KI.ECTRICITÉ ET MAGNÉTISME
Des attractions et rf'pulsions magnétiques et de la polarité.
Ce que nous avons dit dans les paragro plies pnkîédents pourra faire faeilemeiit concevoir qu'un ïjnrrcau soumis à l’aimantation , soit permanente soit par influence , puisse être représenté par une série d’impulsions moléculaires parallèles,
«dont l’ensemble équivaille à deux forces uniques placées aux extrémités s’il s’agit de faire tourner le barreau autour de son axe central de suspension ; mais si le barreau est fixe au contraire et qu’il s’agisse du mouvement de répercussion éprouvé autour de loi par l’éther , ce sera alors un fait absolument analogue à celui des lames électrisées, dans lesquelles l'intensité électrique se porte aux extrémités, ainsi que nous croyons l’avoir suffisamment expliqué dans le § V' : car les conclusions (le ce paragraphe sont ici applicables quel que soit le sens général de l’impulsion. En effet, d’après la confusion des groupements , les molécules d’un barreau d’acier doivent affecter toutes les directions possibles à l’égard de lâ force d’impulsion ; cela étant, celle-ci se décomposera toujours en deux forces partielles, l’une perpendiculaire à l’axe de la molécnie et détruite par sa résistance , l’autre parallèle et par conséquent susceptible de , glissement : c’est la résultante de toutes ces forces de gli.ssèment sur un même méridien du barreau qui représenté ce que dans l’électricité nous avons nommé la propagation, et l’ensemble de toutes ces forces propagatrices enveloppe évidemment le barreau aimanté comme s’il était électrisé, les pressions normales aux molécules faisant l’effet ordinaire des vibratione^ mais présentant de plus ce parallélisme etditM9lVIBl|^, - *
est propre aux molécules allongées des métaux d’aimantation. ' . -v ■ ,
Ainsi il fant bien se pénétrer de cette différence : le m^nétisme n’est (jn’nne propriété relative aux molécules du fer et de l’acier, c’est' la réaction de l’éther contre ces molécules à forme allongée; l'électricité au contraire est l’action répulsive desmo-
Digitizori ny Couglc
lltK LOIS UK I.A KHYSIQLK.
léoulei d«« rut j)s i^nr l'étlier même mis en vibration. Os deux pbênomènefi sont donc complémentaires l’nn de l'autre, mais réellement distincts ; leurs effets sont en quelque sorte inverses, mais dans une étroite dépendance l'un de l’outre toutes les fois que le fer et l'acier sont soumis aux actions électriques.
•L'action du fer magnétique cjant ainsi absolument semblable à celi^ d'un Conducteur électrisé, nulle difliculté de concevoir quede sens uniforme de la propagation dans toute la longueur <fun barreau déterqiine à ses deux extrémités des pôles de ncn&s contraires , et qu’entre deux barreatax les pôles de nom semblable se rcpous.sent, tandis que ceux'de nom contrairt s'attirent. i ■
Dans le fer doux ces pôles s'établissent par influence , comme dans, les simples corps conducteurs électrisés ; l'acier trempé et aimanté présente un caractère de plus, c'est que par l’aimantation il a été mis déjà dans un état permanent d’éleotricité propre, et que par coaséquent il donne aux forces d’attraction et de répnlsipn tout le surcroît d’énergie de cette électricité particulière. Je ne puis caractériser d'uue manière plus vraie les propriétés spéciales de l’acier à l'égard do sujet qui nous occupe, qu’en disant qn'U réunit en lui trois earaclères, celui de corps conducteur ,, celai de corps élccths^lc et enfln celui de corps à mcdécales allongées : cette triple réunion fait de l’acier une substance à part , occnpanit dans l'ensemble des corps une place très-rèm'irquable, et il a’est pas étonnant qu’avec cet ensemble de propriétés, U ait pu en .quelque sorte concentrer en lui une branche entière des sciences phvsiques. <
I Des courants électriques et de Félectrortnai’netismc.
Pour entrer clairement dans le sujet qui va maintenant nous occuper , il faut se former une idée nette de ce que représente réellement dans la théorie de i’éüier oe que l'on nomme les courants électriques, dont l’action mutuelle a fait particulièrement le sujet des belles rrclierchc.s d'Ampère. ,L'n eoutbiit de cette
r.LtXTTHtClTÊ IC-r- MAGNKriBME.
sorte , matériellement défini , ù'est tutre qo'nn faisceau de propagations électriques se dirigeant parallèlement entre elles^lc long d’un fil conducteur d'épaisseur médiocre , ' et agissant comme ayant leur point général de concours situé à l'infini : mais ce qui nous paraitétre le trait spécial de ce genre d'action, c^est son caractère Knéoire, qui le met tout à faiten rapport qvupceque fious. avons trouvé de caraetéristiqnè aussi dans le phénomène du magnétisme. Ainsi en vertu de cette ctrcpnstance l’actiop mutuelle de deux eonrants voisins > se r^ume, comme nous olloos le voir, en une tendahee aq paraliUmnt, de même que de sou càté un élément magnétique 'montre une teiidauce cupstantc à se placer en travers des impulsons élnetriques parallèles entre elles. Le mëgnétisme et les courants .se répondent donc parfaitement entre ,em et sont très-propres à une mutuelle influence. , - . ^
C'est en effet parce caracière huèaire des courants que nous piiurrons comprendre la loi de Içurs actions mutuelles , différente en apparence de celle que nous avons attribuée à l’électricité ordinaire mais cette différence lient uniquement à ce qu'en vertu de la qualité-linéaire il y a toigours dans les, impulsions mutuelles qui s’exercent enleo'deux courants uUe double action à oontidérer , dont Tune ugit plu» énergiqneüieat que l’autre , -à cause du rapprochement plns graàd des parties, tant que les courants ne sont pas arrivé» an parallélisme: combinaison qui produit toujours une tendance à la rotation, jusqu’à ce que cette condition du parallélisme soit obtenue, {fous allons expliquer ceci plus clairement. , , •
La loi générale que l'expérience a mentéée comme résumant l’influence mutuelle de deux courants voisiné, indique que leur tendance constante est de devenir patûllètes et de thème tene ; de sorte que s’ils font entre eux un angle ils paraissent se ropousser lorsqu’ils se dirigent tous deux vers le sommet ou s’eu éloignent tous deux, et iis paraissent s'attirer an contraiCe lorsque l’un »e dirigeant vers le sonunet l’autre s'en éloigne, di est facile d'en-comproiidre la raisou: dans le premier cm ^ où les courants Vont dans le même sens , ii devrait y avoir réj>ulsion mutuelle' dans -toutes lcnnipartic.<<, tf apri's ce que noUs avons
DES LOIS l>e LÀ PHYSIQUE.
VU au <1 V*; mais si nous considérons deux (lortions limitées des deux conducteurs , en admettant qu’ils ne peuvent que tourner sur eux-mémes, il est clair que la répulsion la plus forte, qui est celle des parties les plus rapprochées , doit l'emjmrter sur celle de l'autre extrémité, et il y aura ainsi rotation jusqu'au parallélisme. Dans le second cas, où les courants sont de sens contraire, leur gène réciproque dans la partie intérieure doit, comme nous l’avons vu, produire une attraction générale; mais celle des parties les plus rapprochées l’emportera et il y aura rotation jusqu’au croiseineut é angle droit, lequel étant dépa.ssc en vertu de la vitesse acquise, le cas redeviendra semblable au précédent , qui doit amener définitivement les deux courants au même genre de parallélisme. <
Rien n'est donc plus facile, dans notre méthode, que d’expliquer les résultats de l’action mutuelle des courants , sous le rapport de la dircetion ; et l'inlluence des courants sur les aimants, ou l'élcctro-magiiétisme, n’étant autre que la précédente en supposant que le barreau produit par sa répercassion moléculaire une série de courants presque perpendiculaires à son axe, cette seconde influence dépendra évidemment des mêmes principes que la précédente.
Quant il l'intensité de toutes ces actions, elle a été expérimentée et calculée par MM. Biol, Savart, Laplace, Ampère, Savary , Demonferrand , par' des méthodes qui paraissent indépendantes de toute hypothèse, et par conséquent nous n'entreprendrons pas de traiter ce sujet. I.e seul but que nous nous soyons proposé ici est la recherche des causes ; il serait non-seulement inutile en ced, mais peut-être présomptueux de chercher à le dépasser.
Ou sait qu’aprùs la belle découverte d'Oeistedt qui constatait l'action d’un courant- électrique sur le barreau aimanté, le grand chimiste et physicien Davy imagina d'aimanter des aiguilles en les plaçant dans une direction perpendiculaire à celle du courant; MM. Arago et Ampère ont ensuite notablement perfectionné le procédé en contournant eu hélice autour du barreau le conducteur électrique, construction qui avait en outre le mérite d'établir de la manière la plus claire et la plus
ÉLEeTRIClTi: ET MAGNÉTISME.
sensible le rapport da magnétisme avec l 'électricité. En variant les expériences sur ce sujet, M. Savary a obtenu de.s résultats fort remarquables dont jusqu'ici l’on n'a point rendu compte théoriquement, et qui nous paraissent avoir une signification très-uette à l’égard de l'origine réellement mécanique de toutes les actions dont nous traitons ici. En interposant des substances diverses entre l'aiguille à aimanter et le courant, M. Savary a vu se produire des variations très-considérables dans l’aimantation ; si l’on entoure l'aiguille d'une enveloppe de cuivre suffisamment épaisse, elle se trouve même tout à fait préservée et se maintient dans l'état naturel. « Tous ces faits, observe judicieusement M. Lamé daîis son savant traité de Physique, établissent Une analogie remarquable entre la transmis.sion de la vertu naagnétique et celle du son et de la lumière, phénomènes qui doivent être certainement attribués à des mouvements vibratoires se propageant dans des fluides. • Mais nous trouvons encore une analogie nouvelle avec les phénomènes lumineux dans une autre partie, non moins intéressante, des expériences de M. Savary, celle où ayant disposé un certain nombre d’aiguilles à des distances diverses du courant aimantateur, il constata jusqu’à cinq alternatives de changement dans le sens de la polarité de ces aiguilles. Or qui ne verra ici quelque chose d’analogue à ce phénomène d’optique nommé les anneaux colorés, où l’épaisseur plus ou moins grande de la couche d’air interposée entre deux surfaces réfléchissantes renverse complètement l’effet des phénomènes lumineux et produit ainsi des alternatives d’ombre et de lumière?
Les alternatives observées dans le sens des courants électriques déterminés par induction, c’est-à-dire pur influence, lorsque les conducteurs influencés sont placés à des distances diverses, ces alternatives dépendent sans doute aussi de propriétés semblables; mais l’induction étant nn phénomène essentiellement lié au mouvement de l'électricité ou à celui du magnétisme, ce sujet, d’ailleurs très-délicat et encore très-obscur, se rattachera plus particulièrement aux détails qui seront donnés dans l’article suivant. , , -
lltlS LUIS DE LA HHYSigiJE.
i)u magnétisme en mquvemrnf et (tes courants formés ■par induction,'
I a découverte faite par H. Arago de l'entrai neraeut exerce sur l'aiguille magnétique par la rotation de plateaux métalliques non ferrugineux a créé un nouvel ordre de phénomènes et en quelque sorte une nouvelle branche de la science, que l’on a nommée le magnétisme en mouvement. M. Faraday , qui avait découvert les phénumciics d'induetion entre les courants, etplus tard M. Xobiliy ont cherché à expliquer les phénomènes du magnétisme en mouvement an moyen de courants électriques déterminés par influence dans la plaque tournante. Mais il est impossible de ne point voir ici une sorte de cercle sans issne : car si le {diénomènc d’induction lui-mème n’a pas d'ex- .plication sati.sfaisante, la difficulté n’est que déplacée ; et cette théorie n’a même pas l'avantage d’une vue nouvelle, le rapport du magnétisme avec l'électricité étant supposé chose connue à priori. D’aillenrg des expériences plus récentes ont démontré ce fuit très-iniportant dans la question, que non-seulement la rotation des métaux mais encore celle de substances réputées non condiictriccs de l'électricité, telles que le verre, la résine, le bois, exerçait un effet d’entrainement réel, quoiqu'à un moindre degré, sur l'aiguille aimantée. Or il serait difüciled’imnginer des courants produits dans le verre ou la résine. .
La théorie de l’éthér me parait offrir au contraire de trèsprécieuscs ressources pour l'explication de- ces curieux phénomènes du magnétisme en mouvement : non-seulement ils y sont naturels et simples, mais un peut dire qu'ils en sont une conséquence nécessaire et directe Si l’on se reporte en -effet à ce que nous avons dit déjà (dans la deuxième section du livre d'Astronomie) sur les effets de la rotation des corps dans l’ëther, et que l’on cherche à se repré.senter l'image, en quelque sorte, du tourbillonnement produit dans l'éther par le mouvement de rotation d'un plateau supposé hnri/.onlal, on verra l'impulsion
ÉLECTBICIÏÉ El MAGMCilSME.
centrifuge s’étaler sur tout le pourtour et la plus grande partie de la face supérieure en une vaste gerbe continue, où le mouvement a lieu suivant une spirale asceusionnellè dont U est impossible de donner la représentation complète par un dessin ;
et l’aspiration que ce mouvement de diffusion détermine se présente comme un faisceau concentré dans la direction de l’axe, qui vient converger verticalement vers le centre du platean et s’y infléchir de toutes parts. Dans cet état de choses il est aisé de réconnaitre qne les trois composantes du mouvement d'impulsion indiquées par les belles expériences de 31. Arago s’expliquent de la manière la plus naturelle : l’une tangente au contour du plateau et conforme au mouvement de rotation, laquelle produit l'entrainement de l’aiguille horizontale, constamment sollicitée à lui demeurer perpendiculaire ; la seconde horizontale aussi, dirigée dans le sens du rayon, et qui près du centre parait d’abord converger vers lui , puis bientôt et jusqu’au bord du platean prend au eontraire une indication centrifuge de plus en plus marquée ; la troisième enfin verticale et toujours répulsive, c’est-à-dire ascensionnelle, à partir d’une certaine distance de l’axe. C’est donc là une explication exclusivement mécanique, des plus simples et des plus complètes, et je doute qu’une fois connue elle laisse place à d’autres recherches, inutilement plus compliquées. Car on ne saurait le nier, dans tous les sujets où notre méthode s’applique, la clarté des effets et la simplicité des moyens est un de ses avantages ineour testables.
Quant au phénomène lui -même d’induction électrique, qui se produit entre deux ûls conducteurs voisins lorsque le courant commence ou cesse, on bien lorsque l’un des conducteurs est approché ou écarté de l’autré, j’avoue que l'explication ne s’en rattache pas encore pour moi à des idées claires et posi-
DES LOIS DE LA PHYSIQUE
tivès : mais le même iüeonvénient se présente dans la théorie ordinaire, où ce phénomène est encore plein d’obscurité. Je suis, porté à penser que s'a liaison apparente avec le magnétisme en mouvement faisait au reste la plus grande partie de son importance , et que ce prestige théorique une fois évanoui , le phénomène reprendra dans la science sa place, qui nous parait être essentiellement secondaire. Peut-être s’approcherait-on de la véritable explication en la cherchant dans la première résistance présentée par l’élasticité de l’air à tout brusque changement survenu dans un mouvement très-rapide de l’éther qui le traverse : U est constant en effet que l'air atmosphérique a un effet de résistance pour les mouvements électriques, puisqu’il maintient l’électricité à la surface des corps. Mais ceci n’est absolument qu’une conjecture, et les conjectures ne sauraient occuper une longue place dans uu système qui doit reposer sur des bases uniquement positives. Terminons donc ici nos recherches de physique générale, pour entrer dans l’examen d'une autre partie non moins importante de la science , l’étude des atomes et des lois de leur combinaison, lois dont l'cusemble et les causes fout l'objet des recherches de la Philosophie chimique. '
DBS LOIS ATOMIQUES.
