BOUSSOLE

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est à son maximum. Elle parait augmenter do double depuis l’équateur jusqu’aux limites occidentales de la baie de Batfin. D’après les observations du professeur Hansteen, de Christiania, l’intensité magnétique a diminué annuellement à Christiania , à Londres et à Paris , à raison de îTï » H*; j et de ~T? respectivement , ce qu’il attribue

à la révolution du pôle magnétique de Sibérie. Une variation diurne a aussi été observée dans l’intensité horizontale, par M. Hansteen, à Christiania, et par Mr. Christie, à Woolvrich.

La translation de l’équateur magnétique, le mouvement des pôles magnétiques, les changemens d’intensité de la force magnétique,et les variations de l’aiguille d’inclinaison et de la boussole, ont été attribués à lacbaleur du soleil. M. Hansteen a même trouvé une ressemblance généralecntre leslignesisothermesetleslignesd’égale inclinaison à la surface de la terre; toutefois, dans l’état actuel de nos connaissances, ces variations »>e peuvent être considérées que connue les effets de quelque cause inconnue ; et il y a tant d’incertitude dans les phénomènes magnétiques de la terre, que les résultats déjà obtenus exigent d'être continuellement corrigés par de nouvelles observations.

Ainsi que la plupart des premiers bienfaiteurs du genre humain, l'inventeur de la Ixtussole est inconnu ; l’on ignore même quelle est la nation qui lit usage la première de la polarité magnétique pour déterminer la position d’un point sur la surface du globe; mais l’on rapporte qu’une boussole de forme grossière fut inventée dans la liante Asie, et de là transportée par les Tur tares en Chine , où les missionnaires jésuites trouvèrent des traces de cet instrument, qui dès l’antiquité la plus reculée avait été employé comme guide par ceux qui voyageaient sur terre. La boussole se répandit ensuite dans tout l’Orient, et fut importée eu Europe par les croisés; nu artiste d'Atnalfi, sur la côte

368 DU MAGNÉTISME EN GÉNÉRAL. [ SeCt. XXIxJ1

de Calabre, perfectionna sa construction. Les Romains et les Chinois n’employèrent, à ce que l’on croit, que huit divisions cardinales; mais le nombre en fut porté successivement à trente-deux par les Allemands, qui leur donnèrent les noms qu’elles portent encore aujourd’hui.

La déclinaison de la boussole resta inconnue jusqu’à Colomb, qui, pendant son premier voyage, observa que l’aiguille s’écartait du méridien à mesure qu'il avançait dans l'Atlantique. Quant à l’inclinaison de l’aiguille aimantée , elle fut remarquée pour la première fois par Robert Norman, en 1576.

Des expériences très délicates ont prouvé que tous les corps sont plus ou moins susceptibles de magnétisme. Plusieurs pierres précieuses en manifestent des signes. Le cobalt, le titane et le nickel possèdent quelquefois les propriétés d’attraction et de répulsion; mais c’est dans le fer, et particulièrement dans le minerai de fer auquel on a. donné le nom d’aimant, et qui consiste en nrotoxide et eu. peroxide de fer, unis à une petite quantité de silice et d’alumine, que 1 agent magnétique se développe le plus énergiquement. Souvent un métal est susceptible de magnétisme pour peu qu’il contienne une portion de fer équivalant seulement a la i3o,ooo“e partie de son poids, quantité trop petite pour être appréciée par aucun procédé chimique.

Les corps en question sont naturellement magnétiques, mais cette propriété peut être communiquée par un grand! nombre de méthodes, telles que le frottement avec des corps déjà aimantés, la juxta-position , etc. ; mais aucune n est plus simple que la percussion. Un barreau d’acier trempé, tenu dans la direction de l’inclinaison, acquiert les propriétés magnétiques lorsqu’on frappe quelques coups secs , avec un marteau, sur son extrémité supérieure ; et M. Haristeen a reconnu que toutes les substances tenues dans celte position ont des pôles magné—

[Sect. xxix.] polarité. 569

tiques, quelle que soit d’ailleurs la matière dont elles sont composées.

L’une des marques les plus caractéristiques du magnétisme est la polarité, ou la propriété que possède un aimant, quand il est librement suspendu, de se diriger spontanément à peu près vers le nord et le sud , et de revenir toujours à cette position lorsqu’on l’en a écarté. Une autre propriété de l’aimant est l’attraction qu’il exerce sur le fer non aimanté. Les deux pôles d’un aimant attirent le fer, qui à son tour attire les deux pôles de l’aimant avec une force égale et contraire. C’est vers les pôles que l’intensité magnétique se manifeste avec le plus d’énergie, ainsi qu’il est aisé de s’en apercevoir en plongeant un aimant dans de la limaille de fer : cette limai I le s’attache en grande quantité vers les pôles, tandis que les points intermédiaires en attirent à peine quelques parcelles. L’action de l’aimant sur le fer non aimanté se borne à l’attraction , au lieu que l’action réciproque dé? aimants est caractérisée par une force tant ré~pulsive qu'attractive , en vertu de laquelle un pôle nord repousse un pôle nord , et un pôle sud repousse un pôle sud. Mais un pôle nord et un pôle sud s’attirent mutuellement, ce qui prouve qu'il existe deux espèces distinctes de forces magnétiques , directement opposées dans leurs effets, quoique semblables dans leur mode d’action.

On appelle influence le pouvoir que possède un aimant d’exciter un magnétisme temporaire ou permanent dans ceux des corps environnans qui sont susceptibles de deventr magnétiques. Il résulte de cette propriété que la simple approche d’un aimant rend le fer ou l’acier magnétique , et d’autant plus fortement que ce rapprochement est plus grand. Quand le pôle nord d’un aimant est amené dans le voisinage et dans la direction d’une barre de fer non aimantée , cette barre acquiert toutes les propriétés d’un aimant parfait : l’extrémité voisine du pôle nord de l’aimant devient

INFLUENCE MAGNETIQUE. [SeCt. XXHt.]

un pôle sud, tandis que l’autre extrémité devient un pôle nord. Le contraire a lieu exactement quand c’est le pôle sud qui est présenté à la barre ; de sorte que chacun des pôles d’un aimant communique la polarité opposée à l'extrémité adjacente de la barre, et la même polarité à l’extrémité contraire; par conséquent, l’extrémité de la barre la plus voisine est attirée, et l’autre repoussée; mais comme l’action qui s'exerce a plus d’influence sUr la partie adjacente que sur la partie éloignée, la force résultante est attractive. La barre de fer acquiert , à l’aide de l’influence, non seulement la polarité , mais aussi le pouvoir de communiquer le magnétisme à un troisième corps ; et , quoique toutes ces propriétés abandonnent le fet aussitôt que l'aimant est éloigné , une augmentation permanente d’énergie pour l’aimant lui-même résulte généralement de la réaction de l’aimantation momentanée du fer. Lè fer acquiert les propriétés magnétiques plus rapidement que l’acier, mais il les perd aussi avec une grande promptitude lorsqu’on éloigne l’aimant , tandis que la polarité acquise par l’acier est durable.

L’accomplissement du phénomène désigné sous le nom d'influence magnétique exige une certaine durée de temps , mais il peut être accéléré par tout ce qui est susceptible d’exciter un mouvement vibratoire dans les particules de l’acier, tel qu’un coup de marteau sec, ou uu refroidissement brusque. Une barre d’acier peut être convertie en aimant par le passage d’une décharge électrique ; et, comme son efficacité est la même, quelle que soit la direction de l’électricité , le magnétisme est un effet mécanique produit par la vibration que la décharge électrique excite dans les molécules de l’acier. Il a déjà été observé que les particules du fer reprennent aisément leur état neutre après la cessation de l’influence, mais que celles de l’acier résistent au rétablissement de l’équilibre magné*

[Sect. XXIX.] LOI HE L’iNTESSITÉ MAGNTsTTQt'E. 574

tique, ou au retour à l’état neutre : il est donc évident que toute cause qui éloigne ou diminue la résistance des particules tend à détruire le magnétisme de l’acier ; par conséquent, les mêmes moyens mécaniques qui développent le magnétisme le détruisent aussi. L) apres cela, une barre d’acier peut perdre son magnétisme par une percussion mécanique quelconque, telle qu un coup de marteau ou un choc contre un corps dur, ou par une chauffe au rouge, qui réduit l’acicr à l’état de fer doux. En général, le degré de magnétisme de la barre augmentera on diminuera, selon sa position à l’égard de l’équateur magnétique, et suivant le degré d’énergie de son état magnétique antérieur.

La polarité d’une seule espèce ne peut exister dans aucune portion de fer ou d’acier; car, de quelque manière que les intensités des deux espèces de polarité puissent être répandues dans un aimant , elles se contre-balancent exactement. La polarité nord est limitée à la moitié d un aimant et la polarité sud à l’autre moitié , et généralement elle; S*Et Concentrées aux extrémités, ou vers les extrémités de la barre. Quand on rompt uu aimant par son milieu , chaque fragment se trouve tout-à-coup converti en un ainiant parfait; la partie qui, dans le principe, avait un pôle nord, acquiert un pôle sud à l’extrémité fracturée, et la partie qui avait un pôle sud s’adjoint un pôle nord. En poussant aussi loin que possible cette division mécanique, l’on trouve que chaque fragment, quelque petit qu’il soit, est toujours uu aimant parfait.

La comparaison du nombre do vibrations accomplies par la même aiguille, durant le même temps, mais à différentes distances d’un aimant , donne la loi de l’intensité magnétique, laquelle, ainsi que toute force connue qui émane d’un centre, suit la proportion inverse du carré de la distanoc. Cette loi n’est affectée par l’interposition d aucune substance, pourvu que celte substance «c soit pu*

572 HYPOTHÈSE DE DEUX FLUIDES. ‘ [Sect. XXIX. ]

elle-même susceptible de magnétisme. L’influence et l’action réciproque des aimans sont donc soumises aux lois de la mécanique; mais la composition et la décomposition des forces sont compliquées par suite de l’activité constante de quatre forces, dont deux dans chaque aimant.

Mr. Were Fox, qui a étudié avec la plus grande attention cette partie du magnétisme, a découvert récemment que la loi de la force magnétique varie depuis le carré inverse de la distance jusqu’à la simple raison inverse, quand la distance qui sépare deux aimans ne dépasse pas la limite comprise entre un quart et un huitième de pouce (entre 6 et 3mm environ). Cependant, la distance peut aller à un demi pouce (i2min environ), quand les aimans sont forts. Il a même trouvé que dans le cas de la répulsion , la variation s’opère à une distance encore plus grande, surtout si les airoans diffèrent essentiellement d’intensité.

Les phénomènes du magnétisme peuvent être expliqués par l’hypothèse de deux fluides extrêmement rares, pénétrant foutes les particules du fer, et ne pouvant le* abandonner. L’on ignore, et il est peu important de savoir, si les particules de ces fluides coïncident avec les molécules du fer, ou si elles remplissent seulement les interstices qui séparent ces molécules. Mais ce qui est certain, c’est que la somme de toutes les molécules magnétiques , ajoutée à la somme de tous les espaces compris entre elles, que ces espaces soient occupés ou non par la matière, doit être égale au volume entier du corps magnétique. Quandlesdeux fluides en question sont combinés, ils sont inertes , de sorte que les substances qui les contiennent ne manifestent aucun signe de magnétisme; mais une fois séparés, ils deviennent actifs, les molécules de chacun des fluides attirant celles de l’espèce opposée, et repoussant celles de la même espèce. La décomposition des fluides réunis s’accomplit par l’influence inductive de l’un ou l’autre des fluides séparés^

Digitiz

{SeCt. XXIX.] DISTRIBUTION DES FLUIDES.

c’est-à-dirc, qu’un corps ferrugineux acquiert la polarité par l’approche du pôle sud ou du pôle nord d’un aimant. Les fluides électriques sont limités aux surfaces des corps, tandis que les fluides magnétiques pénètrent chaque molécule de la masse; outre cela, le fluide électrique a une tendance perpétuelle à s’échapper, et s’échappe en effet lorsqu’il n’en est pas empêché par la force coercitive de l’air environnant, et par d’autres corps non conducteurs. Une telle tendance n’existe pasdans les fluides magnétiques, qui, dans aucun cas, n’abandonnent la substance qui les contient ; aucune quantité sensible de l’une ou de l’autre espèce de polarité n’est jamais transférée non plus d’une partie à une autre du même morceau d’acier. Il parait que les deux fluides magnétiques, séparés l’un de l’autre par les forces magnétisantes, n’éprouvent qu’un déplacement insensible dans l’intérieur du Corps. L’action de toutes les particules, ainsi déplacées, sur une certaine particule du fluide magnétique, compose une force résultante dont il appartient à l’analyse de déterminer l’intensité et la direction. C’est de cette manière que M. Poisson a prouvé que le résultat de l’action de tous les élémens magnétiques d’un corps aimanté est une force équivalente à l’action d’une couche très mince répandue sur toute la surface d’un corps, et formée des deux fluides austral et boréal, qui en occupent différentes parties. En d’autres termes , les attractions et les répulsions exercées extérieurement par un aimant sur un corps, sont exactement les mêmes que si elles provenaient d’une couche très mince de chacun des fluides qui n’occuperait que la surface de ce corps, où ils seraient tous deux en quantités égales, et dis— tribuésde tellesorte que leur action totale sur tous les points de l’intérieur du corps serait nulle. La force résultante étant la différence des deux polarités, son intensité doit être de beaucoup inférieure à chacune d’elles.

Outre les forces déjà mentionnées, il doit y avoir quel-

57 5 FORCES MAGNÉTIQUES ET ÉLECTRIQUES. [S«Ct. XXIX.]

que force coercitive, analogue au frottement, qui agisse sur les particulesdesdeux fluidesde manière à s’opposer d’abord à leur séparation, puis ensuite à leur réunion. Dans le fer doux il n’existe aucune force coercitive, ou du moinselle est extrêmement faible, car l’influence suffit pour rendre aisément le fer magnétique', d’un autre côté, ce métal perd son magnétisme aussi facilement qu’il l’acquiert. Daos L’acier, au contraire, la force coercitive est tellement énergique quelle l’ empêche d’acquérir rapidement les propriétés magnétiques, et de les perdre lorsqu’une fois il les a acquises. La faiblesse de la force coercitive dans le fer, et son énergie dans l’acier, sont, à l’égard des fluides magnétiques, parfaitement analogues à la facilité de transmission que présentent uuxfluides électriques les corps non électriques, et à la résistance qu’ils eprouveut dans les eorps électriques. A. chaque pas, l’analogie devient plus frappante entre le magnétisme et l’électricité. L’action de l’attraction et de la répulsion est commune à tous deux; les électricités positive et négative sont semblables aux polarités nord et sud, et obéissent aux mêmes lois; c’est-à-dire, qu’entre forces de même espèce, il y a répulsion, et entre forces contraires, attraction. Chacune de ces quatre forces possède son maximum d’énergie lorsqu’elle est seule; mais l'équilibre électrique est rétabli pur la réunion des deux électricités, et l’équilibre magnétique par la combinaison des deux polarités. Toutes ces forces varient en raison inverse du carré de la distance , et sont par conséquent soumises aux mêmes lois mécaniques. Une analogie semblable s’étend à l'influence magnétique et à l’influence électrique. Le fer et l'aeier soûl en état d’équilibre quand les deux fluides magnétiques que l’on suppose résider en eux sont répandus également dans toute la masse, de manière à être neutralisé* l’un par l’autre. Mais eet équilibre est troublé immédiatement à l’approche du pôle d’un aimant qui, par influence, transporte l’un des fluides à une

[Sect. XXIX.] FORCES MAGNÉTIQUES ET ÉLECTRIQUES. 375

des extrémités de la barre de fer ou d’acier, et le fluide de

nom contraire à l’autre extrémité de cette même barre,

effets exactement semblables à ceux qui résultent de l’influence électrique. II y a même une certaine relation entre la fracture d’un aimant et celle d’un conducteur électrique; car si on électrise par influence un conducteur oblong, ses deux extrémités acquièrent des électricités opposées; et si, dans cet état, on vient à le rompre par le milieu, et à placer les deux fraginens résultant de cette fracture à une certaine distance l’un de l’autre, ils conservent chacun l’espèce d’électricité qui leur a été communiquée. L’analogie toutefois ne s’étend pas jusqu’à la transmission. Un corps peut transmettre à un autre corps une quantité surabondante d’électricité positive ou négative, l’un gagnant ainsi ce que l’autre perd; mais on n’a point d’exemple qu’un corps ne possède qu’une seule espèce de polarité. A cette exception près, il existe une relation si parfaite entre les théories des attractions et des répulsions magnétiques et des forces électriques dans les corps conducteurs, que non seulement elles sont les mêmes en principe, mais qu’elles sont aussi déterminées par les mêmes formules. L’expérience concourt avec la théorie à prouver l'identité de ces deux influences invisibles.