MACÉDOINE — 1246 - MAGNÉTISME

MACÉDOINE. — Histoire générale, VIII-X. — Le royaume de Macédoine, dont les origines remontent à l'époque mythique, était séparé de la Thessalie au sud par les monts Cambuniens, de 111lyrie à l'ouest par le Pinde, et de la Thrace à l'est par le fleuve Strymon ; les Balkans le limitaient an nord. Il était habité par une population non hellénique, d'origine pélasgique, et parlant une langue différente de celle des Grecs : aussi ceux-ci regardaient-ils les Macédoniens comme des Barbares. Lors des guerres médiques, la Macédoine fut contrainte de payer un tribut aux Perses, et le roi Alexandre 1er dut accompagner Xerxès dans son expédition contre les cités grecques; mais le prince macédonien, qui n'obéissait aux Perses qu'à regret, fit passer à plusieurs reprises aux Grecs des avis utiles, et obtint par là d'être admis dans leur alliance quand les Asiatiqnes eurent été repoussés. Sous le règne de ses successeurs, la Macédoine, livrée aux guerres civiles, ne joua qu'un rôle effacé. Mais Philippe II, monté sur le trône en 359, sut faire d'elle une puissance militaire, et son habileté à profiter des discordes des villes helléniques le rendit maître de la Grèce ;V. Grèce, p. 90G). Alexandre III, le Grand, continua l'œuvre de Philippe, et fonda sur les ruines de l'empire perse une vaste monarchie militaire (V. Alexandre). Après la mort d'Alexandre, la Macédoine, restée d'abord simple province du nouvel empire sous le gouvernement d'Antipater, redevint un royaume indépendant où régnèrent successivement, de 306 à 277, Cassandre, fils d'Antipater, Démétrius Poliorcète, Pyrrhus d'Epire, Lysimaque, Séleucus, Ptolémée Céraunus, Antigone Gonatas, fils de Démétrius Poliorcète, puis de nouveau Pyrrhus. Antigone Gonatas, après la mort de Pyrrhus (272), recouvra la couronne, qui devint héréditaire dans sa famille. Nous racontons, à l'article Grèce, les tentatives d'Antigone Gonatas et de ses successeurs Démétrius II, Antigone Doson, et Philippe III, pour replacer les Grecs sous leur autorité. Philippe III, que son ambition mit aux prises avec les Piomains, protecteurs prétendus de la liberté de la Grèce, fut battu à Cynocéphales (197), et dut payer un tribut à Borne. Persée, son fils, essaya de relever la puissance de la Macédoine, fut vaincu à Pydna par le consul Paul-Emile (1GS), et conduit aptif à Rome. Ce fut la fin de la puissance macédonienne ; quelques années plus tard, le sénat réduisait la Macédoine en province romaine (142).

MACHINES. - V. Mécanique.

MACHINES AGRICOLES. — V. Instruments aratoires.

MAGNÉTISME. — Physique, XXV. — Etymologie : du grec magnés, aimant. — On trouve dans la nature assez fréquemment, et en particulier en Suède et à l'île d'Elbe, un minerai de fer qui jouit d'une propriété spéciale, singulière, qui avait attiré l'attention des anciens et qui, plus tard, à l'époque des alchimistes, fut l'objet des dissertations les plus étranges. C'est Vaimant ou pierre d'aimant (V. Aimant), que les chimistes ont aussi nommé, en appliquant les principes de la nomenclature, fer oxi/du/é, oxyde salin de fer. Ce minerai attire le fer et l'acier. Plongé dans la limaille de fer, il la met en mouvement quand elle est placée à une faible distance de lui, la fixe à sa surface et l'y maintient adhérente malgré l'action de la pesanteur qui tend à la faire tomber. Cette propriété d'attirer le fer n'est pas liée nécessairement, comme on pourrait le croire, à la nature chimique de l'aimant ; la composition de

ce corps peut demeurer la môme, son groupement moléculaire le même, et la propriété susdite disparaître; qu'on chauffe au rouge la pierre d'aimant, et le phénomène d'attraction qu'elle exerçait auparavant sur le fer n'existera plus désormais. Semblablement, si on prépare artificiellom» nt l'oxyde salin de fer, en faisant passer, par exemple, de la vapeur d'eau sur du fer pur chauffé au rouge, on obtient bien une substance dont la composition chimique est celle de l'aimant naturel ; mais la propriété d'attirer la limaille ne se montre pas pour cela dans le produit ainsi obtenu.

L'aimant naturel renferme 72,4 de fer pour 27, G d'oxyeène, ce qui correspond à la formule Fe3 0* nu bien FeO, Fc203. FeO, le protoxyde de fer, jouerait par hypothèse, dans le composé, le rôle de base, et le sesquioxyde Fe'O* celui d'acide. C'est là ce qui fait considérer ce corps comme un véritable sel, un oxyde salin ; il résulterait, en effet, de l'union d'un acide avec une base. Dans la production artificielle de l'aimant que nous indiquions, il y a un instant, la réaction est représentée par la formule chimique :

3Fe + 4H0 = FeH)* + 4E[

L'eau se décompose, en passant sur le fer chauffé au rouge ; l'oxyde salin Fe30* prend naissance dans le tube de grès ou de porcelaine où le fer avait été d'abord placé, et l'hydrogène se dégage.

Quelle que soit la manière d'interpréter au point de vue chimique la constitution de la substance, le fait fondamental, la propriété caractéristique subsiste. Sous certaines conditions le corps Fe^O^ attire le fer doux, et on le dit dans ce cas un aimont. Mais alors même qu'il perd la propriété d'attirer la limaille, il conserve toujours celle d'être attiré lui-même par un aimant voisin ; il demeure, comme on dit, magnétique. Ainsi, dans le langage convenu des physiciens, une substance peut être magnétique, sans être pour cela un aimant : le fer est magnétique et n'est pas un aimant, au moins dans les conditions ordinaires ; l'oxyde salin de fer est toujours magnétique ; dans certaines circonstances seulement, il est constitué à l'état d'aimant. En tout cas, on désigne sous le nom de magnétisme le chapitre de la physique qui s'occupe des faits et lois générales se rattachant aux phénomènes d'attraction manifestés par les aimants.

1 .Faits fondamentaux. — La propriété que possède la pierre d'aimant peut être communiquée, par voie de simple contact, à des barreaux de fer doux ou d'acier trempé. On prend généralement, à cet effet, des barreaux prismatiques d'une longueur de 30 à 40 cent., de 4 cent, de largeur et 1e, 5 d'épaisseur. Ils deviennent de véritables aimants, quand on les a frottés avec l'aimant naturel; on les nomme même, pour ce motif, aimants artificiels. Seulement la propriété d'aimantation transmise ainsi au fer doux n'est chez lui que temporaire ; elle disparaît rapidement aussitôt que l'action de l'aimant naturel a cessé; tandis qu'elle persiste dans le barreau d'acier trempé et peut même acquérir chez lui une très grande énergie. — Voilà le fait. — On ne sait en donner aucune explication ; et quand on dit, pour en rendre compte, que l'acier a une force coercitive dont le fer doux est dépourvu, on n'emploie en définitive que des mots, de simples mots destinés à cacher notre ignorance. Ce qui reste comme certain, c'est que l'aimant donne au fer doux une aimantation

MAGNETISME

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passagère, tandis qu'il communique à l'acier trempé une aimantation pei-manente.

Pour étudier les faits généraux du magnétisme, il est plus commode d'employer les aimants artificiels d'acier, auxquels on donne sans peine toutes les formes que l'on veut, que de recourir aux aimants naturels. Le minerai qui constitue ces derniers se prête difficilement aux expériences. Donc, quand nous parlerons désormais d'un aimant, on devra entendre qu'il s'agit d'un aimant artificiel constitué par une barre d'acier trempé possédant les dimensions indiquées plus haut.

lre propriété. — L'action attractive ne s'exerce pas avec la même intensité dans toutes les régions du ban-eau aimanté; elle va, en général, en croissant, du milieu où elle est nulle jusque vers les extrémités où elle est maximum. On démontre expérimentalement cette propriété de plusieurs manières : on présente successivement les diverses sections du barreau à une petite aiguille de fer doux, suspendue comme un pendule au bout d'un long fil. On constate que l'attraction sur ce pendule se manifeste à une distance d'autant plus grande que la section mise en regard de lui est plus voisine de l'extrémité. La section moyenne et les sections voisines n'attirent nullement ledit pendule.

Voici encore un second moyen, — et celui-ci est très saisissant, — d'établir le même principe par l'expérience : on place sous un carton ordinaire, qui a 60 cent, de long sur 40 de large, un barreau aimanté ; et, avec l'aide d'un tamis, on fait tomber, en l'éparpillant, de la limaille de fer sur le carton. On reconnaît alors après avoir donné, avec la main, quelques petites secousses au carton pour que le frottement ne soit pas un obstacle au mouvement de la limaille, que celle-ci, au lieu de dessiner simplement la forme du barreau, en s'accumulant également aux différents points qui lui correspondent, — ce qui arriverait à coup sûr, si les différentes régions du barreau attiraient le fer avec la même énergie, — s'agglomère uniquement vers les sections extrêmes du barreau en figurant des courbes assez régulières, et qu'elle manque presque complètement vers la région moyenne. On a appelé la figure, ainsi dessinée par la limaille sur le carton, fantôme magnétique.

De cette expérience très facile à exécuter découle une double conclusion. Premièrement, on en déduit la démonstration de la propriété signalée, laquelle est même rendue de cette façon aussi claire que possible. On est convenu d'appeler voles les extrémités de l'aiguille où semble concentrée l'action magnétique, et ligne neutre ou section neutre, la région intermédiaire. En second lieu, la même expérience nous prouve que la propriété magnétique s'exerce à distance, non seulement à travers l'air, mais encore à travers les corps solides tels que le carton. En variant la nature de l'écran interposé entre le barreau et la limaille, on arrive à reconnaître que cette propriété de transparence pour le magnétisme, analogue à la transparence qu'a le verre pour la lumière, existe pour toutes les substances, le fer et l'acier exceptés.

2e propriété. — Une aiguille aimantée posée sur un pivot vertical et mobile dans un plan hovizontal se dirige et s'oriente, sous l'influence seule de la terre, à peu près dans la direction du sud au nord. Cette propriété se démontre aisément en recourant, non pas au barreau aimanté ordinaire qui serait trop lourd, mais à une mince lame d'acier trempé à laquelle on donne la forme d'un losange très allongé, dont la grande diagonale a par exemple de 10 à 15 centimètres et la petite 1 ou 2 centimètres. Cette lame ainsi taillée reçoit le nom d'aiguille aimantée; elle porte, fixée en son milieu, une chape en acier dur ou en agate qui permet de la poser sur un pivot vertical terminé en pointe. De cette façon, le frottement

qu'elle exerce sur son support est très faible et par suite sa mobilité est très grande. Dans ces conditions, on reconnaît que ladite aiguille, abandonnée à elle-même, prend toujours une direction invariable, sensiblement du nord au sud — donc elle se dirige. On reconnaît en outre que le même côté de l'aiguille est toujours pointé vers le nord et le même côté toujours vers le sud — donc elle s'oriente. On a beau l'écarter avec la main de sa position normale, l'aiguille y revient constamment d'elle-même aussitôt qu'on la laisse libre, après avoir exécuté un certain nombre d oscillations à droite et à gauche de cette position, et l'orientation primitive ne tarde pas à se reproduire.

3* propriété. — Un long barreau aimanté sur le milieu duquel r,n place une aiguille aimantée, mobile comme à l'ordinaire sur son pivot, produit sur celle-ci le même effet que produisait u,ut à l'heure la terre agissant seule. On prend un barreau aimanté de 50 centimètres, on met sur son milieu le support de l'aiguille, puis sur le support l'aiguille elle-même ; on voit alors que, quelle que soit la direction donnée au barreau, l'aiguille lui demeure invariablement parallèle. Elle se trouve comme liée, comme soudée au barreau, au I oint de vue de ce parallélisme remarquable qui i.e se dément pas un instant quel nue soit l'azimut dans lequel le barreau soit porté : — en réalité le barreau dirige l'aiguille et annule momentanément l'effet de la terre, parce qu'il est très rapproché de l'aimant mobile. De plus, l'aiguille est orientée comme dans le cas précédent, dans ce sens que la même moitié de l'aiguille regarde toujours la même moitié du barreau.

Ce n'est pas tout : si on marque à la craie de la même lettre sur l'aiguille et sur le barreau les moitiés qui se correspondaient invariablement pendant que se réalisait l'expérience précédente (on inscrit par exemple la lettre N sur une des moitiés et la lettre S sur l'autre), on constate que chaque moitié du barreau attire la moitié de l'aiguille qui lui correspond, c'est-à-dire celle qui porte la même lettre. Ainsi le côté N du barreau attire le côté N de l'aiguille; S du barreau attire S de l'aiguille. Le moyen de procéder à cette constatation est d'ailleurs facile: l'opérateur prend le barreau àla main et présente successivement N de ce barreau à N de l'aiguille et S à S. L'expérience réussit toujours. Elle est très concluante. Nous en déduirons que lorsque l'aiguille est sous l'influence exclusive de la terre (le barreau se trouvait alors fort éloigné d'elle) tout se passe comme si la terre renfermait à peu près dans le plan méridien du lieu un barreau aimanté dont le pôle nord attirerait le pôle nord de l'aiguille et dont le pôle sud attirerait en même temps le pôle correspondant.

4' propriété. — Les pôles de même nom se repoussent, les pôles de nom contraire s'attirent. Qu'on place, à une assez grande distance l'une de l'autre, deux aiguilles aimantées tout à fait pareilles, posées chacune sur son pivot et parfaitement mobiles, l'une et l'autre dans un plan horizontal. Comme on doit s'y attendre, d'après ce qui vient d'être dit, les deux aiguilles, obéissant à l'action de la terre, se placeront en équilibre dans des directions rigoureusement parallèles. Les pôles nord des deux aiguilles peuvent être considérés comme étant de même espèce, de même nom, puisqu'ils jouissent des mêmes propriétés; ils subissent en effet la même action de la paît de la terre et ils seraient l'un et l'autre attirables par le même pôle convenablement choisi du barreau qu'on leur présenterait. Même conséquence en ce qui concerne les deux pôles sud. Or, si on prend à la main l'une des deux aiguilles et qu'on approche son pôle nord du pôle nord de l'autre aiguille demeurée mobile, on constate une répulsion exercée

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sur cette dernière. Pareillement, le pôle sud do l'aiguille rendue fixe repousse le pôle sud de l'aiguille mobile. Enfin le pôle nord de la première

attire le pôle sud de la seconde et semblablement, le pôle sud de la première attire le pôle nord de la seconde. On arrive comme conclusion nécessaire ii cet énoncé formulé plus haut : les pôles de même nom se repoussent, ceux de nom contraire s'attirent.

2. Hypothèse des fluides magnétiques. — Jusqu'à présent nous sommes restés dans le domaine exclusif des faits; essayons maintenant, à l'aide d'une hypothèse, d'en fournir l'explication. Il faut se garder de considérer cette hypothèse comme représentant exactement la vérité des choses. Elle n'est, en réalité, qu'un moyen commode de grouper les faits entre eux et de montrer leur dépendance. Voici cette hypothèse.

On admet que dans toutes les substances magnétiques il existe deux fluides distincts qui s'y trouvent en quantité telle que, combinés ensemble, ils se neutralisent complètement : ils forment ce qu'on nomme le fluide neutre. Ces fluides pos sèdent la propriété de s'attirer l'un l'autre ; mais, par suite de la nature ou du mode de groupement des particules pondérables au milieu desquelles ils sont placés, ou bien encore par l'effet de forces extérieures, ils peuvent, dans certains cas, demeurer séparés, et alors chacun exerce autour de lui une action qui lui est propre et que rien ne contrebalance. En outre les particules d'un même fluide magnétique se repoussent ellesmêmes. On admet enfin que, dans le fer doux, aucune résistance n'est opposée par la matière qui forme le métal ni à la séparation des deux fluides, quand une force extérieure intervient, ni à leur réunion lorsque, étant déjà séparés, la force en question cesse d'agir. Dans l'acier au contraire, dans l'oxyde salin de fer, etc., cette résistance opposée au mouvement dans les deux sens desdits fluides se montre incessamment ; elle est plus ou moins énergique pour l'acier suivant son degré de trempe et aussi suivant qu'il est plus ou moins carburé.

Partant de là, voici comment on explique les faits précédemment signalés :

1° Aimantation d'un barreau d acier. — J'ai un barreau d'acier trempé; pour l'aimanter, je promène à sa surface et toujours dans le même sens l'un des pôles d'un aimant naturel. Que se passet-il ? le fluide neutre contenu dans le barreau se décompose : l'un des fluides, celui qui est de nom contraire à celui du pôle excitateur, est attiré et entraîné dans le sens de l'aimant, l'autre fluide est repoussé et se porte en sens inverse. L'action grandit à mesure que j'augmente le nombre de frictions jusqu'à une certaine limite, et alors je puis impunément éloigner l'aimant naturel; les deux fluides resteront séparés dans le barreau à raison de la propriété spécifique de l'acier, propriété mentionnée plus haut. Mon barreau est devenu un aimant permanent.

2° Direction etorientationde l'aiguille aimantée. — D'après ce qui a été dit plus haut, la terre ellemême peut être considérée comme un aimant toujours existant ; donc, une aiguille aimantée mobile autour d'un axe vertical devra, pour obéir aux actions magnétiques du globe, se placer toujours parallèlement à l'aimant terrestre, son pôle nord devant être de nom contraire au pôle nord de la terre puisqu'il est attiré par lui; son pôle sud de nom contraire au pôle sud de la terre puisqu'il subit de sa part une attraction. De là par suite la direction et l'orientation de l'aiguille mobile.

3° Actions mutuelles des aiguilles aimmitées. — Je présente le pôle nord d'une aiguille au pôle de môme nom d'une autre aiguille : ces pôles devront se repousser, puisqu'ils renferment l'un et l'autre

des fluides de même espèce ; le pôle nord de l'un attirera le pôle sud de l'autre, puisqu'ils contiennent des fluides d'espèce différente»

4" Attraction du fer doux par l'aimant. — Enfin, un aimant naturel ou artificiel devra attirer le fer doux; car le fluide libre de l'aimant décomposera à distance le fluide neutre du fer doux, attirera dans la région la plus voisine le fluide de nom contraire et repoussera dans la partie la plus éloignée le fluide de même nom ; le fer doux deviendra ainsi un aimant temporaire, qui se précipitera par sa partie la plus voisine du pôle excitateur de l'aimant vers ce pôle lui-môme; seulement, aussitôt que l'aimant permanent sera éloigné, le fer, au point de vue magnétique, retombera dans son inertie primitive ; il perdra toute trace d'aimantation.

Ici se place une indication dont il est bon de prendre note pour pouvoir saisir l'explication des phénomènes magnétiques dans les cours et dans les livres. On a, en Irance, par une anomalie qui au premier moment paraît singulière, nommé pôle austral le pôle nord de l'aiguille aimantée et pôle boréal son pôle sud. En voici la raison. Admettre l'existence de l'aimant terrestre, c'est supposer que l'hémisphère nord renferme un fluide libre d'une espèce — on l'a très naturellement nommé fluide boréal, — et l'hémisphère sud le fluide de l'autre espèce qu'on a nommé austral ; jusqu'ici tout est logique. Mais si, de l'aimant terrestre, nous passons à l'aiguille aimantée mobile, nous sommes forcés d'admettre que le côté de cette aiguille qui se porte librement vers le nord de la terre renferme un fluide de nom contraire au fluide boréal du pôle terrestre, puisqu'il est attiré par lui. Il en sera de même pour le pôle sud. Nous devons donc dire que le pôle nord d'une aiguille est un pôle austral et le pôle sud un pôle boréal. Telle est la synonymie adoptée depuis longtemps dans notre pays.

On explique de la même façon, en partant de l'hypothèse des deux fluides,une foule d'expériences intéressantes que l'on fait dans les cours. Nous n'y insisterons pas ; nous signalerons deux de ces expériences seulement, en laissant au lecteur le soin d'en trouver l'explication.

I. Lorsqu'on tient suspendu à un aimant un morceau de fer doux, celui-ci devient capable d'en attirer un second, ce dernier un troisième, etc.. de manière qu'on a ainsi comme un chapelet de fragments de fer devenus tous solidaires. Eloigne-t-on l'aimant permanent, tous les morceaux de fer se détachent d'eux-mêmes et tombent.

II. Un morceau de fer se maintient suspendu au pôle d'un aimant et ne tombe pas malgré son poids; vient-on à approcher du pôle en question le pôle de nom contraire d'un autre aimant, on voit, quand les deux pôles sont à une petite distance l'un de l'autre, se détacher de lui-même le fragment de fer doux.

Jusqu'ici les deux fluides magnétiques ont dû paraître au lecteur se rapprocher beaucoup, par leurs propriétés et leurs actions mutuelles, des deux fluides électriques. Il n'en est rien ; la différence est profonde. L'expérience suivante est décisive à ce point de vue. Qu'on prenne une aiguille à tricoter, — elle est formée, comme on sait, d'acier trempé, — et que par des frictions exercées, toujours dans le même sens, avec le pôle d'un aimant, on la convertisse en un aimant permanent. Une de ses moitiés manifestera la présence du fluide boréal libre et l'autre moitié la présence du fluide austral. Si les doux fluides étaient effectivement séparés, comme le sont les fluides électriques positif et négatif dans un cylindre conducteur soumis à l'influence d'une source; s'ils se trouvaient l'un dans la moitié australe, l'autre dans la moitié boréale de l'aiguille, on devrait en coupant l'aiguille par le milieu emporter sur chaque fragment l'un des

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deux fluides seulement. Or l'expérience donne un tout autre résultat : quand on coupe l'aiguille par le milieu, on obtient deux aimants au lieu d'un seul; chaque fragment possède ses deux pôles sans aucune interversion, le pôle austral et le pôle boréal gardant la position qu'ils avaient avant la rupture. On peut continuer ainsi, briser l'aiguille en une foule de petits morceaux. Chacun d'eux constitue toujours après la séparation un aimant complet. Que conclure de là? C'est que les fluides magnétiques ne se portent pas d'un bout du cylindre d'acier à l'autre. Chaque molécule, si l'on peut ainsi parler pour être plus intelligible, chaque molécule de fluide neutre ne se dédouble pas ; elle avait primitivement dans le fer ou l'acier non aimantés une position quelconque, et l'ensemble des positions occupées par les diverses molécules était tel que la résultante de leurs actions sur une molécule extérieure était nulle. Mais dès qu'il se manifeste une influence magnétique venant de l'extérieur, les molécules de fluide neutre se dirigent et s'orientent toutes dans le même sens ; il s'établit alors dans la lame magnétique ce qu'on a appelé une polarité déterminée. On peut du reste par le raisonnement se rendre compte de l'effet que pourra produire une polarité de ce genre, et l'on arrive à reconnaître que grâce à elle il se manifestera une action australe prédominante dans une moitié de l'aiguille, une action boréale prédominante dans l'autre.

Une explication des phénomènes magnétiques, beaucoup plus rationnelle que la précédente, a été donnée à l'article Électricité. Les découvertes d'Ampère ont montré qu'un aimant n'était en définitive qu'un solénoide d'une espèce particulière, c'est-à-dire qu'on pouvait le considérer comme constitué par un système de courants circulaires marchant dans le même sens. Tout s'explique simplement dans la théorie électro-dynamique. Xous ne pouvons ici que la rappeler. Nous dirons seulement que c'est grâce aux électro-aimants dont l'invention est due à Arago, que l'on est parvenu à constituer les aimants temporaires, de beaucoup les plus puissants. Une simple barre de fer doux contournée en fer à cheval et entourée d'une bobine d'un long fil de cuivre, acquiert une aimantation tellement énergique, quand on fait passer un courant dans la bobine, qu'on peut soulever à sou aide des armatures de fer doux portant un poids de plusieurs centaines de kilogrammes.

3. Diamagnétisme. — Ces mêmes électro-aimants ont permis, en outre, de reconnaître la faculté magnétique dans une foule de corps où elle n'était même point soupçonnée. Pendant longtemps, on avait considéré le fer et ses composés, plus trois autres métaux, le nickel, le cobalt et le chrome, comme les seules substances magnétiques ; mais lorsqu'il put disposer de la puissance magnétique que procura l'emploi de l'électroaimant, Faraday ne tarda pas à reconnaître que la catégorie des substances sensibles à l'aimant était très nombreuse. On peut même dire d'une manière générale que tous les corps de la nature sont influencés par un aimant : solides, liquides et gaz. Il existe toutefois entre eux une différence essentielle : les uns, placés entre les deux branches d'un électro-aimant en fer à cheval, se dirigent suivant la ligne qui joint les deux pôles, axialement, selon l'expression de Faraday; ceux-là sont attirés et se comportent comme le fer; ce sont donc les corps proprement magnétiques ou paramagnétiques; les autres se placent dans une direction perpendiculaire à la ligne des pôles, équatorialement : ils sont repoussés par l'aimant. Faraday les nommait diamagnétiques. Les principaux parmi ces derniers sont le bismuth, l'antimoine, le zinc, 1'étain, le mercure, l'argent et le cuivre. Un petit barreau de bismuth d'un centimètre ou un centi-

2e PARTIE.

mètre et demi de longueur, suspendu à un fil fin et placé entre les deux pôles d'un fort électro-aimant, accuse très nettement, par une rotation, la propriété diamagnétique dont il jouit : aussitôt qu'on fait passer le courant il tourne pour se fixer dans la position équatoriale. Les nombreux composés où entre le fer sont tous magnétiques, alors même que ce métal n'y est représenté que par une très faible proportion. Ainsi, le verre à bouteille est magnétique ; il faut cependant ajouter que le prussiate de potasse ou ferro-cyanure de potassium est diamagnétique, quoiqu'il renferme du fer. L'eau est diamagnétique, l'oxygène magnétique, etc.

4- Magnétisme terrestre. — On s'est demandé quelle est au juste la nature de l'action que la terre exerce sur une aiguille aimantée. Est-elle par exemple comparable à celle de la pesanteur? L'expérience a nettement répondu : Non, le globe n'exerce point une action de transport sur l'aiguille aimantée; son action est purement directrice.

En effet, si l'action magnétique de la terre pouvait être assimilée à la force de la pesanteur, elle serait représentée finalement par une résultante unique appliquée en un certain point de l'aimant considéré, de même que la résultante des actions de la pesanteur, le poids, est appliquée au centre de gravité. Cette résultante serait ou verticale, ou horizontale, ou oblique. Or, elle n'est pas verticale. En voici la preuve : on suspend un barreau d'acier trempé au-dessous de l'un des plateaux d'une balance très sensible, de manière à ce que son axo soit vertical. On lui fait équilibre avec une tare placée dans l'autre plateau. On aimante ensuite fortement le même barreau et on le suspend de nouveau sous le même plateau, dans les mêmes conditions qu'auparavant. On reconnaît que son poids apparaît n'a pas changé. Cependant, si l'action magnétique du globe se réduisait à une force magnétique unique de sens vertical, elle agirait ou pour faire mouvoir le barreau aimanté de haut en bas, ou pour le pousser de bas en haut. Le barreau ne bouge pas, malgré la grande sensibilité de la balance, donc la force en question n'existe pas, ou du moins, dans la condition où est exécutée l'expérience, sa pesanteur est inférieure à la force d'un milligramme. La force terrestre est-elle horizontale ? Pas davantage. Placez une aiguille aimantée sur une lame de liège posée elle-même sur l'eau; vous verrez le liège tourner de manière à faire prendre à l'aiguille la direction nord-sud, puis un équilibre final s'établira ; l'aiguille n'entraînera le liège ni dans un sens ni dans l'autre; donc, point de force horizontale. Enfin, si la force terrestre avait une direction oblique, elle pourrait être décomposée en deux forces, l'une horizontale, l'autre verticale; or aucune de ces deux composantes n'existe réellement. L'expérience l'a établi ; donc la résultante elle-même fait défaut.

1° Couple terrestre. — En somme, l'action terrestre est comparable à ce qu'on nomme un couple en mécanique (V. Mécanique, p. 1275); elle se ramène à un ensemble de deux forces égales,parallèles, agissant en sens contraire, et appliquées chacune à l'un des pôles de l'aiguille aimantée. Pour se rendre un compte exact de ceci, il ne faut plus laisser an mot pôle le sens un peu vague qui lui a été attribué jusqu'ici. Précisons. Soit une molécule M de fluide magnétique boréal libre placée à quelques mètres de distance de l'une des moitiés AC de l'aiguille aimantée, la moitié australe par exemple, dont nous supposerons la longueur ég^le à cinq centimètres. Chaque particule magnétique du fluide austral AC agira par attraction sur M. Il y aura donc autant de forces attractives intervenant quil y a de particules libres en AC, et de plus ces forces pourront être considérées comme parallèles entro elles à cause de la faible longueur de Taiguille et de la distance relativement grande qui la sépara

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3e M. Ces forces attractives parallèles entre elles seront inégales, mais elles conserveront toujours leurs rapports de grandeur, quelle que soit la position qu'on donne à l'aiguille par rapport à M. car leur intensité relative ne dépend que de la distribution du magnétisme dans l'aiguille, laquelle demeure invariable. Mais on sait (V. Mécanique que lorsque, sur un corps solide, agit un système de forces parallèles dont les rapports de grandeur sont constants, toutes ces forces sont remplaçables par une résultante unique égale à leur somme, parallèle à leur direction et appliquée en un point déterminé, invariable aussi, et qu'on nomme le centre des forces parallèles. Dans l'espèce, toutes les actions de M sur AB se réduiront donc à une seule force qui sera leur résultante et qui passera par un point fixe de AB. Ce point fixe, c'est précisément le pôle. Eh bien, quand on considère l'action magnétique exercée par le glebe sur l'aiguille aimantée tout entière, cette action peut être représentée par deux forces égales, parallèles et de sens contraire, appliquées chacune à un pôle de l'aiguille et formant par suite, par leur ensemble, un véritable couple. L'aiguille, sous leur influence, ne peut, si elle est libre, si par exemple elle est suspendue à un fil fin par son centre de gravité, que tourner, de manière à devenir parallèle aux forces du couple. Alors, en effet, les deux forces agissant en sens contraire et suivant la même ligne droite se détruisent, s'annulent, et l'aiguille reste en équilibre.

Ceci nous conduit à une méthode fort simple pour trouver la direction des forces terrestres. Il faudra déterminer : 1° le plan du couple ; 2" la ligne suivant laquelle agissent les forces dans ce plan.

2° Angle de déclinaison. — Le plan du couple est fourni par l'aiguille dite de déclinaison. C'est précisément le petit appareil qui a servi jusqu'à présent à nos expériences. Par tâtonnen.ent, on arrive en effet à donner à la moitié de l'aiguille, qui doit être le pôle boréal, un surcroît de poids M tel que l'aiguille se maintient horizontale (quand elle est aimantée), malgré l'action magnétique du globe qui tend à incliner au-dessous de l'horizon le côté nord de l'aiguille. En d'autres termes, le centre de gravité proprement dit de l'aiguille n'est point sur le prolongement du pivot vertical qui la supporte, et quand elle est désaimantée, l'aiguille penche du côté du sud. Quand elle est aimantée, elle se maintient au contraire rigoureusement horiz ntale. Elle tourne alors autour du pivot vertical, et après quelques oscillations elle vient se placer nécessairement dans le plan même du couple terrestre. Là seulement elle peut se maintenir en équilibre stable. Les composantes verticales des forces du couple s ait détruites par la résistance du support de l'aiguille, et ses composantes horizontales ne peuvent s'annuler réciproquement qu'autant que l'aiguille se place dans leur propre direction. Le plan vertical passant par les deux pôles de l'aiguille en équilibre est donc exactement le plan même du couple terrestre.

On a ainsi reconnu que le plan du couple terrestre, ou le méridien magnétique d'un lieu, ne se confond pas habituellement avec son méridien géographique. L'angle que font les deux plans porte le nom d'angle île dé linaison. Quand le pôle nord de l'aiguille aimantée s'écarte du méridien géographique vers 1 est, la déclinaison est dite orientale; elle est occidentale, quand Je même pôle s'écarte, au contraire, vers l'ouest On a imaginé des appareils spéciaux assez compliqués, que nous n'avons pas à décrire ici, pour mesurer l'angle de déclinaison avec une grande exactitude.

'6° Angle d'inclinaison. — Le plan du méridien magnétique étant maintenant déterminé, si nous rendons mobile dans ce Mu.a autour d'un axe qui

lui soit perpendiculaire une aiguille aimantée <!e manière que son centre de gravité se trouve su l'axe de rotation, cette aiguille devra tourner dans son plan, qui est le plan môme du couple terrestre, jusqu'à ce qu'elle se place dans la d tion des forces qui le constituent. A cette condition seulement, elle pourra rester on équilibre. Or l'expérience montre que l'aiguille dite fois d'inclinaison n'est généralement pas horizontale. En ce moment, à Paris, le pôle nord plonge en-dessous de l'horizon d'environ 65" $tf.

L'angle que forme avec 1 horizon la moitié nord d'une aiguille aimantée mobile autour d'un axe horizontal dans le plan du méridien magnétique du lieu se nomme ['angle a'inclmaisim.

La connaissance de la valeur, en un lieu donné, des angles A'inrlinaison et de déclinaison, fournit la position du couple magnétique terrestre. Quand on yjoint la mesure de l'intensité magnétique, on a déterminé ce qu'on appelle les éléments du magnétisme terrestre en ce lieu.

4° Variations des éléments magnétiques. — La détermination des éléments magnétiques a un grand intérêt ; leurs variations se lient avec les changements de tout genre qu'éprouve notre globe. On a reconnu que la déclinaison et l'inclinaison en particulier subissent des variations séculaires, des variations diurnes affectant les unes et les autres une périodicité réelle, et enfin des variations accidentelles, en relation avec l'apparition des orages, des aurores boréales, avec les tremblements de terre.

Voici quelques aperçus sur les variations séculaires à Paris : 1° de la déclinaison; elle était orientale en 1580, et sa valeur de 11°, 30', il y a juste 300 ans ; puis l'aiguille s'est rapprochée de plus en plus du méridien terrestre, et la déclinaison est devenue nulle en 1663. A partir de cette époque, l'aiguille s'est écartée de plus en plus du méridien vers l'ouest et le maximum de la déclinaison occidentale a été de 22°, 34' en 1814. Depuis 1814, l'aiguille revient sur ses pas; elle se rapproche de plus en plus du méridien; la déclinaison a successivement été de 203,41' en 1848; de 19°, 0,6 en 1863; de 16°56',4 en janvier 1879; 2° de l'inclinaison; depuis 1671, l'angle d'inclinaison va en diminuant à Paris d'une manière continue comme si nous descendions progressivement vers une latitude magnétique moins élevée. Il semble que le pôle magnétique terrestre s'éloigne de nous de plus en plus. L'angle d'inclinaison en 1671 était de 7ô°; il a diminué depuis d'une manière continue : 68°, 1' en 1825; 66°,0'9 en 1863 ; 65°,31,8 en janvier 1879.

Ces mêmes éléments magnétiques considérés à la même époque ont des valeurs très différentes, d'un lieu à l'autre. Ainsi, en juin 1876, la déclinaison étant à Paris de 17°, 19 avait pour valeur à Lyon 15°37 ; 15°, 1 à Marseille, 2ii°,23 à Brest. On a pu même marquer sur la carte de France des lignes d'égale déclinaison magnétique; ces lignes, dans leur allure générale, affectent un certain parallélisme et font un angle très sensible avec la méridienne géographique. Ainsi la ligne correspondait, le 15 juin 1876, à la décinaison de l.s" passait par Rouen, le Mans, Niort en France, et Logroho en Espagne. La ligne donnant la déclinaisonde i7° passaitunpeuàl'estdeMelun.à Bourges, à Guéret, un peu à l'est d'Auch, etc. Il va sans dire que les lignes elles-mêmes ne sont pas fixes ; elles vont en se déplaçant d'une manière continua avec le temps.

Pour la valeur de l'inclinaison, on trouve des variations tout aussi considérables quand le lieu d'observation change. D'une manière générale, quand on marche de léquateur vers le pôle nord, l'angle d'inclinaison va en croissant. On trouve. même un point de la terre vers la latitude de "V\