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L'électriciid atmospbénqoe est un siyet trop complexe, H r<k:lame trop d’études expérimentalee et dépend lang dodte de cauees trop nombrodscs, pour quç noas prétendions le réduire à une certaine loi conunune et l’asservir à un système. Je veux senlement porter l’attention sur un point dé vue qui me parait avoir été jusqu’ici trop néglige et qui pourrait, ce semble, être compté comme une des bases principales du phénomène.

Je remarque que la chaleur est non-Mulemcnt une des causes , mais pour ainU dire une des conditions du grand déploiement de l’électricité atmosphérique, en un mot du phénomène des orages. La rareté des orages et du tonnerre dand k» haii» tes latitudes, et dans les latitudes moyennes sa rareté pendant la saison hivernale, sont des particularités trop connues pour qu’il ne suffise pas ici de les rappeler : et cependant il nc'stm- ' ble point que l’on y ait fait peut-être toute l’attention qu'elles méritent. Certainement j’admets avec de savants (diysicicns que l'évaporation, la végétation, la vie ammale elle-même paissent être des causes d’électricité atmosphérique, et je oonv|éns qu’elles sont favorisées par la chaleur : mais ce sont là des Causes normales, continues, agissant sur de vastes espaces, et qUi . ne peuvent-faire comprmidre par elles-mêmes pourquoi à telle, heure, en tel lien, cette électricité normale de l’atmoephcrc se concentre, s’exalte, imprègne l’air, les nuages, tout le revêtement même de la surface du sol, et donne lieu à ocs pui8saute.s accumulations qui se résolvent en tonnerre et tempêtes. Il y a là .selon noos la même disproportion, que dis-jc? une disproportion beaucoup plus grande, qu’entre le jeu continu d'une machine électrique chargeant un simple conducteur et la puissante condensation produite par la bouteille de Leydc bu la pile de Volta. Si ces causes uormalcs existaient seules en effet, tous’ les nuages seraient orageux, toutes leurs reucontres pourraient donner lieu nu tonnerre ; et comme il n'en c.st pas ainsi, il doit

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exister une cause spéciale, qui forme en réalité le nœud de la question.

S'il nous était permis de faire couiiaitre ici notre opinion, quoique vafmement formée encore, sur cette cause spéciale des orages, nous dirions que selon nous il y a lieu de la chercher dans l’action inégale de la chaleur elle-même. Pour tout exprimer en un mot, les nuages orageux, communiquant d’une {lart avec la terre fortement échauffée et de l’autre avec le froid des espaces élevés augmenté encore par une forte évaporation, nous paraissent être un vaste appareil lhermo-élecirique, dans lequel l'interposition des couches d’air pourrait même jouer le rôle de ce ressort électrisahie dont nous avons montré l’existence dans le condensateur et dans la pile de Volta. Enfin le choc des vents soit entre eux, soit contre les obstacles naturels, nous semble pouvoir être compté aussi comme une des causes déterminantes du phénomène, et voici daus notre opinion comment les choses peuvent se passer lorsqu’un orage se prépare.

Supposons que des vents, afiluant dans deux directions contraires, se rencontrent et se choquent : la courbure de la Terre, si ces vents en ont suivi la surface sur un assez long espace, la courbure de la Terre a pour effet de faire converger leur action vers le ciel, an point même de concours. La masse d’air immédiatement en contact avec la surface du sol, et par conséquent chargée d’humidité et de chaleur, qui se trouve saisie entre ces deux impulsions contraires, subira d'abord un temps d’arrêt et de repos, c’est le calme dont les orages sont ordinairement précédés : mais peu à peu la résultante ascensionnelle de ces deux impulsions atteignant son effet, cette masse d’air sera lentement soulevée vers les régions supérieures de l’atmosphère (*) ; là le froid naturel à ces régions, qui naît d'une facilité plus grande de rayonnement, et le froid produit encore par la forte évaporation que le défaut de pression détermine, agissent à la fois

n CcUdonneS concevoir inunëdUleincnt lescjnsesde l'abaissement du baromètre dans les changements de direction du veut, changement qui est le plus souvent nne cause de pluie : la courbure de la Terre doit donner en eflet presque toujours à la masse de l'air, là où les deux directions se choquent, une impulsion ascensionnelle, qui en diminue par conséquent la pesauleiir.

ELECTIIICJTÉ ET UAGMÉTTSME. ^ 391

sur la partie supérieure de la colonne ascendante. U en résultera d’abord une condensation rapide de la vapeur d'eau dont cet air est chargé : de là les nuages , la pluie , la grêle même, qui j)cut n’ètre autre que l’effet d’une évaporatiou très-rapide, sans préjudice des autres causes purement électriques dont l’idée est due aux ingénieuses recherches de Volta; mais ce ne sont pas là les effets importants à notre point de vue : cet effet principal, le voici. Les nuages sont jusqu’à un certain degré conducteurs de l’électricité : il nous parait donc rationnel de supposer qu’une accumulation de flocons nuageux, entremêlés de couches d’air d’une température énergiquement décroissante, puisse former jusqu'à un certain degré l’effet d’une pile thermoélectrique produisant une forte accumulation d’électricité par l’action concordante d’une suite de courants qui marchent dans le même sens, en suivant la progression inégale de la température.

Les éclairs, le bruit, les effets destructeurs du tonnerre ne serout pas plus difficiles à expliquer dans cette hypothèse que la décharge d’une bouteille de Leydc : l’échelle seule des phénomènes est en effet différente. Les variations de ces effets dépendront d’ailleurs de mille accidents atmosphériques, dans l'examen desquels nous ne pouvons ni ne voulons entrer. Prévenons toutefois une objection : peut-être opposcra-t-on à nos vues que les nuages orageux sont quelquefois très- près de terre, et qu’en gravissant des montagnes on voit souvent sons ses pieds des orages, dans des régions dont le froid n’est pas encore considérable ni l’air très- rare. Mais qui ne voit qu’un nuage formé dans les parties supérieures de l’atmosphère doit tendre à s’abaisser par son poids s'il est chargé de pluie et surtout s’il est chargé de grêle ; et dans ce mouvement il n’en conservera {MIS moins l’électricité qui l’entoure. Ajouterons-nous encore que les mouvements de rapide ascension déterminés dans les colonnes d’air par une évaporation rapide à leur partie supérieure et le choc non direct de vents' violents, cause de tourbillonnement dans l’impulsion, peuvent d’ailleurs facilement expliquer soit les effets des trombes soulevantes, soit cette forme tourbillonnante des tem|H'lcs sur de vastes espaces, que

DKS LOIS 1>E Li PHYSIQUE.

d'iugénicux observateurs anglais ont été portés dans ces derniers temps à ériger en système général? Nous ne pouvons ici qu’efileurcr un sujet si importaut et si vaste dans ses détails.

De ta nature du magnétisme en général et du magnétisme terrestre en particulier. Rapport et différence avec ’ l’électricité.

Le maguétisnie , dout la physique moderne a découvert les étroits rapports avec l'électricité, est un phénomène essentiellement moléculaire : car si l’on brise un barreau aimanté en une multitude de parties, chacune d’elles possédera les pèles et les propriétés de l’aimant tout entier, suivant un degré proportionué à son étendue. C’est en effet par une action purement moléculaire que nous allons expliquer la propriété magnétique , mais une action dont pour nous le fluide éthéré est toujours l'instrument principal.

Supposons une molécule de forme allongée, qui serait seulement libre de tourner sur un pivot dans un certain plan, et supposons encore que dans ce plan une série de forces parallèles entre elles , agissant d’une manière continue dans une direction unique, vienne frapper ensemble les différents points de cette molécule : il est évident que , vu l'égale intensité de toutes ces forces , la molécule , qui n’a point la liberté de déplacer son centre de suspension, devra tourner sur elle-même jusqu’à cc qu'elle ait acquis cette position fixe où son grand axe serait per- (lendiculairc à la direction commune de toutes les forces parallèles; car c'est là la seule position où aucun point n’étant frappé le premier par l’une des forces, il y a à chaque instant équilibre parfait entre leurs moments par rapport au point de suspension.

Si maintenant, abandonnant cette supposition purement idéale , ou considère un corps formé par le groupement confus de CCS sortes de molécules à forme très-allongcc, il est bicu évi-

laECrniCITE et MAG^ÉTIS>IE.

dcut que ce corpe agira , i>uug l'actiuu des nu^mes forces parai- -, . lèles, comme le ferait une seule molécule, s’il a lui-méme une .. forme semblablement allongée; car les molécules n’étant plus reteiiuesque par leur inertie, tendront àse déplacer ellcs-mémes sous l'actiou de ces forces, et eu vprlu de la confusion même des groupements on peut admettre que toutes les composantes différemment orientées se détruisant réciproquement, le barreau ' entier agira comme si toutes les molécules étaient dirigées parai- ^ lélemcnt à son axe. Si donc on le suppose suspendu lui-méme par son point central , il tinira par s’orienter d’une manière fixe perpendiculairement à la direction des forces , comme nous avons vu qu’aurait dù le faire la molécule elle-même. ,

Cela posé, étudions le caractère des forces électriques en^ • néral, et nous verrons qu'ayant pour origine certain mouvement régulier, soit mécanique, soit chimique, des molécules des corps, elles communiquent ainsi à l’éther, dont les particules sont moindres que celles des corps eux-mèmes, des impulsions parallèles par groupes, caractère sur lequel nous avons déjà du reste fait |>ortcr l'attention. Lorsque ces impulsions pénètrent, sous forme de courant électrique, dans des liquides ou dans des gaz, elles tendent à y produire une certaine orientation des molécules, qui j)eut être accompagnée de choc et qui peut aussi avoir pour résultat, soit une cristallisation , soit une combinaisou ou nue décomposition chimique. Mois si ces petites forces parallèles s’exercent sur certains solides dont la molécule est allongée , elles ne peuvent produire qu’une tendance générale à s’orienter perpendiculairement à la direction des forces, et c’est en cela que, selon nous, consiste en général le magnétisme.

Comme de tous les corps c’est le fer et l’acier <|ui ont le plus de facilité à céder aux impulsions magnétiques , les données précédentes nous amenaient à conclure que c’étaient aussi de tous les corps ceux dont la molécule , de forme prismatique , était la plus allongée ; cette conjecture , nous l’avons trouvée en parfaite concordance avec les principes de pliilosophic chi- . mique qui seront exposés dans le livre suivant et avec la nature des faits qui s'y coordonnent.

DES LOIS DE LA l’IlTSIQUE.

Voilà donc ea quoi consistent, selon nous, les bases les plus générales du magnétisme, et l'on voit qn 'elles mettent ce phénomène dans un rapport évident avec celui de l’électricité , an sens près des effets , que nous trouvons de directions mutnellement perpendiculaires , conformément aux faits connus de l’électro-magnétisme. Mais ces explications et ces rapports ne sauraient seuls nous renseigner sur les causes du magnétisme terrestre. Ce grand phénomtoe, quoique s’appuyant sur les mêmes principes que le magnétisme électrique quant aux effets produits , relève d’ailleurs de causes toutes spéciales , dignes du plus grand intérêt par leur rapport avec les autres parties de notre système, avec les parties surtout qui donnent à ce système un caractère propre et nouveau.

Le magnétisme terrestre dérive pour nous des deux mouvements du globe et de l’action qu’exerce sur l’éther l’ensemble de ces mouvements. Rien ne saurait se perdre en effet des forces naturelles auxquelles donnent lieu les déplacements et les résistances du fluide déterminées par les mouvements des corps. De même que d’une part l’agitation produite par le frottement du soleil et des planètes se manifeste an dehors par les phénomènes lumineux, le fluide d’autre part, réagissant lui-même par sa résistance sur la surface dont le frottement l’agite, y produira des phénomènes moléculaires ; à la surface do globe ces mouvements moléculaires régulièrement orientés ne seront antres que le magnétisme terrestre.

Les mouvements dont noos parlons sont évidemment étrangers à la pression normale du fluide sur la surface de la terre, laquelle a pour effet la pesanteur : ceux qui produisent le magnétisme du globe sont de très-petits mouvements de l’éther tangentiels ou presque tangentiels à sa surface, qui dérivent soit du frottement déterminé par le mouvement de rotation sur toute la surfece, soit du frottement déterminé à chaque instant, sur un grand cercle de position variable, par le mouvement de translation. Il faut y joindre encore rinflnence d’un autre flux de l’éther dirigé du pôle vers l'équateur , en vertu de l’excès de pression qui détermine l’accroissement de pesanteur, ainsi que nous l'avons vu dans la Proposition XXI, et de

ÉLECrmUTÉ ET MAGNÉTISME. 395

la tendance générale à l'éqoilibre dans tontes les parties du flnide. La dialenr enfin, qui s’exerce avec plus d'intensité fc l’équateur, détermine un nouvel afflux du même genre que le précédent. Mais le détail de ces vues fera l’objet d’un article séparé , où nous réunirons l'étude de tontes les influences qui déterminent les mouvements de l’aiguille aimantée. Avant d’entrer dans ce sujet toutefois, il est bon de redierchcr pourquoi il existe des corps susceptibles de s'aimanter, d'acquérir les propriétés magnétiques d’une manière i^rmancnte, tandis que d’autres ne peuvent ac((uérir l'airaantation que d'une ma- , nière passagère et par communication directe avec des matières aimantées. Ce sujet et celui de l'action du globe me paraissent nécessaires d'ailleurs à traiter avant de concevoir quelle est la cause et la vraie nature de cette propriété d’attraction et de répulsion que le magnétisme partage avec l’éiectridté.

quelle qualité faut-il attribuer la différence entre t aimantation de Facier trempé et celle du fer dou.t? Quelques inductions sur le phénomène de la trempe.

C’est une habitude, peut-être fâcheuse, de la physique moderne, de donner des noms à toutes les influences que nous ne savons pas expliquer ; non-seulement on n’atteint pas ainsi le but, qui est de emmaitre, mais on le recule peut-être en s’illusionnant sur la portée de nos connaissances. Le fer doux cède aux impulsions magnétiques , il est capable de les transmettre par commnnication, mais il ne peut posséder par lui-même la faculté d’étre aimanté, c’est-à-dire d’être rendu capable d’attirer par sa seule influence d'autres particules de fer doux ; cette faculté appartient au contraire à l’acier trempé suivant un certain degré ; elle appartient aussi à un des oxydes de fer que l’on nomme l’aimant naturel et enfin au fer mêlé d’une certaine proportion d'arsenic , de soufre ou de phosphore, ce qui . le place alors dans des conditions à peu près semblables à celles

DKS LOIS DK la l‘HY8IQl E.

de 1 acier. Or dans l'embarras d'expliquer ce contraste par des moyens naturels, on a imaginé qu'il existe une forcé coerdlfve qui retient l'influence magnétique entre les molécules de l'a- cier ou de l'aimant naturel; et de même que dans les prineipea de l'ancienne école la nature n’avait horreur du vide que jusqu à vingt-huit pieds, de même ici le magnétisme obéit à une certaine force eocrciüve, mais U ne la veut que d’un certain degré : car l'acicr d trempe dure reflise l’aimantation. Je le demande, esl-ce là une solution théorique? Est-ce autre chose qu’un pur abus des mots? Si l’on vent réeUement expliquer, il faut chercher des moyens plus efficaces.

Je remarque que ce qui caractérise le point précis où l’ader trempé est susceptible d’aimantation permanente, c’est qu’à ce point précis il possède la propriété d’être élastique : cette propriété, quelles qu’en soient les caûses, le fer doux ne la po8sè*dc en aucune manière, parce qu’il est mou ; l’acier trop fortement trempé ne la possède plus, parce qu’il est dur. J’ai dit, quelles qu'en soient les causes, parce qu’à parler ouvertement je ne connais pas bien les causes de l’élasticité ni les effets de la trempe, ou du moins je ne saurais affirmer que je les connais exactement. J’ai lieu de penser que l’élasticité tient à une disposition des groupements moléculaires telle, que le corps, après avoir reçu une inflexion dans quelqu’une de scs parties , puisse revenir à sa forme naturelle par ce ressort de l’éther renfermé dans les gronpements, dont nous avons indiqué le principe à 1 article de la chaleur. Pour que ce mouvement de ressort ait un effet général, il faut sans doute une certaine solidarité entre les groupes de molécules, solidarité que peut-être la trempe modérée tend à développer par une cer- Uine uniformité dans le refroidissement; peut-être encore une trempe trop dure, eu refroidissant trop vite la surface, y détermine dans les groupements moléculaires un resserrement plus considérable, entre les molécules un plus grand enchevêtrement, qui doit tendre à y augmenter comme nous l’avons vu la cohésion, la dureté, mais sans doute d’une manière exagérée et discordante par rapport aux groupements centraux ; ce qui détruisant l’harmonie, l liomogénéité , détruirait aussi par le

ÉLECTBICni: ET MAGlSÉTIüUE.

fait rëlaâticité et rendrait le corps cassant. Tout cela pour nous est assez vraisemblable, mais ne porte encore réellement à nos yeux que le caractère de conjecture, et nous ne le donnons que sons la même réserve. Le fait toutefois que noos avons signalé n’en snbsiste pas moins, savoir, que la trempe qonvenable à l'acier magnétique est une trempe d’éloifictM. Nous sommes donc fondé à croire que dans cette qualité de l’élasticité réside la cause de l’aimantation permanente, et voici la suite des vues que doit amener pour nous cette idée particulière.

D'après ce principe en effet il en serait, selon noos, de la différence entre l’aimantation du fer doux et de l’acier trempé comme de celle qui existe entre les corps conducteurs de l’électricité d'une part, et de l’autre les corps non-conducteurs mais électrisabics. L’aimantation éphémère du fer doux ne serait donc qu’un mouvement de l’éther déterminé par une influence magnétique étrangère et répercuté à la surface de ce mitai, la nature allongée de ses molécules lui permettant de renvoyer parallèles les vibrations parallèles qui l’ont frappé. L’aimantation de l’acier trempé aurait un autre caractère : elle aérait propre et intime aux molécules elles-mêmes, qui par une. influence sufCsanuuent prolongée et puissante auraient été , mtses en vibration conjointement avec l’étfaer enfermé dans leurs groupements, et y seraient continuellement maintenues, en vertu de l’élasticité moléculaire dn métal, soit par l’action du globe, soit aussi par l’action répercussive de l’armure que l’on adapte aux aimants artificiels. Il en serait de même des aimanta naturels : ainsi que de savants physiciens l’ont déjà mis en avant, ils peuvent devoir à leur position dans le sein de la Terre, par rapport à l’axe magnétique du globe, la cause immédiate de leur aimantation : mais la condition nécessaire sdon nous pour la permanence de cette propriété, c'est l’élasticité moléculaire que leur donne la combinaison d'une certaine proportion d’oxygène avec le fer.

Il faut bien observer que nous n'avons pas entendu définir la nature et l’essence réelle de cette élasticité moléculaire : il seéait (vossible, et il est même ponr nous assez probable, qu’à

398 DES I.OIS DE LA EHYSIQLK

l'égard da magnétisme elle réside presque uniquement dans les mouvements de ces petites quantités de matière étrangère, telles que charbon, oxygène , soufre, phosphore, arsénié, mêlées toujours au fer dans les aimants artificiels on naturels. Ainsi que nous le concevrons après avoir traité de la combinaison des atomes, les gronpemrats chimiques ne sont jamais dépourvus de toute mobilité entre leurs parties , lesquelles sont simplement juxtaposées et sont susceptibles de glisser jusqu’à un certain degré l’une contre l’autre : l’nnion du charbon par exemple ou de l’oxygène avec le fer peut donc être telle, que les molécules de ces deux premiers genres de corps obéissent^ aux petites impulsions magnétiques d’une manière indépea-^ dante et déterminent seules , par leur action sur l’ëâier dot groupements intérieurs, l’état de vibration permanente qiu nous avons indiqué : la molécule de fer ne servant toujours ici qn’à donner aux impulsions la propriété directrice et linéaire ' qui caractérise le magnétisme.

Quoi qu’il eu soit du reste des causes propres de cette élasticité moléculaire que nous avons reconnue en fait par la qualité de la trenpqie convenable à l’aimantation de l’acier, il est essentiel de remarquer combien ce ressort moléculaire, cette force intérieure sans cesse renaissante, dont nous avons vu les effets ^ et le mode d’action à l’égard de la dilatation calorifique, peut ajouter d’énergie aux influences magnétiques ; c’est par elle que l’acier aimanté peut, en animant incessamment l’éther d’ane action vibratoire analogue à celle de l’électricité, acquérir une force propre d’attraction et de répulsion, dont nous eHpUqaerons les particularités ultérieurement, et qui ajoutant à l’actioa directrice du globe son effet propre, permet an barreau aimanté mobile d’être pour nous l'indicateur de cette importante influence. Tous ces effets vont être éclaircis du reste dans les deux articles suivants.

ÉLBCnUClI'K Kl MAC.NmSMK.