant a l'attraction d'un de ses pôles un morceau de fer doux, soutenant un plateau de balance dans lequel on pose doucement des poids de plus en plus considérables , jusqu'à ce que l'attraction magnétique soit vaincue ; le poids total qui détermine la séparation mesure la force de l'aimant. On reconnaît ainsi que, dans les aimants qui ont servi a communiquer la vertu magnétique a des morceaux d'acier, le pouvoir attractif n'est pas affaibli ponr cela, et que même leur action est devenue plus énergique. Le magnétisme diffère en cela de réieotricité , qui se perd en partie dans un corps communiquant par contact ses propriétés électriques.

Si dans le procédé de mesure qui vient d'être indiqué, on substitue au fer doux soutenant la balance , un morceau d'acier d'égal volume, on trouve que l'attraction du même aimant exige, pour être vaincue, un poids moins grand. Ce résultat prouveque le magnétisme ne se développe pas avec la même facilité dans l'acier que dans le fer doux ; ainsi la vertu magnétique , plus durable dans l'acier , s'y manifeste aussi plus difficilement. Delà résulte ce que l'on appelle force eaerciiive;

àm drai fluiilM

64 couM n Hnm^iiB.

c'est une rësittanœ ao déreloppement des propriétés magnëtiqoes , qui s'oppose également i lear disparition quand elles se sont numifestées. Cette résistanee est d'ailleurs analogue à celle qui limite la décomposition et ralentit la recomposition de l'électricité naturelle, dans un corps médiocrement conducteur, tel que le bois, soumis i Tinfluence d'une source d'électricité Toisine , comme Ion de l'eipérience du pistolet de Volta , citée au paragraphe 7S0. Hjrpotii»»e 740. Ces divers phénomènes magnétiques ont fait imaginer une

hypothèse analogue à colle adoptée pour les phénomènes éledri^aes. On suppose que les corps sensibles au magnétisme contienneot den fluides qui s'attirent mutuellement, repoussent leurs propres nioléeiles , et quMont appelés l'un fluide ausirol, l'autre /ftMcIs barèai, du non des pdles où leurs actions doTiennent respectivement prépcmdëranlei^ Quand la vertu magnétique se manifeste , on dit que ces deoz flmdei sont séparés. Mais pour que l'explication de tous les faits poisse ètn complétée, il faut admettre que les fluides magnétiques ne peoTeot être transportés , ni d'un corps dans un autre , ni même entre deox parties du même corps.

Il faut regarder chaque particule d'un corps susceptible d'aUnantation y comme ne pouvant être abandonnée par les fluides magnëtiqaei qu'elle contient, lesquels sont combinés ou distribués Clément lonque le corps est a l'état naturel ; et qui*se séparent pour oceoper dei parties opposées de cette particule , lorsque le corps est soomis à J'influence d'un aimant. L'acier s'aimantant plus diffieilement que le fer doux , et conservant des propriétés magnétiques acquises , U faut encore admettre une force coercitive, qui s'oppose en partie au trsuisport des deux fluides dans l'intérieur même des particules, et qui, gênaat ainsi leur mouvemeut , s'oppose à leur recomposition autant qu'à km séparation.

Les phénomèoes magnétiques et ceux de réleotrieité semblent dose avoir de grands rapports de similitude , puisque outre les analogîB qu'ils présentent, on est conduit à adopter des hypothèses peudif^ rentes pour expliquer les uns et les autres. Hais ces apparences ms^ fort trompeuses , car on verra dans la suite que le magnétisme est tr9probablement dû à de certains mouvements de la matière âectrîqte. intérieurs aux corps aimantés i ce qui lui assigne une cause Inea difr rente de celle des forces attractivw et répulsives , auxquelles on àA rapporter les phénomènes de l'âectricité libre en repos. Fa«M«Tnn 741. Lorsqu'on brise en plusieurs morceaux un barreau aimaalé, bfJT**^ qui ne présentait que deux centres d'aetion à ses extrémités , on leoss* nait que chacun des deux morceaux manifeste aussi deux pèlci.

QUlKAUTt-QUATRIÈXS LtçOR. 68

Ainùy à chaque fraclure, il se forme deux centres d'aotîoii uoinreaux , dénatures contraires^ qui n'existaient pas avant» C'est surtout ce fait fo]}damental qui oblige d'admettre que les deux fluides magnétiques ne'se transportent qu'à des distances insensibles du lieu où leur séparationVopère. Il est nécessaire d'entrer ici dans quelques déTcloppements théoriques , pour montrer comment l'hypothèse des deux fluides, ainsi modifiée, peut rendre compte des effets dus au déreloppement du magnétisme , et expliquer le fait qu} vient d'être signalé.

7-42. Considérons une particule d'acier M , dont une influence ma- TUon* a** Soignétique ait "séparé les fluides , en attirant le fluide austral en a, et le fm. s7i. fluide boréal en &. Lorsque Tinfluence aura été écartée , il y aura une recomposition partielle, qui sera limitée par la force ooercitiTe F. Soient a et & les quantités de fluide qui resteront séparées ; et le symbole [a, 6] leur attraction mutuelle. Il y aura équilibre entre cette attraction et la force cocrcitiTC; on ^ peut exprimer cet équilibre par Téquatioa: [0,63=» T.

Supposons maintenant que deux particules d'acier, aimantées, •U et M' , soient placées à la suite l'une de l'autre, leurs p61es de même nom étant dirigés dans le même sens. Les actions répulsives [o, uQ \b, tl^ agiront, l'une pour recomposer , l'autre pour tenir séparés les fluides accumulés aux pôles des particules. Mais ces actions contraires ayant lieu avec des masses égales et à des distances égales , se détruiront, et il n'en résultera aucun effist. 11 n'en sera pas de même des actions attractives [b, o^ , [a, 6^] ; la première s'opposera à la recomposition , la seconde y tendra , mais en vertu de la différence des distances la première Pemportora anr la seconde, et son excès concourra avec la force ooercitive , pour retenir une plus grande quantité de fluides séparés dans les deux ]^rticules M et M' , ou pour augmenter leur magnétisme de saturation. Ce nouvel équilibre peut être exprimé par l'équètion : [a, *,] = [&,«'] -[a, ft^^-P.

Il faat remarquer que l'influence mutnelle desmoléculesMet M' sera d'autant moindre qu'elles seront plus éloignées l'une de l'autre. Car les attractions et répulsions magnétiques diminuent avec l'accroissement de la distance , et de plus le rapport de la différence constante des distances ab', ba', à l'une d'eptre elles , diminuent à mesure que ces distances augmentent. La connaissance des lois mêmes de ces va-' nations n'est pas nécessaire pour qu'on puisse concevoir le décroisse*' ment de l'inflnence mutuelle de H et M% lorsqu'elles s'éloignent l'une de l'autre.

Considérons enfin un nombre (is4~ 1) de particules d'acier, que nous supposerons d'abord toutes également aimantées, placées sur la T. ni. 5

00 C0UB8 Dl f»HYftIQGE.

inênie ligue à des distances égales » et ayant leurs pôles de môme Dom dirigés du même cùlé. La particule extrême M sera inEuenoée par toutes les autres ; ces influences concourront toutes avec la force oocrcitive , pour s'opposer à la recoin position des fluides séparés a el h, luais avec des intensités décroissantes , puisqu'elles auront lîea à des distances allant en augmentant. La seeonde particule M' aéra pareillement influencée par toutes les autres, mais plus fortement ea aooMe que la première , car toutes les autres influences étant d'aillears rcs- [)ecti¥ement égales , Tinfluence de H sur M' sera plus forte qneeelle île M ("} sur VL, comme ayant lieu à une distance beaucoup plus petite. La troisième pariicule M" sera plus fortement influencée par W; car Tinfluence de M sur H"" surpassera celle de M (») sur H', ai n n'eAfas moindre que quatre.

Il résulte de là queM'conserTera une plus grande quantité de fluides séparés que M; H'' plus que H^ S'il y a cinq particules, par exemple, M^'et M resteront également aimantées; mais elles le seront moins que N' et M"\ et ces dernières moins encore que W\ Les masses défiaides séparées dans chaque particule, devant être regardées comme égales en valeur absolue , ou aura a'^b, a">fc' et V^a'", ^'''^tf**. \insi en considérant l'intervalle qui sépare detu particules couséculîvct, oa deux masses de fluides contraires tendant Tune vers Fantre , le fluide austral accumulé d'un côté de cet intervalle , sera en plu» graoïàt quantité que le fluide boréal accumulé de l'autre côté, û cet iatervaUe est pris dans la moitié de la Kgne terminée par un pôle austral ^ et ea plus petite quantité au contraire , si l'intervalle considéré apparlient à l'autre moitié , qui se termine par uu pôle boréal.

L'action de la ligne de particules , sur un corps extérieur , sera donc telle, que les actions provenant du fluide austral seront prépondérantes de la part des particules situées dans la première moitié , et que U seconde agira plus fortement paraon fluide boréal. Ou bien la première moitié semblera ne contenir que du fluide austral, le fluide boréal étant latent ou déguisé ^ tandis que la seconde ne manifestera que da fluide boréal libre , son fluide austral étant au contraire latent. Ce qae nous venons de dire d'une seule ligne de particules , sera évidemmeal vrai pour un assemblage de plusieurs, lignes semblables juxtaposées, ou pour un barreau aimanté. Chaque pôle ou œntre d'action d'un barreau aimanté, n'est alors qu'un point par lequel passerait la résultante de tontes les actions concordantes d'une moitié de ce barreau; ce point ne peut donc pas être placé a l'extrémité même, mais a ane orrtaine distan ce de cette extrémité. . Ce vésnllat théorique eal oonfinnè par l'obseivation (j 750).

QVÂBAim-QUJITBlftXl tlÇOIl. Q7

Il est Facile d'expliquer maintenant les noaveaax centres d'action qui naissent lorsqu'on brise un barreau aimanté. Dans un des morceaux pria isolément , les pôles des particoles d'acier qui forment la surface de fracture y lesquels étaient déguiséf en totalité , ou au moilis en partie, avant la séparation , agissent alors avec toute leur énergie; de plus les autres particules ne peAvent plus oonserrer les mêmes quantités de fluides séparés que dans le barreau entier y puisque tontes les influences magnétiques du second morcean sont supprimées; lemagnétiside de ces particules diminuera donc y mais inégalement , car les plus éloignées de la fracture en perdront moins. Ainsi l'état magnétique des particules restera définitirement croissant à partir de cbaqne extrémité du fragment, lequel constituera un nouTcl aimant , présentant encore deux pôles ou centres d'action, mais nécessairement plus faibles que ceux du barreau primitif.

£n partant de ces principes théoriques , on se rend compte aisément de l'ilifluence qu'un aimant exerce sur un barreau de fer doux ou d'acier qu'on lui présente , et de la réaction que le magnétisme déver loppé dans ce barreau peut produire sur l'aimant lui-même. Ces conséquences de l'hypothèse des deux fluides sufiBsent pour coordonner les « faits que nous Aérons décrire. Pour simplifier , on peut représenter l'action d'un barreau aimanté, sur une particule magnétique extérieure, par deux forces émanées des pôles de l'aimant , comme si des masses de fluides contraires se trouTaient concentrées en ces points. Pareillement les actions réciproques de deux barreaux aimantés , on l'action totale d'un seul barreau sur le morceau de fer ou d'acier dans lequel son influence a développé le magnétisme , peuyent être remplacées par les attractions et répulsions de quatre pôles. Mais il ne faut pas oublier que ces forces nouvelles ne sont que des résultantes, dont Jet intensités, les directions, et même les points (application, varient avec la distance et la position relative des aimants.

74S. La dénomination des pôles et des fluides magnétiques re()ose ^'*^j" ^^'"^ sur l'analogie qui exbte entre l'action directrice du globe , et celle d'an aimant. Il importe de prouver 4^e toutes les déductions tirées de oette analogie, érigée en principe, sont vérifiées par l'expérience. La première conséquence qui se présente , c'est que la distribution du magnétisme dans un barrean aimanté, dont la loi vient d'être déduite de l'hypothèse des deux fluides , peut être appliquée à l'état magnétique du globe. Ainsi les actions concordantes d'un des hémisphères boréal ou austral, sur une particule magnétique, peuyent être repréaentëes par une force unique, émanant d'un eehtre d'action ou pôle, ailaé à une profondeur telle, que l'on puisse regarder la direction et

68 CODAS DB PHYSIQUE.

l'intensité de cette résultante comme constantes , relaiiTement a dîËérents points pea éloignés les uns des autres à la sifrFace de la terT€. D'un autre oôlé, les actions concordalites d'un des pôles niagnétiqnei du globe /tur l'une des moitiés d'un barreau aimanté , dont toutes les directions doivent être regardées comme parallèles , penvenl être reçuplacées par une force unique, appliquée suivant cette directiott^aimune au pôle correspondant du barreau.

Soient dono A eX B les pôles très -éloignés du globe terreatre^ceti, ceux du barreau^ ou mieux d'une aiguille aimantée suspendue Y*wi rio.372. fil sans torsion attaché en son centre de gravité. Le pôle a eai sollieilé par deux forces , l'une attractive [B^ o], l'autre répulsive [^ , a], qui sont respectivement -égales , parallèles , et opposées aux deox forées sollicitant le pôle h^ desquelles l'une j[j9, h'\ est répulsive, et TaiilTe \Aj K\ est attractive. L'aiguille aimantée est donc soumise, en dernier résultat, à l'action d'un couple de deux forces égales, parallcJe«eC opposées, appliquées l'une en a, l'autre en h. D'après oela Fai^ille doit tourner jusqu'à ce que son axe , ou la ligne ah y soit dans la direction commune de ces forces; et.il ne peut résulter de l'action uiiqne- "^roent directrice du globe sur l'aimant, auoune force qui tende à déplacer son centre de gratté.

L'expérience confirme ce résultat général. Lorsqu'une aiguille aimantée est suspendue par un fil atlaabé en son centre de gnrhé, d qu'elle atteint sa position d'équilibre, le fil reste vertical; ce qui indique que l'aiguille n'est sollicitée , en vertu de l'action raa^éi\qne du globe, par aucune composante horizontale. Si l'on suspend un levier à un fil attaché en son centre de gravité , que Ton place à une de ses extrémités une aiguille aimantée , dans la direction que l'infloenoeda globe lui donnerait si elle était librement suspendue, enfin que Fea fixe a l'aulM extrémité du levier , un contre-poids égal au poids de l'aiguille pris avant son aimantation , on remarque que le levier reste en 'équilibre; l'action du globe sur Tniguille n'a donc pas deoomposanté verticale. Ces ex périsiices vérifient le résultat déduit de la lbâ>rie , c'est-à-dire que l'influence magnétique du globe sur un ainaai se réduit à une action directrice , ou à un couple de deux forœs égalci parallèles et opposées, agissant sur les pôles de l'aimant. înciiraiKm d# 744. Pour recounaitrc la direction que le globe tend à faire pren^*t •i(,ui wnwni . ^ l'aiguille aiihantée , dans un lieu donné de la surface de la terre, oa peut déterminer d'abord , par le tâtonnement , le centre de gravité d'une aiguille d'acier non aimantée, en cherchant le point oàelleduit être attachée à un fil de soie vertical et sans torsion , pour rester indifféremment dans toutes les positions qu'on lui donne autour de ce

QVAKAtin-QOATaiÈHB LBÇOV. 69

fK>int. On aimante ensuite cette aiguille, qui s'arrête dans la direction cherchée, lorsqu'on la suspend de nouveau au point trouré. L'angle que son axe fait alors avec l'horison , donne ce que l'on appelte l'tfi* dntmion de l'aiguille aimantée. On reconnaît ainsi qu'à Paris , par exemple , le pèle nord ou austral de l'aiguille aimantée s'incline vers le bas , et que son pôle sud ou boréal est au contraire soulevé , qu'en* fin l'inclinaison est à Paris de 70^ environ. Nous indiquerons plus loin nu moyen plus expéditif et plus commode de déterminer rinclinaison de l'aiguille aimantée , dans un lieu donné.

746» L'action du globe terrestre pouvant être représentée par celle '^.^^^ ^"^ de deux pôles magnétiques, doit exercer sur une barre de fer ou d'acier ii«i>^ la même influence qu'un aimant. Cette influence doit être surtout sensible, si l'on donne a la barre la direction même des actions ma* gnétiques du globe, c'est-à-dire la position dans ^laquelle s'arrête uno aiguille aimantée suspendue i un fil par son centre de gravité. Eu offet^ lorsqu'on amênedans cette direction une barre de fer doux, elle devient magnétique : une petite aiguille présentée aux extrémités do cette barre , est successivement attirée et repoussée, de manière à indiquer l'existeniSe de deux pôles magnétiques contraires ; le pôle nord de l'aiguille est attiré |iar l'extrémité supérieure de la barre , et repoussé par l'autre^ le contraire a lieu pour le pôle sud. Et ce qui prouve que ce n'est pas une propriété permanente de la barre qui produit ces effets, c'est qu'ils restent les mêmes, dans*les mêmes positions, lorsque la barre est retournée de manière à changer les extrémités de place.

Une bar^e de fer doux offre toujours d^|ix pôles à ses extrémités, dan^ toutes .positions^ pourvu qu'eQe ne soit |ias perpendiculaire au méridien magnétique^ cette aimantation est encore ducaux actions des pôles magnétiques de la terre^ . lesquelles donnent toujours des composantes efficaces, dirigées suivant l'axe de la barre. Cette aiman-

tation par l'influence dujglobe explique la formation des aimants natureb , et tons ces signes de magnétisme , en apparence dével<^pés qiontanémenty que l'on observe souvent dans les objets en fer ou en acier. On a remarqué qu'un choc tris-violent, imprimée une barre de fer^ favorisait singulièrement l'influencedu globe, et augmentait beaucoup l'énergie du magnétisme développé; que des coups de marteau asses forts peur produire un commencement d'éorasement, on mieux une torsion puissante, donnaient même au fer pur une sorte de force ooeroitive, qui lui permettait de conserver des propriétés magnétiques durables.

Le fer s'aimante encore dans son passage à la filière, lorsqu'il ne sa trouve pas dansune direction perpendiculaire au méridien magnétique.

70 C0DB8 IIB PITSIQVB.

Hais non le recuit ensuite^ il rentre à l'état natorel. En général , km* qu'on chauffe au rouge un morceau de fer, aimanté par les ciroonstanoes qui viennent 3'étre aignaléeS| il perd sa vertu magnétique, qui persiste cependant si les différentes températures qu'il subit ne aoot pas très-élevées. Tous les oulik en fer, dans les aria oo. dana 1cm mensges, les pelles, les pincettes, les ciseaux sont de véritables aiinaab. Pour reconnaître l'existence des pôles dans ces ustensiles, ou dam k fer qui a subi les préparations précédentes , il faut se garder d'soployer une aiguille aimantée taop forte, qui pourrait développer ptf influence, des propriétés magnétiques capables de masquer oelles qo'oo se propose de constater.

Le passage de l'électricité à travers le fer y développe aussi leua* gnétisme : on a remarqué que les tiges des paratonnerres, et les morceaux de fer traversés par la foudre, deviennent des aimanta. Sans doute que dans ces circonstances l'él^tricité produit le même eÊki qu'un choc mécanique, et favorise rinflaenoedo globe. L'dectjicité' en mouvement , dans le voisinage d'un corps susceptible d'aimantation, suffit, comme nous le verrons plus tard, pour y dévdopperdes propriétés magnétiques, sans que le corps soit lui-mêiue travené par le fluide électrique.' ^''"'"^*i/'**^* 746. Lorsqu'on veut former des aimants -artificiek un peu énergi* qnes, il faut employer du fer aciéré; on le combine avec une petite proportion de charbon, afin qu'il puisse acquérir la force ooercif ire capable de conserver les propriétés magnétiques qu'on dpît y développer. En combinant le fer ^3feo un peu de soufre, ou d'ançmo, ou de phosphore, on obtient le inéme résultat* Hais la proportioii de la jiobstance ajoutée doit être très-petite, autrement la force coercitive de* vient tellement puissante, qu'elle s'oppose à toute aimantation.

Quand l'acier possède une proportion de charbon convenable, il fant le tremper pour qu'il puisse conserver le magnétisme; car l'acier mon secondait comme le fer doux. La force coercitive de l'acier dur croit avec le degré de trempe ; une trempe trop forte résiste à tout procédé d'aimantation ; celle qui convient le mieux est celle du rouge obscur. Toute force coercitive disparait dans un barreau d'acier, dès qu'os détruit la trempe, par réchauffement au rouge obscur et un refroidissement lent ; si lors du refroidissement, le barreau , primitivemeat aimanté, est resté dans une position perpendiculaire au méridien magnétique, on ne trouve plus en lui aucune trace de magnétisme ^ ceqai prouve que la force coercitive a été détruite, et que les fluides se sont neutralisés.

On se propose ordinairement de faire acquérir à l'acier raimanta-

QUAlAlin-qVATUftMB UÇbR. 71

tion la plna forle qu'il paisse oonserrer. Lorsque le procédé qoe l'on emploie développe plus de magnétisme que la force ooeroitive n'en peut retenir, l'excès se perd d^que l'influence est écartée ; c'est-à-dire qa'nne portion des flmdes séparés se recompose au bout de quelque 4eropa; l'aoier reste ald^s aimanté à saturation, l'équilibre existant êntr^ la foispecoeroitire et l'attraction mutuelle des fluides déyeloppés.

747. Les moyens que l'on emploie pour aimanter à saturation les Procéda a aiguilles et les barreaux d'acier, Tarient avec leurs dimensions; et sui- **"'

▼ant la puissance des aimants naturels ou artificiels dont on peut ^ disposer. G^s procédés ont été suggérés par l'expérience plutôt que par la théorie; il est même presque impossible de se rendre compte de toutes les circonstances reoonunâ favorables au développement du magnétisme, et qui raodenU ces procédés plus efficaces. Quacd il s'agit d'une aiguille légère oà d'un très-petit barreau , on peut se contenter de la méthode de la simple touche : on fait glisser le barreau suivant «a longueur, à l'extrémité d'un fort aimant ; après plusieurs friction:» sur les dieux faces, faites de la même manière, et toujours dans le même aens, le barreau se trouve aimanté*

Pour une fdrte aiguille, on emploiela méthode de la double touche : on place au-dessus de l'aiguille deux forts barreaux aimantés, en approchant leurs pôles contraires, de telle sorte que la surface do jonction de leurs extrémités soit en son milieu ; on retire ensuite les p^^ ^j^^ aimants en sens contraires , de telle manière que chacun d'eux frotle l'aiguille sur l'une de ses moitiés j plusieurs frictions semblables sur les deux laces suffisent ordinairement» L'opération est abrégée , et le développement du magnétisme favorisé, quand l'aiguille repose sur les pèles contraires de deux aimants artificieb fixes, qui exeroent eux-mêmes une aimantation par influence.

Lorsqu'on veut aimanter i la fois deux aiguilles, ou même deux barreaux d'acier de moyenne grosseur, on peut employer la méthode suivante, dite de Duhamel. Après avoir formé un rectangle avec les deux barreaux placés parallèlement et deux morceaux de fer doux, on ^^^ ^^^ promène deux aimants sur l'un des barreaux comme dans la méthode du double contact ; la réaction du magnétisme développé dans le fer doux, seconde l'action directe des aimants ; après un nombre suffisant de frictions, on retourne le barreau pour les recommencer sur l'autre face. Dorant cette opération, le magnétisme développé dans les morceaux de fer aimante aussi par influence le second barreau, que Ton sature ensuite pas des frictions directes, mais en plaçant les pèles des aimants mobiles dam une position inverse; on peut alcn's se contenter d'un moindre nombre de frictions .

*aiinMi-

7S C0DI8 M WÊrtOffcm^

Pour aimanter des barreaux de fortes dimensions , le procédé le plus énergique est celui d'^pinns. Les extrémités *da barrean reposent sur des aimants artificiels fixes très-puÎMauts ; on réunit deux autres aimants énergiques^ soit parallèlement dans des positions inverses, soit bout à bout par des pôles de noms contraires ; leur couple est ensuite appuyé sur le barreau , verticalement dans le premier ca%, èorixontaleoient dans le second; enfin on promène plusieura f ou ces * aimants, mais sans les séparer , sur toute la longueur do barresaeC dans les deux sens. L'expérience a indiqué que le contact -des aioaaU Fie .375. mobiles agissait plus efficacement, lorsqu'ils étaient inclyiés en seas contraire sur le barreau frotté, d'un même angle de fLÙ^ enTiioa;ce qui semble tenir à ceque les oeutréS d'action de ces aimanta, d'onepart agissent à une moindre distance du barreau aimanté quea'iblui étaieni perpendiculaires, et d'autre part à ce qu'ils sont plus rapprochés l'uo de l'antre , que si les aimants mobiles étaient couchés sur ce banean.

Dans cette méthode d'iiimantation , les actions des pèles oontrairo des aimants mobiles, tendent toutes les deux à développer les fluida, dans les particules magnétiques du . barreau , situées entre les pivyectiens de ces pôles. Lorsque ces pôles sont passés , ils ten'dent à détruire derrière eux l'effet qu'ils ont produit , mais alors ils sont motus effica* ces , car ils n'agissent plus qu'avec la difiérence de leurs acttooa sur chaque fluide ; la recomposition du magnétisme développé n'a donc lieu qu'en partie. La disposition et la puissance des aiaianCs iixes ^ni supportent le barreau s'opposent d'ailleurs à cette recomposition.

On obtient des aimants artificiels très-puissants , en réunîaaani des lames d'acier ou des barreaux minces, aimantés à saturation. On les place les uns sur les autres, en accolante leurs extrémités deux taloas ou morceaux de fer doux. Il est convenable que les extrémités des lames partielles soient , non sur la même ligne, mais sucoeanvcnient en retraite jusqu'au milieu de l'épaisseur totale ; par cette dispositioa tous les pôles semblables agissent moins obliquement sur les corps qu'il» doivent influencer.

^•Tûraiif** 748. Les aimants naturels produiraient des effets assex bornés,» on ne les armait pas de masses de fer , dans lesquelles ils développest du magnétisme, et qui réagissent à leur tour sur ces aimants. Voici dt quelle manière il convient de dispoÎBeii ces armures. On détermine b posilion des centres d'action de l'aimant naturel , par l'inspection <ie la limaille qui reste suspendue a sa surface , lorsqu'on l'a plongé daas un amas de cette substance; il est facile de reconnaître enaoilela nature de ces pôles , par l'effet qu'ils produisent sur l'aiguille aimanter. Ces données étant obtenues , il faut tailler dans l'aimant deux faces

Fio. 37e.

90AaAllTB*QVATBIÈWI LBÇOff. 78

planM^ perpendfamkires à la ligne qui joiat deux centres d'action Ide

noms contraires. On applique sot ces. faces deux lames minces de fer pio. 370.

doux , terminées chacune par un ftilon , et que l'on maintient par des

collets couTcnables. '

Les talons des armures deviennent des pAles magnétiques par VinfluSnce de ceux de l'aimant. La position de ces nouTeaux pôles est très^ commode pour y suspendre, par leurs seules attractions, des masses de fer et des poids , qui sont d'autant plus considérables que l'aimant na-> tarel est plus énergique. Ces armures en fer, et le poids qu'elles soutiennent , réagissent pas leur magnétisme développé , sur celui de l'ai* mant , qui peut ainsi acquérir pins de force , et devenir capable , an bout de quelque temps, de supporter un plus grand poids , tandis qu'un aimant naturel non armé, ou dont les armures ne sont pas chargées d'un poids suffisant, perd de son magnétisme avec le temps.

Les aimants artificiels doivent être aussi convenablement armés, pour pouvoir conserver toute leur éi|ergie. Lorsqu'ils sont en grand nombre , on en forme un faisceau prismatique , que l'on arme comme un aimant naturel. Deux barreaux aimantés, de même force et de mêmes dimensions, conservent assez bien leur magnétisme, lorsqu'étant disposés dans une boite , parallèlenucnt et en sens inverse l'un de l'fiutre , ils forment un rectangle avec deux armures de fer doux qui joignent leurs pèles contraires. Un aimant artificiel , ayant la forme Fic.379. d'un fer à cheval, conserve^ mieux son magnétisme qa*%ni barreau pris* luatique de même force; ce qui tient an voisinage des deux pèles , et à l'action conservatrice qu'ils exercent alors l'un sur l'autre ; le rapprochement des extrémités dans cette forme d'aimant, donne en oatre une grande facilité pour y suspendre des armures et des poids.

749. La perte du magnétisme dans un aimant dépourvu de toute ar- '*"^iiÎL?"'^' mure provient de diverses causes. L'action par influence du globe terrestre peut opérer la recomposition d'une partie des fluides, quand l'aimant se trouve fortuitement , et durant un temps asses long, dans une direction plus ou moins contraire à celle qu'il prendrait s'il était librement suspendu. Plusieurs aimants reposant sans ordre dans le voisinage les uns des autres, peuvent s'influencer de manière à détruire uoe portion de leur magnétisme. Ces effets destructeurs sont favorisésjpar des chocs violents. Mais la cause la plus puissante de déperdition du magnétisme, dans on aimant artificiel, réside dans les variations detempérature qu'il subit. On a vu plus haut qu'un barreau aimanté chauffé au rouge ,, et refroidi dans une direction perpendiculaire au méridien magnétique , perdait toute puissance; mais qnelle que soit l'élévation de température qu'il éprouvé, et dont il descend ensuite lentement ,

74 CODM ra VKTSIQCB.

ces Tariations occasionnent toujours un moindre deg;ré de trempe , pai soite une dimmnUon dans la force çoercitive , et enfin une perte et magnétisme ; de telle sorte que le terreau aimanté , rerena à sa température priraitiTC , ne recouvre plus la même éneqpe. Poiou 750. Lorsqu'on a communiqué à un barreau d'acier la pins forte

i|MBii. ||||||0Qt||tion qu'il puisse consenrer ; il arrive quelquefois , aartoat a employant la méthode d'iBpinus , qu'outre les deux pôles dontoorrconnait la présence à ses extrémités , d'autres oeulres d'action temnifestent sur le terreau. Ces pôles secondaires sont toujours allcnttivement de natures contraires ; leur dé?eloppemcqt , lors de raie»tation^ est dû à une trop grande force coercitîve^ ou à une trempe trop dure. Il est important de les éviter dans la préparation des aipiUei de teussole , qui ne doivent avoir que denx pôles contraires slaei aux extrémités ; on y parvient en n'employant que de l'acier tréihomogène , auquel on donne une trempe modérée.

On désigne cespôles secondaices sous le nom de jiotiils c&tuêqmeiUi;ti l'on appelle /NMnIs d'indifférence les milieux des intervalles qui s^nreat des pôles consécutifs, parce que ces points ne font pas dévier raifaille aimantée qu'on leur présente, et semblent indifférents an magnétismf Pour étudier le nombre et la distritetion des pôles d'un terreau almsnift on le couche horisontalement , et après l'avoir recouvert d'une feaîF^ de papier ou de carton , on y projette de la limaille de iar. En frappant légèrement cette feuille , les parcelles de limaille, eaBpeadues on instant , retombent dans des positions particulières déterminées par les forces qui les sollicitent. On remarque alors que ces paradiles se disposent toujours de manière a tendre vers les centres d'action.

Si le terreau n'a que deux pôles , les petites aiguilles de limaille situées sur une perpendiculaire au milieu de Taxe de l'aimant , sool FM.sstK disposées pafaïUèlement à cet axe ; à droite et a gauche de celle perpendiculaire, elles s'inclinent de plus en plus vers les'pôlee , qui » sont pas situés aux extrémités mêmes du terreau^ mais i une eertaiu dbtance de ces extrémités. Autour de cteque pôle les parcelles méu^ liques sont disposées en courbes rayonnantes dans toutes les direetio» Si le teKreau aimanté est une lame mince d'acier très-dur , les cou^ formées par la limaille indiquent ordinairement des centrée d'actîii lAtermédiaires , ou points conséquents , et des points d'indiSéreace pour lesquels les éléments de ces courbes sont parallèles à l'axe de k lame. On peut encore reconnaître la position de ces difiérenta poiali, en promenant verticalement la lame d'acier devant une aiguille simantée suspendue sur un pivot , et remarquant les points vers leagaf*' se dirigent successivement \fi» deux pôles mobiles.

QVAiAim-ciiiQintSB .uçoif . 75

QUA&AXTE-CmÇUIBHE UEOOM

Loi dtt niagnéUiiiie. — Balanoe magnétique. — Loi de U force directrice da globe. Moments magnétiqaea. — Lois de la distribution du magnétisme dans les aimants. — Lois des attractions et répulsions magnétiques. Méthode des oscillations.— Mesure de rinolinaison , de la déolineison , de Tinteosité du magnétisne terrestre. ^ Lignes sans déclinaison, iqueteor magnétique. Lignes isodynemiquet. Pôles mdgnétiqnes du glol>e. — De la boussole el de son eompensateur. — Coosidératioot sur la théorie^u magnétisme. Actions singulières de» aimants.

751. L'aigaille aiinanlëe mobile iur an piroi rertioal , ou anioor ^J^Jj^*^**^ d'un axe horisontal , on enfin sMipendue a nn fil, offre un moyen pré* i'oIm. oienx de comparer entre elles les intonsitës des actions magnétiques des aimants^ lorsque les circonstances influentes, de distance, déposition , de temps et de température, viennent à varier. Cette comparaison est fondée sur la déviation plus ou moins grande que l'aiguille aimantée éprouve, lorsqu'une influence étrangère au globe l'écarté de la direction qu'elle tend k prendre ; ou sur le nombre plus ou moins grand d'oscillations qu'elle fait dans un temps donné, quand on l'écarte d'une position d'équilibre. Mais avant d'indiquer tout le parti qu'on peut tirer de ce genre d'exploration , il convient d'étudier d'abord 1^ lois de l'action directrice du globe sur l'aiguille aimantée.

On a vu plus baut ( § 74S ) que l'action du globe sur un aimant se réduisait à deux forces égales , parallèles et opposées^ appliquées aux deux pôles de l'aimant. Soit une aiguille aimantée , mobile autour d'un axe passant par son centre de gravité, dans un plan qui ne soit pas peqiendioulaire à la direction commune de ces forces ; concevons chacune de ces forœs décomposée en deux autres , Tnne parallèle à Taxe de rotation , l'autre parallèle au plan que l'aiguille peut décrire, et située dans le méridien magnétique ; la première composante sera détruite par le mode de suspension , la seconde sera seule efficace pour faire tourner l'aiguille, et la ramener dans le méridien magnétique, si on l'en écarte. Lors du mouvement de l'aiguille , les deux oomposatites efficaces , égales , parallèles et opposées , appliquées a ses deux

76 coubm 91 nrrsiQm.

pôles , auront d'one manière continue sur ces p^ats , dans one direction constante , et toujours avec la même intensité»

Il résulte de la que chaque moitié de l'aiguille se monm eontoe un pendule simple , ayant pour longueur la distance du pôle oorre* pondant à l'axe de suspension , et que les lois de ce mooTement lenoi îdentiquemeot les mêmes que celles du pendule. Or la force dimtrice n'est autre que celle qui tend à ramener dans la position d'éplibre chaque moitié de l'aiguille, lorsqu'elle en est écartée du «ogle a , ou la force artificielle qui maintiendrait cet écarleaient,tff serait dirigée dans le plan des mouyemeuts de l'aiguille, peipeiui» lairement à sa longueur ; cette force doit donc être proportion^' sin a y ou à l'angle a lui-même si cet écartemeut est três*pelit.

Il importe de vérifier cette loi , principalement pour raigiiiiIeB<^ Hle sur un pivot vertical , dont on se sert le plus habitueDemeulpov comparer les actions des aimants. L'horixontalit/deraiguiiie,daiH«i appareil, s'obtient en équilibrant , par un excès depoMs dWiuj^ sur l'autre y lescomposantesYerticales des forces terrestres qoi*^ à soulever le pôle sud. D'après la théorie , ces composaotei doireD être constantes , dans quelque plan qii^ se trouve raigaillo; ^^^ eflfct ce que démontre l'expérience, car l'aiguille, éUQtdispo««^ manière à être horixontale dans un plan vertical, TeitoiDs autres , lorsque les influences étrangères au globe, qui p^^ sur elle , n'inlrbduisent pas de nouvelles composante» t«*^ . "•^••«•^^»*- 78*. Coulomb a constaté par l'expérience que la force diiec^ ^^ d'une aiguille horizontale est réellement proportiooneue aa ^ l'angle qui la sépare du méridien magnétique. Pour vériW' on se sert de la balance de torsion , en suspendant a s^ ^ une tige d'acier aimantée , maintenue horixontalement suf ^| de cuivre. Une lame verticale, fixée à la chape et da ni qu'elle , plonge dans l^eau d'un vase inférieur. Cette diip^'^* . ^ Fio. 3S1. but d'amortir les oscillations , et de faire parvenir plo* ^ . ^ position d'équilibre. On place d'abord la cage de l'^PP^ ^ manière que l'aimant suspendu , étant dans le méridien ^'%| ^y soit dirigé vers le xéro des divisions, et qu'en même temp* gent soit sans torsion. 'nioo'î^

On imprime alors différentes torsions an fil métalU^»^ > J ^^^ que la tige aimantée s'arrête successivement à P i **^ ' ^ ' ^^ position primitive. On trouve alors que les angles de tom ^^ res pour maintenir l'aiguille dans ces diflEérentes 9^^^^'^^ portionnels à l'écartement. Or , comme les forces de *^'**^"^^ii* danles suivent la même loi , il faut en conclure (p0 1^ '

■iflUBl^r.

QUARANTK-ClNQlIlftHV LKÇO?l. 77

la forcé directrice horizontale, décomposées perpendiottlaireiBeat à la longueur de la tigej composantes qai font directement équilibre aux forces de torsion observées , sont réellement proportionnelles à Tangle que la tige aifnantée fait ^vec le méridien magnétique. Lprsque l'écartement dépasse de beaucoup 4 ou IS^ , on reconnatt que la force de torsion qui le détermine , croit réellement comme le sinus de cet angle.

7ttS. La force directrice doit évidemment agir avec une intensité variable sur des aiguilles aimantées de diverses dimensions , car cette i|n«T' hligdinê intensité dépend de la distance des pôles de chaque aiguille à l'axe de suspension , et de Vénergie de son magnétisme. La balance de torsion donne un moyen facile de comparer les forces directrices, ou ce que Coulomb appelait les mamenis magnéiiqueê , de plusieurs aiguilles, il suffit de substituer chacune d'elles à la tige aimantée de l'expérience précédente, et de tordre le fil de suspension , de manière à obtenir un certain écartement. Les angles de torsion qui produisent une même déviation de toutes les aiguilles , sont évidemment proportionnels à leurs moments magoétiques.

Voici les résultats de plusieurs séries d'expériences , entreprises par Coulomb, dans le but d'étudier l'influence ^es dimensions et de la forme des aiguilles ^aimantées, sur leurs forces directrices. Pour des aiguilles cylindriques, de même diamètre mais de longueurs différentes, provenant d'un même fil d'ficier ou de fer écroui par la torsion , les moments magnétiques ont diminué proportionnellement à la longueur , jusqu'à la limited'un pouce environ :; au-dessous décrite limite la diminution était plus rapide, et suivait à peu près celle du carré de la longueur. Des aiguilles cylindriques ayant été réunies en faisceaux , de grosseurs et de longueurs différentes , mais telles que leurs volumes fussent géométriquement semblables , les moments magnétiques de ces faisceaux , mesurés à la balance de torsion , «ttaient entre eux comme les cubes de leurs diamètres , ou de leurs dimensions homologues.

Doux aiguilles de même fongoeur et de même poids , ayant été taillées dan» la roonie lame d'acier, de telle manière que l'une eût la forme d'an rectangle , et l'autre celle d'un parallélogramme oblique on d'oite doubleflèchc; toutes les deux étant ensuite trempées au rouge obscur, et aimantées à saturation ; le moment magnétique de la seconde aiguille a été trouvé plus grand d'un huitième environ que celui delà première. Des aiguilles rectangles, ayant toutes leurs dimensions égales , furent prises dans la même lame d'acier^ trempées de la même manièrent aimantées à saturation ^ on les superposa les unes aux au-

78 C0V18 DB FIT8IQ1».

tret , dans le même sens , en nombre ploi on moins grand, de lanière i formw desfaiweanx dediSerentes épaiaaeara, couTeoablenai serrés par des eordons de soie ; lea moments magnétiqoetdeoesfiiioeaux, mesurés a la balanoe de torsion , croissaient dapi unnpiNri beaucoup moindre que l'épaisseur : celui d'un faîaoeau de 16 laseï n'alteignaii pas le triple du moment magnétique d'une aeale.

L'état magnétique des aiguilles de chaque faisceau , dans les deniêres expériences f s'était altéré très-sensiblement pendant leur réM et cela très-inégalement : car Coulomb, ayant défait des faisonoi^U et de 8 aiguilles , trouva que le moment magnétique d'onedeilaiB extrêmes était plus grand , dans le rapport de 8 à 5 , que lanJ^tf moyenne du moment magnétique de chaque laine intenM&DC Cette altération du magnétisme des aiguilles , lors de leur iofltf^^ mutuelle , allait même jusqu'à renyerser les pAles de qaelqiMH»0 d'entre elles.

d«i*ibrM 764. La force magnétique des aiguilles peut être éraliwep>'|' S%u3m. ^ durée des oscillations qu'elles font , a droite et à gauohe deleor/«>' tion d'équilibre, sous la seule influence <Ia globe ; si lear loogoeo'^ la même, l'énergie de leur magnétisme aura pour mesore leciff^ °' nombre des oscillations faites dans un temps donné, oa lenpp inverse du oarré des temps employés a faire un même nombre ^^ cillations. C'est à l'aide de cette méthode que Coulomb* ^<»''^ '''^' tération des aiguilles dans les expériences précédentes; onhiscemat 8 lames ayant été défait , une dëà lames de la surface {»»ii)<^^^^; lations en 90'% tandis que chacune des lames intermédiaires «nÇ^!^^ plus de aSO" a faire le même nombre d'oscillations. Ha i^^^ plusieurs aiguilles possède a peu près le même moment osp^ ^ qu'un seul barreau de même figure et de même poids; on doit co clore de ce rapprochement, que dans les barreaux ainiaD<^>^^ gnétisme diminue depuis la surface latérale jusqu'à Taxe, eo^ise les faisceaux composés.

La comparaison des temps que àeè aiguOles aimantées m^^*^ esécnter un même nombre d'oscillations , a encore été ^^^ ^ Coulomb; pour étudier l'influence de la longueur et de b W^ sur le magnétisme des aiguilles. Bas lames de même largenr et de gueurs différentes , prises dans une même tôle d'acier, toojo«^ ^ lement trempées, et aimantées a saturation, ont ^"^P^^^^^ SO oscillations, des temps proportionnas à leurs longueurs; oesi^ augmentaient arec la largeur , mais faiblement, pour des loD|p^ égales. Le frottement d'une aiguille aimantée, sur sonpi^o^'f; être mesuré par la déviation qu'elle peut supporter, sans tendre'

QDAAA9TB-CI5QBlkMX UCÇOH. 74

venir dans le méridien magriétiqoe. CSouIomb a appKquë ce genre d'exploration pour déterminer les meilleares formes à donner anx poin* ten des pivots, et anx cavités des chapes ^ les parties frottantes ayant d'ailleurs une très- grande dnreté , et le poids des aignOlcs étant réduit autant que possible. Il résulte enfin de toutes les recherches de ^ Coulomb que les aiguilles légères , étroites, plates , en forme de double flèche, doivent être préférées à d'autres plus pesantes et plus , épaisses, ayant la forme prismatique; quant à la longueur, pourvu qu'elle ne soit pas trop petite, elle n'entraîne avec elle aucun désavantage.

758. La piopoKionnalilé trouvée entrp la longueur et le moment Jîjto'di'mlf'^lr magnétique , pour plusieurs tiges aimantées de même diamètre, tend *^*1^'" '^ à faire supposer que l'état lAngnélique des extrémités de toutes ces tiges a précisément la même énergie , et que les forces du globe , agissant alors avec des intensités égales , font varier le moment ma- gnétique proportionnellement a la distance des pôles, ou à la longueur de la tige* Les recherches entreprises dans le but de déterminer la distribution du magnétisme , dans un barreau aimanté, ont confirmé celte supposition ; Coulomb s'est encore servi pour cet objet de la balance de torsion .

Ayant fixé une règle de bois dans le méridien magnétique, en sorte que la tige on l'aiguille aimantée suspendue, et dirigée vers le léro de torsion, louchai cette règle sans la presser. Coulomb plaçait verticalement le barreau aimanté , près de la tige et derrière la règle , dans un sens tel qu'il y eût fépulsion. Le fil d'argent convenablement tordu ramenait Taigoille en contact avec la règle , mais toujours sans pression ; l'angle de torsion imprimé donnait alors la force répulsive qu'il s'agissait de mesurer. Le barreau aimanté étant placé à diiierentes hauteurs, on obtenait di£Férentes valeurs de cette force répulsive. Suivant Cunlomb , ces valeurs devaient être proportionnelles aux masses de Buide libre des couches du barreau, successivement amenées au niv^eau de la tige aimantée, et représentaient la loi empirique db la distribution du magnétisme dans le barreau.

Celte conclusion n'est pas rigoureusement exacte ; car la masse de Suide libre, ou non déguisé, contenue dans la couche en regard de [^Aiguille, n'est pas la seule cause de la force répulsive mesurée à iliaque observation ; laquelle est réellement la résultante des actions YiAgnétiques de toutes les couches du barreau. Mais il faut remarquer |ue la tige et le barreau se croisent à angle droit , et à une distance :r«^»-petite$ d'oùii suit que les couches situées au-dessus ou au-dessous lu niveau du croisement, agissent dans des directions très-obliques,

80 C01IB8 DK PflTSlQCl,

et infloent coDsëqaemiodni très-peu sur la rëpokion totale; eeUeierniera rétaltante doit dooo pea dîlSérer de l*aotion de la lealfl wvk en rcigard de la tige , laquelle entre avec toute son ioteotilé diuia coni position de cette résultante. D'après cela , on peut adopter hemolusion précédente j surtout si Ton considère que, daas les expénean de Coulomb y la règle de bois était mince ^ et que le barreau aisnis n'était qu'on fil d'acier de très-petit diamètre.

M. Biot, cherchant à iuterpoler les résultats des expériews^ Coulomb, a reconnu qu'ils étaient représentés avec une exicM remarquable par la formule y == A (^ — /te*' — ') ; / étant la ^ longueur du fil aimanté scymis à l'obserration ; x la distai» fo sépare, de l'extrémité du fil , la couche dont l'intensité m*f^ est y ; A et ^ deux constantes dételminélsa par deux conpIesd'oiKff' valions. Quand le fil est très-long, et oonséquemment son pèle o|ip« tfès éloigné, fit étant toujours moindre que l'unité, le terme f(^^ insensible ; et la formule plus simple, y — A^, représente liès-liKBl' distribution du magnétisme vers une des extrémités. I.Becqao^' vérifié l'exactitude de cette dernière loi , sur des fils d'acier ctjùliii^ qui n'avaient qocy^^ de millimètre de diamètre.

756. Coulomb représentait graphiquement les résnitati deio » *"'*' aervations, par des ordonnées proportionnelles aux intemitéi} <!^ ^

vées , dans un même plan , perpendiculairement à Vneiaûl^^^' La courbe formée par les extrémités de ces ordonnée se ooapos^ oe deux branches, qui correspondent aux deux moitiéfieïiîo^^y> branches ont une similitude d'autant plus parfaite que le f^^*^ plus homogène; chacune d'elles est appelée courbe (I0 tsOiu^'^' ordonnées spnt nulles an milieu du fil, et insensibles soraaeoeruiv étendue de part et d'autre de ce point milieu. U soit de là <l^ courbe des intensités semble se confondre avec l'axe de ïvsDi^^^ une grande partie de chaque moitié; elle s'en sépare poar s'éieTeri*^ pidcment , jusqu'à l'ordonnée correspondante à rextrémité an n l'on cherche le centre de gravité de i'aire comprise entre cet» donnée , la courbe et Taxe , le pied de» l'ordonnée de ce ce»^ gravité est évidemment le centre d'action de la moitié de IV on son pôle. « pmiUoo Jm pair* 757. Dans des fils aimantés de même diamètre, et dont les loo^ ** '""■'^ difiérentes surpassent toutes 6 à 8 pouces, la.courbe des intewi exactement la même. Il suit de la que les pèles sont à Ja meo^ tance des extrémités , et ont la même ^énergie, les moments 0*r que» de ces fils doivent done être proportionnels à leurs loo^ comme l'expérience le prouve directement ($ 7St). La disUoc^

Courba (l^« inlen*

Fto. 382.

«DABA]in*C»QI2lftU LIÇO!f. 81

ohaqoe polo è rextrémité eomspondatite d'ane aiguille cylindrique parait Tarier à tré»-peu près comme le diamètre de cette aiguille^ pourra que m longueur ne soit pas inférieure à 6 pouoes. Bans les aimants trèMïourts, la position des pôles , toujours déduite parle calcul de la courbe des intensités , est à peu près au sixième de la longueur totale à partir de chaque extrémité: cette position parait être une limite dont les pôles s'approohent à mesure que l'aimant derient plus court.

758. G)ttlorob s'est eneore servi de la balance de torsion , pour dé- LoiA«>ttn«. terminer la loi des attractions et répulsions magneUques ^ lorsque la Lt^SS^a*: dislance du centre d'action influant vient à varier. Cette loi est celle de la raison inverse du carré des distances. Pour la vérifier , supposons que le micromètre de la balance soit à léro^ et que la tige ou l'aiguille aimantée suspendue soit dirigée vers le léro de torsion , dans le méridien magnétique; si l'on approche un barreau aimanté vertical, de telle manière qu'un de ses pôles soit au lien même qu'occupait le pôle de même nom de l'aiguille mobile , cette aiguille repoussée s'arrêtera lorsque la force directrice , dont la loi est connue, augmentée de la force de torsion correspondante, fera équilibrée la répulsion* Comme on peut augmenter la torsion en tournant le micromètre , on pourra observer autant de positions d'équilibre que l'on voudra , en conclure Jes forces répulsives pour des distances différentes, et vérifier ainsi la loi énoncée.

7K9. Hais oe mode d'observation est soumis à des erreurs, prove- iieibod«d«<Mca. nant des actions négligées des pôles opposés, dont les effets varient avec la position d'équilibre de l'aiguille mobile ; les résultats obtenus par oe procédé ne doivent dono être qu'approchés. On peut d'ailleurs constater la loi des attractions et répulsions magnétiques, en employant une antre méthode, qui s'applique à la mesure de toutes les Forces accélératrioea de la nature. Ces forces pouvant être regardées comme constantes pour des distances très-peu différentes, agissent alors comme la pesanteur. La formule qui lie la longueur / du pendule simploi l'intensité^r de la pesanteur,et la durée ^d'une oscillation, étant

t = T \/ ^, on pourra l'employer pour toute espèce de force accélératrice constante^, produisant un mouvement d'oscillation. En faisant osciller le même pendule, sousl'iiifiuenoe d'une force de même natuce, mais d'intensité différente, g et I changeront seuls, et si ^ et l' sont

leurs nouvelles valeurs on aura : l' = r \/ -^ ; d'où ^ : gr :: P : l'* ; ou

bien en désignant par n, n% les nomlms d'oscillations faites dans le T. m. 6

62 G0U18 OK PHTUQOK.

iiiènie temps ^ g' :g i : n'* : n*. C'eftt*à*dire qae les forces oompaiéei seront entre elles cuinroe les carrés des nombres d'oscillations.

D'après cela, on peut faire osciller une petite aigoille, à. des dîslaiH ces différentes de Tun des pôles d'un barreau aimanté, et compter a chaque station le nombre des oscillations faites pendant nn oerUm temps^ une minute par exemple. La comparaison des nombres d'oiollations obtenus^ et des distances comprises entre les pèles Toîsins dshsrreau et de Taiguille, permettra de constater la loi des forces mafiêbques. On choisit pour cela de petites aiguittes d'acier très couita et fortement trempées, afin qu'elles puissent conserver le mémedc^éc magnétisme sous Tinfluence des aimants, en possédant nne^ode force coercitiTo qui s'oppose à une nouvelle séparation des ftûdes magnétiques dans leurs particules.

jttais les forces qui agissent sur l'aiguille ne sont pas nniqnemeol celles qui émanent des pôles de l'aimant, laction directrice dn globe e^ fait .partie. Pour séparer leurs effets distincts, on peut, ou rendre oulk l'action de la terre, ou la laisser subsister et en tenir compte par Je calcul. On sait que les forces magnétiques du globe se rëdniseoCi oo couple , tendant à placer l'aiguille aimantée dans le rnéridien magnétique j Taiguille qu*on emploie, dans le genre d'expérienoe actuel, étant horisontale et mobile sur un pivot, on doit remplacer les dec forces égales du couple dont il s'agit, par leurs composaoles rerticales dont l'effet est détruit par le contre-poids qui détennîoe rbomoaîa^ lité de l'aiguille, et par leurs composantes horisontaWi formant nn nouTcau couple, qu'il faut annuler.

On y parvient en disposant sur le même plan horiaoutal qne l'aiguille, et dans le méridien magnétique, un aimant puissant, de telk manière que son pôle le plus voisin soit semblable à celui qne l'aiguille . tourne de son côté par l'action seule du globe. L'expérience indiqas qu'on peut placer eet aimant , à une telle distance de l'aigniUe. qu'elle semble indifférente à toutes les positions. Il est facile d'eiplîquer ce résultat. IjCs actions exercées par l'aimant sur l'aiguille s réduisent à deux forces contraires, parallèles, qm sont aensifa^ ment égales, à cause de la petitesse de l'aiguille, comparalivemen:. la distance de l'aimant ; or on conçoit que ce couple nouveau poL^» détruire l'effet du couple horizontal provenant de l'action du globe. « l'aimant est placé à une distance convenable.

L'aiguille étant ainsi rendue jutatique y c'est*a-dire indi£Eéreste 4 l'action du globe , on peut en approcher un aimant horizontal , qic anra seul une influence efficace pour lui donner une position d'ëqai* libre. On compte alors le nombre d'oscillations qne l'aigaille fiît

QVARAIVTB-CllVQUIiflft LIÇOIf. 88

daiM on teuipt donné, de part et d'autre de cette poaHîon. Ce nombre Tarie avec la distance da pôle do l'aimant , et l'on trouve qu'il eut en raison inverM de cette distance , d'oà l'on conolnt facilement qne les forées niagnéliques Varient en raison inverse dâ carré de la distance. L'aigtiille étant trè»-petito, l'aimant doit être an contraire trèslong , afin que son pèle 4e plus éloigné n'influe pas d'une manière sensible y et qu'on ne soit pas obligé de considérer des distances diffé* rentes à chaque station, ce qui compliquerait beaucoup la comparaison des obserrations. Coulomb se servait à cet eflKdt d'un long fil d'acier horiiontaly dont il présentait un des pôles au pôle oontraire de Taiguîlle.

Autrement : on peut se dispenser d'annuler l'action du globe sur l'aiguille. On la fait osciller d'abord sous l'influence seule de cette action; soient^ l'intensité de la force magnétique du globe, et n le nombre d'oscillations que l'aiguille fait alors dans le temps T. On présente ensuite un aimant horixontal , ou mieux un long fil d'acier aimanté , situé dans le plan méridien, de telle manière qne son pôle voisin agisse par attraction sur le pôle dont il s'approche ; l'aiguille oscille alors plus rapidement ; soient^' la force qui détermine les oscillations, et n' leur nombre dans le même temps T. Enfin si l'on approche plus ou moins l'aimant , l'aiguille est soumise , aux différentes stations , a des forces accélératrices différentes g'j ^\ ^"-.9 et exécute dans le temps T des nombres différents d'oscillations »', »", fi'^.... On a entre ces forces et ces nombres les relations : ^ : «' : : j' : «'* : : ^' 2 «"* :... d'où ^ — g\ «'» — I»' : :y" — y: n"* — «• : :.... Or(^' — ^)»(^' — ^)... représentent évidemment les forces magnétiques dues à l'aimant seul, aux diverses stations , les différences (»'* — #!*),(»''* — n*)... pourront donc servir à les mesurer ; et il ne restera plus qu'à les comparer aux carrés des distances , pour vérifier la loi énoncée.

Coulomb s'est aussi servi de la méthode des oscillations pour étudier la distribution du magnétisme dans les aimants. L'aiguille, suspendue à un fil de cocon, était cylindrique; elle n'avait que 6 lignes de longueur, mais un diamètre moitié de cette longueur, afin d'èlre à la fois oourte et massive. L'aimant soumis à l'épreore était un fil d'acier de S lignes de diamèlre, et long de 97 pouces; on le plaçait successivement à différentes hauteurs, sur la même verticale , la distance qui le séparait de l'aiguille étant très-petite, et toujours la même. On connaissait la durée d'une oscillation de l'aiguille sooé l'influence seule du globe; en comptant le nombre des oscillations faites dans un temps constant , à chaque station, on pouvait facilement en déduire, par différence, une roesore de' l'action de l'aimant seul, que Goolomb

Fir.. SSS.

84 coDU >i nmi^ft.

suppoMÎt proportioDiieHe à Taolion d« k ooncha «iiiëo «a nÎTeMii l'aiguille.

Cette SDppoaition parait moins exacte encore que odle da $7SS,i cause de l'influence plus grande que lesantrai couchoado l'aimanld»rent avoir sur la réaultante de tes actions. Mais la loi déjà troa^ée, elq« la Formule de M. Biot représente très«-bien, montre que eetteproporiMualité peut être admise, pour les stations où l'extrémité du fil n'crf fw trop voisine du niyeau de l'aiguille. Pour le prouTcr emcnt : Aile il d'acier ; ob raigoille mobile ; X la couche de l'aimant attoée rar kpba horiiontel ab; J! et X'' deux antres couches égalemeot éloigoni k Jij AX=ûP, XX'=XX"= ty 6X=K ; y, y^, y", les intensités magaat^oa des couches x, x'j ts". Soit en outre A uncTaleor de i, ftdle qncki cod* ches plus éloignées de X que cette distance A, agissent trop faîMcsKal sur le pèle b^ ou suivant des directions trop éeartéea de bX^ poar isfluer d'une manière sensible sur l'action totale.

Pour obtenir la résultante des actions du fil sur le pôle &de l'aigaffle,! faudrait sommer leurs composantes suivant la direction hX^ et dans œtti sommation les couches X'^ X'^ d'épaisseur dt, introduiraient «a term

de la forme-r-j-TTTr (y'"l"y")^** P"* ^^ fonction y, trouvée par H. Bk*

(S360}| donne identiquement y'^"^p^K^)yf comme on Va ira dans un autre problème de physique mathématique (S^^) Çoi «o^ duit à une loi tout è fait semblable. La résultante dberdbee êerm demi

D'après cela, les actions totales do fil aimanté sur l'aigmlfo niobilf. ans différentes stations, sont proportionelles aux intenaîtéa mngnét*quea des couches successivement amenées au niveau de rnigviflr. tant que ces couches ne sont pas trop voisines de rextrémilé A, on «fit leurs distances à cette extrémité sont plus grandes que A.

Ainsi la méthode des oscillations peut conduire à des conadqmaw exactes^ sur la distribution constante ou variable du magnétieaie es» un oorps aimanté. B. Kupfer a fait l'application de cette iB»étbo^< l'étude dp magnétisme développé par la seule inflnence du gk» dans un barreau d'acier fondu et non trempé; voici quelqoaa^uns tf» résultats obtenus par ce physicien. Lorsque le barreau était longftc^ restç dans une position qui favorisait Taction du globe, soo tisme était unifSerme, c'est«à-dire que les deux pôles, également ses y se trouTaient à la même distance des extrémités cor rai ou que le point d'indifférence se trouvait au milieu m&me.

Qniuid on retournait le barreau^ il perdait l'état magodiiqoe ém a

égale à «y, si l'on désigne par m l'inlégrale définie ilbl TxtlSv^*

qvaeahtk-cshqvièu lbçoii. 96

première position, mais se prenait paeintlantanëineAt Fétstoppoié; il ae développait d'abord hr faible degré de magnétiaDie ver» lea estré* mités, qui augoieotait ensuite avee le temps. Le barreau somme à l'es* pénenoe, ayant leça artificieUement on ftnble degré dénageétisaM!, par la méthode de la simple toueliey fat plaoé dans la direotion deTaiguille d'inclinaison, mais en sens contraire, o'est-é-dire le pèle nord en haut ; le pèle sud tourné vers le bas parut alors plus fort que l'antre, car le point d'indifférence se rapprooba de lui . En retournant lé barreau, son intensité magnétique augmenta , et 1» peint d'indifférence tevint au milieu.

780. Après ayinr étudié ks lois dea actions roagiétiques, il eouTient mmw* d« ■• déde décrire les appareils et les procédés dont on se sert pour déterminer, 7*^110». "*" en chaque lieu, la déclinaîion et l'inclinaison de l'aiguille aimantée, ainsi que l'intensité du magnétisme terrestre, et d'exposer les loisem* piriques déjà trouvées sui* les varia tiens de«es divers éléments. Mais cet objet d'étude faisant maintenant partie du cours de géodésie, noua devons nous dispenser d'entrer ici dans tons les détails qui le concernent, et nous borner a l'énoncé des résultats généraux, dont k connasasance est nécessaire dans le coars de physique*

L'observation de la déolinaisoa , ou de l'angle fermé par TaiguiAle aimantée horison taie , avec le méndien terrestre, eaige des inBtm<^ inents qui appartiennent à l'astronomie, si l'on veal l'obtenir avec toute la précision dénrable* Lorsque k position du méridien terrestre est connue d'avance, on peut se servir d'une simple boussole, munie d'un limbe horixontal ayant son centre sur l'axe du pirot del'aigoilk; on place alors k diamètre de ce limbe passant par le aérp de sa graduation, dans k direction connue du méridien terrestre, et l'angle qui jucsnre k déclinaison est directement obserridik. Pour constatei* et mesurer les varktions de k déclinaison, lesquelles snnt^ toujours peu étendues, on se sert d'une très*longoe aiguille prismatique , suspendue a un fil sans torsion, et renfermée dans nue botte longue qu'on dirige suÎTant le méridien magnétique ; cette k^te ne laisse à l'aiguiUe que l'espace nécessaire pour qu'elle puisse décrire ses oscillations. Chaque extrémité de l'aimant porte un veenier qui se meut directement au-dessus d'un petit arc divisé fixe ^ au moyen de loupes 00 de lunettes convenablement pkcées , on peut ohserver la maretie du zéro de chaque Tcrnier sur l'arc fixecorrespoudant , et évaluer ainsi avec une grande exactitude ks varktions de position de l'axe de l'aignsUe.

761. L'inoUuaison s'obtient à l'aide d'un appareil dans lequel l'ai- Mef»fv drimeiigniUe aimantée est mobik autour d'un axe borisontal , fixé normale* °*'^"*

86 COURS DK riTSIQ».

ment au oentre d'nn limbe T0rlioal -, œ limbe peut être place dans dîven RÙniats , en' tonniant autour d'un axe Terttoal , et aa roUtîoa est meauvée aur an autre limbe, horîsontal et fixe. Pour chaque aiimut raiguille fait un angle particulier avec rheriaon ; -on Fait tourner k limbe mobile , jusqu'à oe que l'aigutUe devienne verticale ; le limbe «( alors perpendiculaire au méridien magnétique ; il aoffit donc de k faire tourner d'un quadrans pour qu'il soit parallèle à oe méridiea, et qu'on puisse y observer directement l'inclinaison de l'aiguille tée. Ou bien on observe les angles que l'aiguille fait avec la ou rhorizon , lorsque le limbe mobile est successivement aitteaé djai deux aatmuts quelconques perpendioulaires entre eux , et l'inefiBaûr» cbercbée se déduit par une formule très-simple de cette double observation. Cette formule et ses applications sont exposéea dans oa aatft cours.

Chaque observation de la déclinaison et de l'incUoaiaon , a beM d'être répétée quatre fois, si l'on veut que le résultat soit corrigé âe toute erreur provenant du non-parallélisme de l'axe magnétique di l'aiguille et de son axe de figure , ainsi que de l'hétérogéoéîté de u substance. Après avoir fait une première observation , on retoun» l'aiguille de telle manière que les deux parties de son axe changent di coussinets , et que sea deux faces soient substituées l'une à l'antre; on fait une seconde observation dans cette position de i'ai^uilfe; b moyenne entre les deux résultats sef trouve corrigée de hi prcmièn cauae d'erreur. Pour écarter la dernière , celle dépendaai de rhétérogénéité possible de l'aiguille , qui rendrait un de ses pUes p\ii% for: que l'autre , il faut l'aimanter en sens contraire de manière à «^langcr ses pôles de place, et recommencer deux autres observations scablables aux précédentes. La moyenne des quatre résultala obtenus e£ l'observation corrigée, et la seule exacte. M.»un*dormteB. 762. Pour observer l'intensité du magnétisme terrestre , on se ser d'un petit barreau aimanté , suspendu horiaontalement à un fil «"^ torsion. Après l'avoir écarté du méridien magnétique , par rinfiueix? d'un morceau de fer qu'on rejette ensuite au loin, on compte les osc^la tiens qu'il fait dans un temps donné, une minute, par exemple: carré de ce nombre sert de mesure à l'intensité de la for«)e directr^ décomposée horizontalement ; connaissant rincliuaison , il est f«ri> d'en conclure l'intensité de la force directrice totale. Souvent auiA d'observer durant un temps constant , on compte au contraire les *^ condes que le barreau emploie a décrire un certain nombre d'oscti*' lions toujours le même ; les forces direotrices horiiontalea sont ak*) entre elles en raison inverse des carrés des temps. Les séries d'obser*

I rrre»lr«.

QDAlinTB-ailQUlft» LIÇOH. 87

Tallom faites a¥eo deux barreaux différenta deviannent facilement coniparablea , quand on connaît le rapport des énergies magnétiques de ces aimants , on celai des cartes des nombres d'osci Hâtions qu'ils font, durant des temps égaux , dans le même lien et à la même époque.

Les obsenralions d'intensité, obtenues avec un seul barreau, ne sont comparables qu'autant qu'elles ont été faites à la même températurc. Lorsque cette condition n'est pas remplie, les résultats doivent être corrigés; et pour que cette correction puisse être faite , il faut joindre à chaque observation dHntensité magnétique, celle de la température. M. Kupfer, qui s'est beaucoup occupé du déoroissement dans le magnétisme des aiguilles , par suite de leur échauffement , a donné des règles et des tables , à l'aide desquelles on peut effectuer la correction dont il s'agit. Au retour d'un voyage où l'on a recueilli une série d'observations d'intensités , on doit éprouver l'aimant dont on s'est servi , an lieu même du départ , afin de reoonnaitre s'il n'a pas perdu une portion de son magnétisme. Dans la eonstruotion de tous les apfMireils qui servent aux oliservations' magnétiques, à l'exception de l'aiguille aimantée qni en fait la partie principale , il faut n'employer que des substances totalei!:ent privées de fer ; ioules les parties accessoires sont ordinairement en cuivre rouge ou en bois. L'observateur doit prendre scinde ne porter sur lui aucun objet en fer. Enfin il faut

opérer loin de tonte habitation , dans un pavillon , ou sous une tente

qui ne contienne pas de fer.

76S. La déclinaison varie dm lieu à un autre sur la surface du ^^LiK»ef >»>• globe \ elle est occidentale en Europe , orientale en Anférique et dans ^ " "»»«>• le nord de l'Asie. Les lieux où la déolinaison est nulle paraissent for* mer deux lignes très*irrégu1iêres. L'une de œs lignes sans déclinaison a été reconnue dans l'océan Atlantique , entre l'ancien et le nouveau inonde; elle coupe le méridien de Paris par 65^ de latitude australe, remonte au nord-ouest jusqu'au Stt* degré de longitude , et devient presque nord-sud en îongeant les côtes du Brésil. La seconde ligne part du grand Archipel, s'élève vers le nord, et vient traverser la partie orientale de la Sibérie. Ces lignes sans déclinaison se déplacent ; elles sont douées d'un mouvement séculaire , dirigé de l'est à l'ouest. Il y a cent soixante-dix ans ^ celle de l'océan Atlantique passait par Paris et Londres. M. Kupfer a conclu , d'observations qu'il a faites à Kasan . pendant plusieurs années , que la seconde ligne marche aussi dans le même sens. Il parait que le déplacement n'est pas uniforme dans tonte l'étendue de ces lignes , puisque la déclinaison n'a pas varié sensiblement à la Nouvelle-Hollande depuis cent cinquante ans.

88 GODAS BB raYNQI».

ifiutnir «MgB^ 764, y iooIinaiMa augmeDle en général aree la htitade , rt et m *"***' ooBiraire dans les deax hémiiphèns. Il coùsledans k «oae torriikiM suite de points où rinoKnaison esl nulle , formant une lignaà Ufoelle on donne le nom d'équaleur magnétique , el qm, par ns lianofités fort irrégulières , ne figure que très-imparfaitement an grand «nie de la sphère. M. Morkt a déduit , d'obiervatioûs recuellKci p«r Oà, YaneouYer, et d'autres narigatevrs , vers la fin du derniornèelt.b forme de l'éqnalenr magnétique y et la position de ses nœuds , c'c^-i* dire des points où il ooupe l'équateor terrestre*

11 est en totalité an sud de oe dernier entre FÀmériqueet VA^*^ et Tient le eouperiiar 18"* de longitude orientale. txLfàfM^» nœud , et se dirigeant Ters la mer dos Indes , la ligne ssni ïtuSam s*éleigne rapidement de l'équateur , et parvient dans la merd'An^ au maximum de ses excursions boréales qui est de lî* «ariroiiF 62* de longitude orientale. De là jusqu'au second ûosoAffàfV^f^ 174* de longitude, au delà de rArehipeldesCarolines, hlipe»>^ inclinaison décrit plusieurs sinuosités, mais se maintient toQ|oin^" rhémis{^ière boréal. Entre oe second nœud et le ^pnmut,^^^ sites sont beaucoup plus prononcées , car ou a reeonna os f^^^ réquatour magnétique oommun aTeo l'équatenr terrestre, dioii'^' Pacifique, par ISO» de longitude oecideaUle $ maissnatetiprv»^ point, la ligne sans inclinaison s'infléciût vers le sud.

On doit a M. Hanateen un travail semblable à ceU de U-Morhi, aussi basé sur les observations de la fin du siècle denûff*l<^ magnétique , qu'il a tracé, ne diffère du précédent, qoepsi^?^, ° et le nombre des nœuds. Suivant M. Hansteen , lenoBoddeVAfnqvt^ serait de 4<» , celui des Garolines de »^ plus à l'est. 9aoi rooéas I^ fique, au lieu d'uu seul point oommun avec l'équateur iot&itti • aurait deux nœuds , distants de 1 S degrés , entre lesquels U bp< inclinaison passerait dans Thémisphère boréal , où elle «'éoirteni l'équateur d'un degré et demi 4u maximum»

Las observations d'inclinaison fahes dans ces deraièr«> ^^ durant les voyages de MI. Freycioet et Dnperrey, dncspits^"^^ nes'acoordant pas avec la position de l'équateur magaétiqseï^^ d'observations qui remontent à l'année 1780 , M. Morlet s eùV0 ^ ce rapprochement que la ligne sans inclinaison se ^^^^^.. temps. M. Arago a en effet démontré que les différences des ^^ obtenus aux deux époques, s'expliquent en admettant qua ^'^ magnétique est doué d'un mouvement de translation séottlair^» d* à l'ouest, el par eonséquent dans le même sens que le moavemeB ^ lignes sans déclinaison. On trouve , d'api^ cette explH)*^^^' ^

QOABÀIITB-CIIIQVIIHS UIÇOII. 89

ttCBodt ont d& maioh^ d'au nHiint 10^, dant oeMns, depuis 1780.

M. Dtiperrey a diieulé les nombreuses obserrations d'inolioaison , recueiUies dans ses Torafes» vers 18tt et 18M; après les aroir rapprookées d'autres observations détaohées faites à peu près à la même époque , il a tracé la nouTelle forme de l'équat^ur magnétique. Les ncsttds s^t au nombre de deux seulement i et presque diamétralement opposés s celui de l'Afrique est maintenant dans TOoéan Atlantique , à peu de dislance des côtes du golfe de Guioëe; le second nssud eit dans le grand Océan, toujours a l'ouest des Carolines , et presque sous le méridien de Parii.U existe i entre la partie boréale et la partie australe de ce nouvel équateur magnétique, une symétrie remarquable, et l'ensemble ne s'éloigne qm» par des sinuosités aases faibles d'un grand cercle de la spbère.

76K. La dédiimison épsouvoy en cbaque lieu , des obangements an- VamtàoM de i« nuelSy qui paraissent dépendre du mouTement des lignes sans déoli-» naison. A Paris, en 1580, l'extrémité nord de l'aiguille aimantée' déviait de IP à Test du méridien terrestre; en 1684 la déclinaison était nulle. Devenue ocoidenlaie, elle arprogressiveiuent augmenté jusqu'à près de 23', mais elJe diminue depuis 1810. Cuire ces varia^ fions séculaires, la déclinaison est soumise, en cbaque lieu, a des variations périodiques, annuelles et diurnes.

Des observations faites par H. Gassini, et qui remonlent à l'année 1780, ont fait découvrir, qu'à Paris, l'extrémité nord de l'aiguille marchait cbaque année vers l'eat^ durant bs trms mois qui séparent l'équinoxe du printemps du solstîoe d'été , et ven l'ouest pendant les neuf mois suivants. M. Gilpin a confirmé cette loi, par des observations faites à Londres vers l'année 1800, mais 11 a trouvé pour oette osoiU la lion annuelle une amplitude moindre que celle assignée par M. Casnini. En rapproebant ces observations de celles faites par le colonel Beaufo|^ , en Angleterre , vers 1010 » et par M. Bovrditcb , à Salem aux États-Unis , M. Arago en a tiré les conclusions suivantes : quand la déclinaison est occidentale, et augmente d'année en année, elle est aoumise à une oscillation annuelle , et marcbe vers l'est d'avril en juillet; l'amplitude de celte oscillation diminue à mesure que le mou- -vemeni séculaire se ralentit, elle disparait quand la déclinaison atteint la limite de son mouveiuent occidental ^ enfin quand la déelinaison diminue séculairement , on observe de nouveau une oscillation an** iiuelle, mais le mouvement - ^fs l'est a lieu de septembre en décembre*

Les lois relatives aux variations dîurstes sont pins générales et plus trancbées. Eu Europe l'extrémité nord de l'aiguille aimantée n»arche tous les jours vers l'ouost , depuis le lever du soleil jusqu'à une beurs

90 COCBS m PHT8IQDB.

après-midi , et retoame ensuite ren l'est : l'anipUlode de celte œcilltlion diarae est plus grande en été qu'en hivef • Il résulte d'aociennei observations faites par John Magdonali , a Sumatra et à Sainte-Hélène, et surtout de celles recueillies par M. Freyoinet, que les Tarîalîoof diurnes sont sensiblement moindres entre les tro^nques qu'en Europe; et que dans Thémisphère austral elles ont lieu en Ben% contraire, c'edà-dire que le pôle nord de Taiguille marehe le matin vers l'est , et le soir reyieut à l'ouest. D'après M. Arago , ce serait l'équaleur nia|aétique et non l'équateur terrestre, qui sépare les deux sones où les Târiâtions diurnes ont lieu dans des sens opposés.

Outre les variations régulières et périodiques, tous les obserfateois ont constaté l'existence de variations subites et irrégulières , dans la déclinaison de l'aiguille aimantée. Ces anomalies ont toujours liea quand une aurore boréale apparaît dans le nord , et s'observent à la même époque en des lieux très-éloignés les uns des autres. Cette eofacidence importante parait jeter quelque jour sur la cause du magnétisme terrestre, et indique en mémo temps ({ue l'aurore boréale est un phénomène électrique ; mais ces conséquences ne peuvent être comprises qu*après avoir étudié une autre théorie partielle , dont nous de* vous nous occuper plus tard.

variatioM d« ri». 766. Les variations séculaires et périodiques, ainsi que les anomalie

de l'inclinaison de l'aiguille aimantée , n'ont pas été éladiées par les observateurs autant que celles de la déclinaison; rosis qaoigue dlanl en général plus faibles et moins facttes à constater , \ear exîslence parait démontrée. Suivant M. Kupfer , les variations de VinVenùlé magnétique horizontale observées dans un même lieu , à l'aide des oscillations d'un barreau, sont presque uniquement dues aux variationt de l'inclinaison. Ce physicien a constaté , à Kasan, que la durée moyenne d'une oscillation de l'aiguille horizontale, atteint un maximum en septembre ou octobre, un minimum en février, et qne cette durée subit une variation diurne plus grande en été qu'en hiver ; d'os il conclut qne l'inclinaison , à Kasan , atteint un maximum en été, qs minimum en hiver, et éprouve des variations diurnes in^^les M. Kupfer a encore observé des différences dans- la durée d'une oscillation de l'aiguille horizontale , lors des variations anomales de la déclinaison , qui semblent prouver que l'inclinaison diminue è Knsao lorsque raiguille s'éoarte irrégulièrement vers l'ouest , et augmcsi^ an contraire quand cet écart a lieu vers^l'est.

LigiMi jsod/aa- 767. Lcs observatious d'intensité faites dans un grand nombre de lieux différents , ont conduit M. de Humboldt à cette découverte importante que l'intensité magnétique do ^lobe terrestre augmente ee

clinaisOB.

■iii|«es.

Ql'AlAHTK-ailQVli» LIÇOIl. 91

général ayeo la latitade, on de t'éqaatear rcrs les pôlen. Les points de la sarfaee du globe , où l'intensité a une môme valeur , forment des courbes appelées isodynemiq9t9ê. H. de Humboldt a suivi dans le nouveau continent une de ces courbes , qu'il croyait être celle du minimum d'intensité ; elle coupait presque à angle droit Téquateur magnétique, au Pérou ^ par 7"* de latitude australe « et 81* de longitude occidentale. L'intensité magnétique observée à ce nœud péruvien étant prise pour unité, H. de Buraboldt trouve, pour représenter l'intensité magnétique, à Naples 1,2745, à Milan l,81âl, à Paris ],S482. Des observations de M. Rossel, celles du capitaine Sabine, indiquent que l'intensité sur l'équateur magnétique, est encore moindre dans l'Arcbipel des grandes Indes , et sur les côtes occidentales de l'Afrique, qu'au Pérou. M. de Humboldt regarde comme très-probable que l'intensité magnétique varie sur la surface dû globe entre des limites qui sont entre eNea comme l'unité à 3,6.

M. Hansteen a déduit , d'observations faites de 1790 à ISSO , plusieurs lignes d'égale intensité. H« Duperrey a fait un travail semblable, en s'appuyant sur des données plus nombreuses ; u est parvenu à construire neuf oouiiies isodynamiques, s'étendant sur les denxbémiephères, lesquelles diffèrent peu de celles de M. Hansteen pour rbémispbère boréal. Ces coqrbes sont totalement distinctes de celles d'égale inclinaison, qu'elles coupent sous toutes les directions , souvent même a angle droit, comme au nœud péruvien de M. de Humboldt, et comme la ligne isodynamique 1,60, suivie par M. Erman dans la Sibérie. M. Buperrey a trouvé que les courbes isodynamiques présentaient des formes analogues à celles des courbes isothermes, déterminées par H. de Humboldt , ou des lignes d'égale température moyenne sur la surface du globe ; ce rapprochement semble indiquer que les différences d'intensité magnétique dépendent des variations de la tem|>érature«

768. Les nombreuses irrégularités de toutes les courbes raagnéti- Pâ!r. fBH«etiqn«s qnes à la surface du globe, jettent une grande obscurité sur la posi- °^° tion et même le nombre de ses pôles magnétiques, c'est-à-dire des points où l'aiguille aimantée,suspondue en toute liberté de mouvement^ doit être verticale. Si la terre était plus homogène et plus régulièrement aimantée, l'équateur magnétique serait un grand cercle de la sphère terrestre , celui dont s'éloigne pen la portion de la ligne sans inclinaison comprise dans l'océan Atlantique; l'inclinaison aurait alors la même valeur sur chaque petit cercle parallèle à cet équateur; enfin il y aurait deux pôles magnétiques opposés, par les 76">^ degrés de latitude; les 25« et 305« degrés de longitude occidentale.

92 coGBS ni raru^us.

Hais les voyages cxéootés récemment dans les mers polaires paraissait prouYerque le pMe magnétique boréal est plus occidental que le Uea assigné parlesinduclionspréoédentes.EnoatraipottrquelesittclîiiaîsfHis observées en divers lieux puissent s'expliquer^ il faut supposer qoe la deux centres d'action magnétique de la terre sont très-rapprochés de son centre; mais les inflexions de l'équateur magnétique obligent d'ad* mettre un nouveau centre d'action dans la mer du Sud; et M. Hansleeo a cru devoir conclure des sinuosités des courbes isodynamiques dmi l'bémisptaère boréal^ qu'il possédait au moins deux centrée d'acttoa. i>^iToiMnMiii d* 709. Les observations d'intensitét faites è différentes baatews aati^|I^«RaT!tilll!o! dessus du niveau des mers , par M. de HumboMt dans les Andei et les ^^ Cordillières, par M. Kupfer dans les montagnes du Cauoaae, parais-

sent mettre bors de doute le fait du déoroissement de rîntenâté magnétique dans les lieux élevés. Lors de leur voyage aérastatiqoe, HS. Gay-Lussac et Biot ont cependant trouvé que ce déoroiaseoMut était insensible; mais les cbangements que subit le magnétiame des aimaniSy par suite des variations de température, expliquent oe résoJiat; car les régions élevées de Tatmosphère étant beaucoup plus froides qae la surface de la terre, le barreau oscillant devait avoir ucqnis un exoès de magnétisme, qui a pu compenser on déguiser la dimiBitliou réelle de l'action magnétique du globe. C'est surtout dans ce genre d'observation qu'il importe d'appliquer la correction relatire à Im température.

n« b boMiou «1 770. Fonr se diriger dans la bante mer, on se sert de Taignille ad- ^i«r.'^"" mantée, a laquelle on donne alors le nom de bauuolê; noua renvoyons au Cours de Géodésie pour tout ce qui est relatif à la constmction et à l'usage de cet instrument. Dans cette application des propnélés de l'aiguilie aimantée, on se fonde sur ce que le méridien magnéiiqae fait avec le méridien astronomique un angle constant, on qni varia d'une manière connue avec la longitude et la latitude; lorsqu'un connaît cet angle et ses variations, on peut déduire de la pesitiosi de l'aiguille aimantée, la direction dans laquelle marche un vaisaeaa, par rapport au méridien terrestre.

Mais fur un vaisseau, il y a des masses de fer inégalement répartiea, qui peuvent agir d'une manière trés-variable sur la boussole, eA Is faire dévier du méridien magnétique d'une quantité differeate suivant rorientation da bâtiment. Un officier de la marine anglaise, M. Barlov, a trouvé un moyen de déterminer cette influence, et deoorri^er les erreurs qu'elle entraine; il repose sur ce fait : que les actiona sur la boussole par toutes les masses de fer, quels que soient leur bre et leurs distances, peuvent toujours être remptioées par

lie

QII4B41ITI-CIIIQinftaB UGOIf. 98

disque de fer doux ; o'ert-à-dire qae n l'on tupprimait toulet ces nusset de fbr, le disque, disposé oenrenableinenty reproduirait les roé* mes déviations de la boussole, pour tcmtes les orientations du navire, lions ne pouvons décrire les opérations qui servent à déterminer, par tâtonnement et pour ehaqoe vaisseau, la position esaote du disque de fer qui produirait oet eflbt. Lorsque eette position est trouvée , voioi comment cm parvient à corriger les observations de la boussole : on observe la direction de l'aigoiUei d'abord en éloignant le disque, et ensuite après l'avoir remis exactement à sa place ; la dériation hors du méridien magnétique peut être regardée comme étant double, à la seconde observation, de ce qu'elle était a la première ; h comparaison des deux résultats fait donc connaître la déviation due au fer du vaisseau , et par suite la correction que doit snbir la première observation.

771. On doit à H. Barlow une autre découverte remarquable : il a coMitUntioiii trouvé qu'une spbère pleine^ de far, aimantée par l'influence du globe, '* ..^lAbiiié. "^ n'agissait pas plus fortement sur l'aiguille aimantée qu'une sphère creuse dn même métal et de même dimension, dont l'épaisseur était moindre que la ~« partie du diamètre total. H. Barlow avait conclu ' de cette expérience que le magnétisme, comme l'électricité, se trans* portait à la surface extérieure des corps. Cependant il est impossible ' d'admettre le transport des fluides magnétiques : la faculté que possède les aimants d'aimanter le fer et l'acier sans perdre de leur magné* tisme; l'apparition de nouveaux pôles dans les fragments d'un barreau aimanté que l'on brise, et leur disparition lorsque cefrfragments sont réunis de manière à reformer le barreau primitif, qui ne présenteplus alors que deux pèles ; tous ces ftiits repoussent l'hypothèse du trans* port des fluides magnétiques, hors des dernières particules des corps susceptibles d'aimantation.

D'ailleurs H. Pèisson, en appliquant le calcul à l'hypothèse fondamentale des fluides non transportables, a démontré que le fait trouvé par M. Bariow en était une conséquence mathématique. H. Poisson a pareillement déduit de l'analyse un théorème qui explique le succès du compensateur de M. Barlow : ce théorème démontre qu'il est possible de remplacer l'action qu'exercent sur l'aignillede la boussole, les niasses de fer en nombre quelconque qui peuvent être situées autour d'elle dans un vaisseau, par une seule masse du même métal, qui produise le mèroe effet que toutes ces masses, quelle que soit l'orientation do bâtiment.

L'inégalité de l'action de deux barreaux de même volume extérieuri l'un -de fer doux-, l'autre de nickel ou de cobalt, est un fait singulier