ACTION DU MAGNÉTISME

427. Lorsqu'on approche d'un aimant nn barreau de fer doux , le fluide naturel de celui-ci est décomposé (f. 501) par influence, le fluide de nom contraire à celui du pôle de Faimant est attiré dans la partie la plus rapprochée de ce pôle, et le fluide de même nom est repoussé dans la partie qui en est le plus éloignée. Chaque fois qu'un corps prend les propriétés magnétiques cela est dû ainsi à la décomposition de son fluide naturel et à ce que les deux fluides séparés se répandent dans ses deux extrémités opposées.

428. La décomposition du fluide naturel se faisant très-facilement dans le fer, celte substance prend instantanément les propriétés magnétiques par son approche d'un aimant ; mais aussitôt qu'on en éloigne celui-ci, le fer perd sa propriété magnétique, et repasse à rétat naturel , par suite de la combinaison qui se fait de nouveau entre les deux fluides. L'acier, au contraire, prend difficilement, mais conserve les propriétés magnétiques, parce que ses deux fluides ne se séparent qu'avec difCculté , et ne se combinent plus alors. Celte difficulté qui se manifeste dans la décomposition du fluide naturel de l'acier , est due à l'existence d'une force coërcilive, qui existe aussi dans le nickel et le cobalt, mais dont l'absence est totale dans le fer doux. Celle force coërcilive, qui

s'oppose d'abord à la décomposition des deux fluides , s'oppose ensuite à leur recomposition, et les tient séparés.

U29. Si les corps autres que le fer , le cobalt , le nickel et Tacier, ne sont pas magnétiques, cela est dû sans doute, non à l'absence du fluide uiaguétique naturel , mais à la présence d'une grande force cocrcitive, dont Ténergie ne permet pas la décomposition de leur fluide naturel, et qui, par conséquent, les empêche de prendre ies propriétés magnétiques. Cependant, en suspendant à des lils de soie de petites aiguilles de verre, de bois, de résine j et en les faisant osciller entre les pôles contraires de deux forts aimants , Coulomb vit que le nombre d'oscillations difl"ère de celui que ces aiguilles font, en un même temps, hors de cette influence , et il reconnut ainsi que ces corps sont sensibles à l'action magnétique.

430. Lorsqu'on coupe un aimant par son milieu , on trouve que chacune de ses parties se constitue à l'état d'un aimant parfait, c'est-à-dire , présente deux pôles et une ligne moyenne. Le même phénomène s'observe toujours en continuant la division successive de ces parties, qui deviennent ainsi de plus en plus petites; il est dû à une nouvelle décomposition de fluide naturel qui se fait dans chaque partie séparée.

431 . Les attractions et les répulsions magnétiques sont entre elles en raison inverse des carrés des distances. C'est ce que Coulomb a démontré. Une aiguille aimantée étant suspendue horizontalement (f. 302) par un fil de soie plate (a) prend une certaine direction par eflfet de l'action magnétique du globe (que nous étudierons plus loin). Quand on sort cette aiguille de sa position, elle tend à y revenir, ce qui l'obligea faire un certain nombre d'oscillations : les forces magnétiques qui agissent ainsi sur l'aiguille, sont entre elles comme les carrés des nombres d'oscillations qu'elle fait pour reprendre sa première position. C'est sur ce principe que sont fondées les expériences de Coulomb.

Ce physicien , ayant suspendu horizontalement une aiguille

(a) Pour obtenir ces fils de soie sans torsion , on suspend un poids à plusieurs fils pris au cocon, et ces fils étant ainsi réunis et tendus, on les enduit avec de l'eau gomtnce.

aimantée (a) , observa le nombre d'oscillations qu'elle faisait pour revenir à sa position lorsqu'il l'en avait écartée ; il trouva que le nombre était de 15 oscillations en une minnle : donc l'action magnétique du globe sur cette aiguille est représentée par 15* ou 225. Puis avant approché le pôle d'un aimant du pôle de nom contraire de l'aiguille, dans la direction et à une distance de 108 millimètres de cette aiguille, Coulomb vit que celle-ci faisait 41 oscillations en une minute pour revenir à sa position lorsqu'il l'en avait écartée : or , en plaçant ce barreau aimanté à une distance double de la précédente , l'aiguille ne faisait plus que 24 oscillalions en une minute. Ainsi, d'après le principe posé, la force qui agit sur l'aiguille est de 41* ou 1681 dans le premier cas , et de 24* ou 576 dans le second. En retranchant de ces deux nombres celui de 225 qui indique l'action du globe sur l'aiguille , nous connaîtrons les nombres représentant les forces magnétiques exercées sur l'aiguille parle barreau seul; cette action est donc de 1456 à la distance de 108 millimètres, et de 531 à une distance double; c'est-à-dire, que, pour des distances qui sont entre elles comme les nombres 1 ef 2 , les actions magnétiques sont entre elles comme 1456 [ 551 ou sensiblement | i 4 * 1.

452. Il est donc démontré par là que les attractions et les répulsions magnétiques sont en raison inverse des carrés des distances. Coulomb est encore parvenu à cette démonstration au moyen d'une balance de torsion magnétique ; cet instrument est fondé sur ce que des fils métalliques fixés par une de leurs extrémités et portant à l'autre un petit levier horizontal, au moyen duquel on les sort de leur position primitive, tendent à revenir à celte position avec un effort d'autant plus grand qu'ils ont été tordus davantage. Les efforts que font ces fils tordus pour revenir à leur première position , et qu'on appelle forces de torsion , sont proportionnels aux angles de torsion, c'esl-à-dire aux angles que le levier a décrits en passant de sa ligne de repos à la position où on l'a forcé d'arriver en les tordant.

(a) Les corps aimantes employés dans ces expërieuces doivent avoir une grande force coërcilive, afin qu'il ne puisse pas s'y de'velopper de nouveaux fluides. L'acier possède une force coèrcitive d'autant plus grande qu'il est trempe' plus dur.

La balance de Coulomb consiste (f. 303) en une boîte en bois carrée, de près d'un mètre de côté, de près d'un demi-mètre de hauteur, et qui à sa demi-hauteur porte un cercle en bois, divisé en degrés. Au-dessus de la boîte s'élève une colonne creuse, longue de 0'",8 , destinée à porter un cercle horizontal en cuivre, dans lequel se trouve un cylindre en cuivre vertical. Ce cylindre peut tourner sur lui-même et est muni d'un micromètre qui permet de mesurer exactement les degrés de cercle qu'il parcourt. A la partie inférieure du cylindre se fixe l'extrémité supérieure d'un fil d'argent dont l'autre extrémité soutient une aiguille aimantée, placée à la hauteur du cercle que porte la cage. Si l'aiguille est arrêtée d'une manière quelconque, le fil se tord à mesure qu'on fait tourner le cylindre.

Coulomb suspendit dans la balance une aiguille d'acier aimantée longue de 65 centimètres, et plaça la cage de manière que, dans la direction naturelle que lui imprime le globe, cette aiguille correspondait aux divisions 0° et 1 80° du cercle. En tordant le fil d'argent de 700° , l'aiguille s'arrêtait à 20° de sa première position : donc, pour chacun de ceux-ci, la force de torsion était de 35° et représentait la force avec laquelle l'action de la terre ramenait l'aiguille vers celte position.

Ayant approché de l'un des pôles de l'aiguille le pôle de même nom d'une autre aiguille semblable, placée verticalement, l'aiguille suspendue fut repoussée à 24° , dislance à laquelle la répulsion des pôles faisait équilibre à l'action de la terre. Or, celle-ci était représentée par 33 pour 1° d'écart : donc elle était maintenant de 24° X 35 = 840° , auxquels il faut ajouter les 24° de torsion actuelle du filj ce qui donne 864°, pour représenter la force répulsive des deux pôles à cette distance de 24°.

Pour ramener l'aiguille suspendue à 12°, c'est-à-dire à une demi-distance de sa première position, il fallut tordre le fil de 8 circonférences : la force de torsion était donc alors de 2880°-+- 12°= 2892°. A cette torsion du fil il faut ajouter l'effort que produisait l'action terrestre, savoir 35 X 12° = 420 j ce qui donne 3312° comme valeur répulsive des deux aiguilles.

Il résulte de là , que pour la distance donnée la force étant de 3312 , elle est devenue 864 pour une distance double : le premier nombre étant à peu près quadruple du second, les répulsions

in;igoétiques sont donc eu raisoa iovei'se des carrés des distances. Il est aisé de prouver qu'il en est de même des attractions.