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MaoïK-tiMmu 856. M. Arago a découvert un geore d'action mutuelle, moarcmcDt, entre les aimants et des corps regardés jusque-l^ comme insensibles au Eoagnétisme , qui s'expliquent aujourd'liui par l'influence d'un aimant mobile sur des conducteurs voisins. Voici quelle fut l'origïoe de ces nouveaux &its. En observant une aiguille de boussole placée dans une botte de cuivre rouge très pur, M. Arago fut étonné de voir que le nombre des oscillstions qu'elle faisait de part et d'autre du méridien magnétique, ne répondait pas & sa mobilité, qu'on avait eu soin de rendre très grande. Ces oscillations quoique toujours de même durée, décroissaient trùs rapidement d'amplitnde, et l'aiguille était bientôt ramenée au repos, tandis qu'en disposant la boussole bors de la botte, les oscillations étaient austi étendues et ansai nombreuses qu'on devait s'y attendre.

Pour chercher la cause de cette singulière résistance à la durée du mouvement, M. Arago fît osciller successivement une aiguille aimantée au-dessus de plusieurs disques de cuivre rouge tr^a pnr, de différentes épaisseurs. L'amplitude des oscillations diminuait d'autant plus rapidement que le disque de enivre voisin était plus épais-, un corps interposé entre le disque de cuivre et raiguille, tel qu'une membrane tendue , ou une feuille de papier, ne changeait pas l'effet observé; Plusieurs physiciens ont vériCé que et! phénomène pouvait être produit par d'antres substances que le cuivre. La diminution plus ou moins rapide de l'amplitude des oscillations de l'aiguille aimantée, inflnencée par des plaques de mêmes dimensions de ces substances, a servi à les ranger suivant l'ordre de leur paissance dans ce genre d'action. Le cuivre est le plus puissant, viennent ensuite le zinc et Tétain.

CWQUANTB-CINQUIliME LtÇlJN. Ij.llJ

Puisque le cuivre n'agit pas sensiblement sur l'aigiùlle aimaDtét: en repos, on devait conclore que le mouvement de l'aiguille était la cause du dévcloppcmcut des forces émanant du disque, pour diminuer l'amplitude des oscillations. C'est ainsi que M. Arago fut condoît à penser que si t'aiguille était en repos , et le disque en mouvement, l'aiguille devait être déviée du méridien maguétique. L'expérience a pleinement coofinné cette prévision : en imprimant un mouvement de rotation à on disque de cuivre très pur, au-dessous d'une aiguille aimantée , dont il est séparé par tme plaque de verre ou par une membrane tendue, pour qu'on ne poisse pas attribuer l'eflet produit & i'agitatîoD de l'air, on reconnaît que l'aiguille est déviée, et qu'elle reste écartée du méridien magnétique, d'un angle d'autant plus grand que la rotation du disque est pW rapide.

En augmentant progressivement la rapidité de ce mouvement, la déviaUon atteint bientôt 90*^ alors l'aiguille est entratnée, et prend elle-même un mouvement de rotation dans le même sens ifie cduï du plateau. Eu changeant le sens du mouvement du disque de cuivre, l'aiguille est bientât entraînée dans ce nouveau sens. Si l'on détruit la continuité du plateau de cuivre par des traits de scie dans la direction des rayons, l'effet de son mouvement de rotation sur l'aiguOle aimantée diminue beaucoup ; mais si l'on rétablit la continuité, en coulant dans les fentes, du bismuth on tout autre métal, l'action recouvre presque la même énergie , tandis qu'elle augmente peu lorsqu'on remplit les fentes de limaille de cuivre.

M. Arago a constaté que la résultante des forces exercées par le plateau tournant, sur )' aiguille aimantée, <^st

%6o COUhS UE PUY5IQUE.

oblique aa plan <le ce plateau. De ses trois composantes . Tune, Dormale à ce plan mobile, est constamment répulsive; la deuxièiDc, parallèle à la tangente, est toujoun dirigée dans Je sens du mouvement -, en6n la troisième dans te sens du rayon , va du centre à la circonférence , ou inversement , suivantia position du pôle de l'aiguille sur le rayon. Supposons le plateau de cuivre horizontal , on peut manifester la première composante en disposant verticalement au- / dessus du plateau un barreau aimanté , suspendu au fléau d'une balance, et équilibré par un contre-poids. Quel que soit le pôle du barreau le plus voisin du plateau , quelle que soit la direction du mouvement de rotation du disque , le barreau aimanté est toujours soulevé lorsque le plateau tourne. On voit ainsi que la résultante des forces émanant du cuivre eu mouvement a une composante normale au plan do disque, qui est constamment répulsive. La composante tangentïelle est manifestée par la déviation et In rotation de l'aiguille horizontale , placée au-dessus du plateau mobile.

Pour rendre seonble la composante dirigée suivant le rayon, on peut se servir d'une aiguille d'inelinaison mobile dans un plan perpendiculaire au méridien magnétique, et qui doit se placer conséquemment dans une position verticale par la seule action magnétique du globe ; en pointant alors l'aiguille successivement vers le centre du pbteau , 00 vers un point du rayon , ou même en dehors de la cir~ Gooféreoce, on reconnaît une action provenant du disque tournant, différente quant k sa direction. Pointée vers le centre, l'aiguille reste immobile, ce que l'on pouvait prévoir, à cause de ta symétrie de cette position -, pointée vers un point du rayon de plus en plus éloigoé du centre, l'ex-

CIIIQUAHIE>CINQUIBME LEÇOS. a6l

tr^iDilL' iofdrieiire de l'aiguille semble d'abord chassée vers le centre; cette action de dehors en dedans, après avoir augmenté d'intensité, va ensuite en diminuant. Pour un certain point du rayon, placé entre le centre et la circonférence, l'aiguille d'ioclinaison redevient verticale ; au-delà, c'est-à-dire ping près de U circonférence , la pointe de l'aiguille semble fuir le centre , comme poussée par une force centrifuge', l'action conserve ensuite cette direction, même au dehors du plateau. Les rapports des intensités des trois composantes dont il s'agit sont variables avec la vitesse de rotation du plateau , pour un même barreau aimanté et pour un même disque.

85?. Les découvertes de M. Faraday, relatives aux EipliMtioD courants produits par l'influence des aimants, ont donné misnétiinie la clé de ces phénomènes, <jui formaient une tbéorie pby- monTement. siqne détachée, a laquelle on donnait le nom de magné' tisme en mouvement. D'oprès le premier principe établi au paragraphe 854, lorsque les pôles d'un aimant changent de position, relativement aux différentes parties d'une plaque méullique voisine, il doit naître à la surface , ou dans l'intérieur de celte plaqne conductrice, des courants voltaïques de divers sens : sur les parties qui s'éloignent des pôles les courants doivent être directs, c'est-à-dire dans un sens tel (|u'ils eussent été capables de donner à l'aimant la polarité qu'il possède^ tandis que dans les parties du conducteur qui se rapprochent des pâles , les courants doivent être inverses. Tous ces courants, une fois établis, doivent réagir sur tes pâles des aimants d'après les lois connues. Or, comme on va le voir, les actions des denx genres de courants s'accordent pour s'opposer en partie au changement des distances relatives, entre l'aimant et les différents points

aâa COURS de fiivsk^ve.

de la plaque contlucttice ; d'où nJsulte une sorte de rélistance au mouTemeot , qui eiplique la diaÙDution rapide de l'amplitude des oscillations d'une aiguille aimaotée, toïsïae d'une plaqoe conductrice en repos , ainsi que la rotation d'une aiguille entratotSe par le mouTement d'un disque métallique.

Pour analyser YeS>il de réaction des courants produits , soient ËF un disque de ciùvre, tourneut dans le sens indiqué par la flèche -, AB un barreau aintanbi horizontal , moMle sur un pivot, à une certaine distance an-dessus du disque \ mn un élément de courant , en un point dn p)atean qui ftiït le pôle austral A; pi/ an autre élément de courant en nn point qui se rapproche du même pâle. Le premier courant mn étant direct et le courant pq îovei'se , le p61e A doit être k la gauche du premier et à la droite du second ; d'oiï il suit que ces courants tendront tous les deux du centre i la circonférence, dans le sens attribué an mou* vement du disque. L'action de l'élément mn sur A se réduit k une force appliquée en ce pôle, normalement au plan mnX, et dirigée de telle manière que le pôle A tendt vers la gauche du courant mn ; cette force s'élève donc audessus du plan mnA. , et penche cooséquemniunt vers rrin , en sorte que sa composante horizontale est dirigée dans le sens du mouvement du disque. L'action de l'clémcnl pq est aossi appliquée eu A, normalement au plan pçA^, et dirigée de telle manière que le pôle A tende vers la gauche du courant pç ; cette nouvelle force s'abaisse donc audessous dn pkn pçA , et penche aussi vers mn , en sorte que la composante horizontale est encore dirigée dans le sens du mouvement.

CINQUAEITE-Cl!(QmklCE LEÇON. 26 t

On peut dire , d'après cela , <]uc les actions des courants «lirects sont attractives , et celles des conraots tuTerses tépulsivea; et comnie les premiers conraDts naisscut par l'dloignement du p6le inflneat, et les seconds par son rapprochement, on en conclut qoe, dans le mouvement relatif de l'aimant et de ia pla<jne conductrice , les parties de cette plaqpie qui iVloîgnent des pâles , ou dont les pâles s'écartent, tendent à les entraîner on i les retenir; tandis que les parties qui se rapprochent des pâles, on dont les pâles se rapprochent, tendent k les repousser. Les réactions des cooranta sur l'aimant constituent donc une force retardatrice, analogue an frottement ou à la rtfsistance des milieux. On verra facilement, par des considérations semblables aux précédentes, que les courants produits par l'influence du pMe Iwréal , et qui doivent tendre de 1b circonférence au centre dans le mouvement supposé , réagissent pour faire tonmer l'aimant, dans le même sens que les actions des conrants dns an pâle austral -, enâs que l'aimant suivrait encore le monvement du disque , si celoi-ci tournait dans un sens contraire à celui «pii vient d'être considéré.

Cette analyse n'a d'antre but que d'indiquer la cause générale des phénomènes du magnétisme en mouvement; il faudrait réunir d'antres données expérimentales, et entrer dans trop de détails , ponr expliquer complètement tous les résultats obtenus par M. Ârago dans la recherche des autres composantes de l'action du discpie mobile sur l'aimant. On conçoit d'aillanrs que la composante répulsive, normale an plan du disque, provient de ce que les courante répulsifs existenteocore dans les parties du plateau qui passent immédiatement au-dessous de l'aimant; et que la composante dirigée suivant le rayon doit varier de sens

a64 CODAS DB PBTSIQUE.

et d'iateoût^ , d'après la force et la disposition des pâles de raimant, et suivaDt l'énergie et la disposition des courants que son infloeDce fait naître dans le plateau molMle. M. Faraday s'est assuré directement de l'existence des courants , sur un plateau de ciÛTre qu'il &issit tonmer entre les pôles d'un fort aimasl en fer i cheval. Il enrou- Fto. 408- lait, de plusieurs tours lâches, un des bouts du fil d'un galranomètre sur l'axe de rotation, qui était métallique, et présentait l'autre extrémité amalgamée du même fil , ai différents points du hoid du disque mobile, soît avant, soit après le passage entre les pôles de l'aimant. Il remarqua une déviation de l'aiguille du multiplicateur , qni indiquait un courant sur les rayons du disque , dirigé du centra à la circooférence ou inversement, suivant le sens de la rotation-, mais dans le même sens, que le courant fut éprouvé en plaçant le bout amalgamé sur le bord du disque , avant ou après le passage entre les pôles.

Il est facile de voir que le courant, qutùque de même sens sur les rayons qui fuient l'aimant , et sur ceux qui s'en rapprochent, est cependant direct pour les premiers, inverse pour les seconds, relativement à la polarité possédée par l'aimant. L'appareil de M. Faraday diffère de celai de M. Arago , en ce que dans le premier le disque tourne entre les pâles, tandis que dans le second les deux ipô\es sont du même côté du disque. Le premier principe dn paragraphe 854 indiquait d'avance que, dans l'expérience de M. Faraday, les influences des deux pôles devaient déterminer sur les deux faces opposées du disque des courants parallèles, allant tous les deux du centre à la circonférence ou inversement, suivant le sens de la rotation. Dans l'appareil de M. Arogo , et d'après le même principe, les in-

CIIfQUABTE--CIHQrtBlIE LEÇOH. ^65

flueoces des pâtes font naître des courants oppos<:!s sur les deux moitiëa du disque ; c'est-à-dire que si les couranta tendcDt vers le centre près du pôle austral , ils doivent au contraire marcher vers U cîrccnférence près du pâle boréal. Des expériences directes, faites par H. Nobili, et que nous ne pouvons décrire ici , ont cotastaté l'existence et les positions variables de ces courants.