LIVRE

est sur !e cercle, l’équilibre est indifférent; s’il est sur la droite, l’équilibre est stable, depuis l’infini jusqu’à l’entrée du cercle en s, instable sur toute là longueur du rayon s M, stable sur le rayon M s', et instable enfin depuis S jusqu’à l’infini.

Deuxième cas. L’axe de rotation est entre l’un des pôles et le milieu de l’aiguille.

Alors , ^

Quand l’axe de rotation est placé entre le milieu deTaignille et l’tt/t d<f ses pôles, le pôle boréal, par exemple, il y a encore deux courbes fiini tes, qui sont l’une et l’antre symétriques, par rapport à l’aiguille. La première est indéfinie dans le sens des/ et très-resserrée dans le sens des;?; éeconde est fermée dans tous les sens , èt La distance entre l'axe et le pôle boréal est l’on de ses diamètres. Il y a ici une remarque curieuse ; c’est qu'autoup du pôle boréal il se trouve un petit espace où toutes les actions semblent contraires.

Après avoir tracé les courbes, il est facile de discuter, comme dans le cas précédent, les positions de stabilité on d’instabilité, et de déterminer les intensités des forces pour tontes les positions.

Troisième cas. L’axe de rotation est au pôle boréal de l’aiguille.

Alors , X ~ I.

Dans ce cas, les deux courbes piécédentes se réduisent , l’une à l'axe des y, et l’autre à un point unique, qui est le pôle boréal ou le point fixe luimême, /î". iSy. Il faut donc, pour que l'équilibre ait lieu, que le courant soit placé quelque part sur la ligne Y Y’ on au point B. On pouvait le prévoir d’avance, car la force du pôle boréal étant toujours détraite, et celle du pôle austral restant seule* pour imprimer du mouvement à l’aiguille, il faut bien qu’elle soit dirigée suivant sa longueur pour la laisser en repos , et par conséquent que le courant soit placé sur la perpendiculaire , menée par le pôle austral.

Si on le place ailleurs, l’aiguille est obligée de chercher une position d’équilibre, en tournant autour de son axe. Pour savoir où elle doit s’arrêter, on trace le cercle qu’elle décrirait par une révolution complète, et, par le courant , on mène les tangentes à ce cercle; les deux points de tangence sont les points où doit être le pôle austral pour l’éqnilibre; au point qui est à gauche l’équilihre est stable, et il est instable an point qui est à droite. Les phénomènes se passent autrement quand le courant est dans l'intérieur du cercle i il attire ou repousse l’aiguille, suivant sa situation; dans le premier cas, elle arrive au contact par le plus court chemin, et s’y arrête; dans le second cas, elle tourne pour s’éloigner; mais ne trouvant sur toute la circonférence un seni point de repos , elle la décrit tout entière, et se retrouve

DE L’iLECTRO'MAGNlÉTISME. •— CHAP. I. a55

ainti en contact avec le conrant par le càté opposé , et «e presse contre Ini parce qa’il y a attraction.

La matière du Gl que suit le courant est donc la seule cause qui puisse, dans'ce cas, .arrêter l’aiguille et l’empêcher de tourner indéGniment; ainsi, un courant immatériel, comme celui qui traverse le vide, imprimerait à l’aiguille suspendue de cette manière nn mouvement de rotation perpétuel : Il y a même nu point unique où |e courant ordinaire produirait le même effet; c’est au pôle boréal , par lequel passe l’axe de rotation.

Quatrième cas. L’axe de rotation est an delà du pôle boréal.

Alors , X ^ i.

L'équation représente encore deux courbes comme dans le deuxième cas , l’une indéfinie et l’antre fermée : il y a seulement cette différence que les courbes sont renversés ; la première s’est tournée du côté des x négatives , et la seconde a passé an delà du pôle boréal, de telle sorte que la distance entre ce pôle et l’axe de rotation forme son grand diamètre.

Cinquième cas. L’axe de rotation est placé à une distance infinie.

Alors, X = 00.

L’équation est celled’nne hyperbole éqnilatère, dontl’axe est l’aiguille elle* même; ainsi , quand on place le conrant sur un point de l’hyperbole , soit sur une courbe soit sur l’antre , il n’exerce aucune action pour faire tourner l’aiguille.

Si on le place dans l’intérieur de la courbe , il y a rotation, et pour savoir dans quel sens elle se fait, il suffit de prendre la difTérence des forces qui agissent perpendicnla^irement à l’aiguille, aux deux pôles A et B.

4 12. Multiplicateur de Schweiger, — Peu de temps après la decouverte de M. OErsted , M. Schweiger imagina le galvanomètre , que l’on appelle aussi multiplicateur , parce qu’il multiplie en effet la force électro-magnétique , et qu’il est d’une sensibilité merveilleuse pour découvrir les moindres traces de l’électricité en mouvement. Le multiplicateur repose sur ce principe, qu’un courant circulaire ou polygonal , ou ayant en général une forme rentrante quelconque, agit par toutes ses parties pour diriger, dans le même sens, une aiguille aimantée qu’il enveloppe de toutes parts. Par exemple , toutes les parties du courant qui parcourt les côtés du carré pqron {Fig. 14®) agis-' sent de la même manière sur une aiguille qui serait mobile autour du centre c de la figure , et qui pourrait se tourner

perpendiculairement à son plan. Le côté p «7 tend à tourner le pôle austral en avant de la figure , et le pôle boréal derrière; il en est de même du côté qr, du côté no et du côté on: ainsi , l’aiguille devra se tourner avec beaucoup d’énergie perpendiculairement au plan du courant , le pôle austral en avant. Un deuxième circuit de même intensité , allant dans le même sens , produit sur elle un effet égal ; il en serait de même d’un troisième , d’un quatrième... d’un centième : donc un fil conducteur enroulé sur lui-même et formant cent tours , doit , quand il est traversé par le même courant , produire un effet cent fois plus grand qu’un fil d’un seul tour : seulement, il faut que les fluides parcourent toutes les circonvolutions du fil sans passer latéralement d’un contour à l’autre ; c’est une condition facile à remplir. On prend pour cela un fil d’argent ou de cuiVre rouge de quinze ou vingt aunes de longueur , de quelque fraction de millimètres d’épaisseur , et revêtu d’un fil de soie dont les tours sont tellement serrés que l’on n’aperçoit plus le métal; on l’enroule sur un petit cadre en bois, mnop[Fig. i38), . à peu près comme du fil sur une bobine; seulement , on laisse libre un ou deux pieds de longueur à chaque extrémité; c’est ce qu’on les deux fiis du multiplicateur-,

le courant doit entrer par l’un et sortir par l’autre ; ces deux fils sont représentés dans la figure par /g- et ig' ; l’aiguille aimantée a b , 'qui doit servir d’index , est suspendue à un fil de cocon s, et tout l’appareil est recouvert d’une cloche H h' qui le garantit des agitations de l’air. Lorsqu’on veut faire une expérience on tourne le cadre dans la direction du méridien magnétique : l’aiguille est alors dans le plan du cadre , et l’effet du courant la dévie de cette position d un angle plus ou moins grand, suivant qu’il est plus ou moins énergique ; dans cette position la -force électromagnétique est combattue par la force magnétique de la terre, qui agit incessamment sur l’aiguille , pour la ramener dans le méridien magnétique.

DE l’^LECTRO-MAGNÉTISME. « — CHAP, I. 167

Pour donner au mulliplicaleur toute la sensibilité dont if est susceptible , il faut trouver le moyen d’augmenter la force électro- magnétique , et de diminuer la force directrice de la terre, sans toutefois la détruire; car si l’aiguille était soumise à la seule action du courant , les forces les plus faibles , comme les plus énergiques , l’ameneraient toujours dans la même position , et l’on n’aurait plus aucun moyen de faire la comparaison des intensités.

La force directrice de la terre peut être diminuée en diminuant l’énergie de l’aiguille aimantée; mais alors la force électro - magnétique serait elle -même diminuée dans le même rapport , puisqu’elle résulte de l’action mutuelle du couranUct de l’aiguille. Au contraire , si l’on suspend les deux aiguilles à pôles opposés «ô et ah\ l’une dans l’intérieur du cadre et l’autre en ddhors , soit au dessus , soit au dessous, la force directrice de la terre sera diminuée à volonté , ou même exactement neutralisée , et en même temps la force électro-magnétique sera augmentée , car le courant agit sur ces deux aiguilles pour les tourner dans le même sens. Deux aiguilles dans le cadre , et deux au dehors, donneront encore un effet plus sensible, puisqu’on pourra , par leur moyen , d’une part , réduire ou compenser exactement la force directrice de la terre, et, de l’autre , faire agir le courant toujours dans le même sens sur une quantité de magnétisme libre beaucoup plus grande. C’est celte dernière disposition qui est représentée dans la figure 1 38, dessinée d’après l’appareil excessivement sensible de M. Lebailllf.

Les quatre aiguilles sont plantées perpendiculairement dans un petit brin de paille , qui est lui-même attaché au fil de cocon ; puisqu’elles se meuvent ensemble , il suffit d’un seul cercle divisé pour observer leur déviation commune ; ce cercle doit être adapté près de l’aiguille supérieure.

La même figure représente encore un autre perfectlon-

iiement très -utile: au lieu d’un fil ayant, par exemple, 3oo pieds de longueur , on emploie cinq fils parallèles , ayant chacun 6o pieds; à chaque extrémité ces fils sont dépouillés de la soie qui les couvre , réunis en un petit faisceau et pressés l’un contre l’autre dans un assez grande longueur. De cette manière , le couran^ qui se présente pour traverser le multiplicateur se divise en cinq parties , et coule pour ainsi dire par cinq canaux; il semble, au premier coup d’œil, qu’eu supprimant l'un de ces fils, la portion du fluide qui le traversait va se reporter sur les quatre fils restans , et qu’on obtiendrà le même effet , mais il n’en est pas ainsi : une source électrique étant donnée , un fil de métal ne peut l’épuiser, la quantité de fluide qui le traverse est sensiblement proportionnelle h sa section , et deux fils pareils laissent passer sensiblement deux'fois autant de fluide qu’un seul; par conséquent , si l’on supprimait l’un des cinq fils du multiplicateur , on perdrait h peu près la cinquième partie de l’effet. D’une autre part , la conductibilité est, comme nous le verrons plus loin, à peu près en raison inverse de la longueur des fils; ainsi , en augmentant le nombre des tours du même fil , on se donne à la vérité un plus grand nombre de forces qui agissent sur l’aiguille , mais chacune d’elles devient plus petite , tellement que, si la conductibilité était rigoureusement en raison inverse de la longueur, le multiplicateur ne multiplierait pas , puisque, deux tours d’un même fil exigeant une longueur double, la force réelle du courant serait réduite h moitié ^ et l’on aurait 2 forces égales à-^, au lieu d’une force égale h I ; on n’y gagnerait rien.

Le multiplicateur est un instrument sûr et commode pour constater le développement de l’électricité par le contact des corps , et même pour déterminer l’espèce d’électricité qui appartient à chacun d’eux.

Par exemple, pour voir l’électricité qui se développe au contact du zinc et du cuivre, on adapte un petit disque de

DE L’ÉLKCTRO-MAGNIiTISME. - CHAP. I.

zinc h l’un des fils, et à l’autre un disque de cuivre pareil ; sur l’un de ces disques on met une rondelle de papier mince, mouillée d’eau pure , et ensuite on les approche en les pressant l’un et l’autre contre la rondelle; à l’instant l’aiguille du mulliplicaleiir est vivement agitée, elle pourrait même décrire plusieurs circonférences avant de s’arrêter , tant est énergique l’action qu’elle éprouve. Ce n’est pas au contact des disques que se développe l’électricité , j)uisqu’ils sont séparés par la rondelle mouillée , mais c’est au contact du zinc avec le fil de cuivre. Pour reconnaître que le zinc prend la vitrée, et le cuivre la résineuse, il suflit de remarquer que le courant qui traverse le multiplicateur entre» en effet par l’extrémité du fil à laquelle est adapté le disque de cuivre.

En substituant au disque de zinc un disque d’un autre métal quelconque , on reconnaîtra de la même manière l’espèce d’électricité qu’il développe par son contact avec le fil de cuivre.

■ Pour déterminer les électricités qui se développent au contact de deux autres substances quelconques, par exemple, du zinc et de l’argeul, il faut prendre une précaution de plus : il faut alors mettre du zinc à l’une et à l’autre extrémité du fil, placer la rondelle mouillée sur l’un de ces zincs, la lame d’argent sur la rondelle mouillée, et enfin l’autre zinc sur la lame d’argent; puis observer le sens de la déviation de l’aiguille, pour distinguer le métal qui est positif et celui qui est négatif. Le tableau suivant contient l’ojdre des tendances électriques que j’ai observées, par cette méthode, dans différens corps; chacun est électro-positif avec tous les suivans, et éleclro- négatif avec tous les précédens. •

Zinc ,

Mercure ,

iZinc , Étain , Mercure ,

a6o LIVRE CINQUIÈME.

Zinc,

Bronze ,

1 Plomb 1 ,

Sulfure d’antimoine.

Mercure 4 ,

Métal de cloches ,

Alliage de d’Arcet ,

Arsenic ,

Soudure ,

Antimoine 1 ,

Plomb ,

Cuivre 2 ,

[ Étain 1 ,

1 Mercure 10 ,

Bismuth I ,

aS 1

Étain 1 ,

Antimoine,

Mercure ,

Étain 20 ,

Sulfure de bismuth.

lO

Étain ,

Phosphure de cuivre ,

Caractères d’imprim.

Antimoine ,

Fer,

Plombagine ,

Acier J

Sulfure de cuivre ,

1 Antimoine 1 ,

Sulfure de plomb ,

Fer 2 ,

Phosphure de fer.

Bismuth 1 ,

Argent ,

1 Mercure 4 .

Or,

Antimoine pur.

Tellure,

Bismuth,

Palladium ,

Laiton ,

Platine.*

Cuivre

Il arrive souvent que la tension électrique, produite par l’action chimique d’un conducteur humide sur un métal , est plus forte que celle qui est produite par le contact de ce métal avec un autre. Aussi l’acide sulfurique étendu et l’acide nitrique donnent plus de tension lorsqu’ils agissent sur le zinc , que ce métal nW donne quand il touche le plomb , l’argent et plusieurs autres conducteurs. L’acide nitrique avec l’élain en donne plus aussi que l’étain avec le plomb ; les alcalis en donnent plus avec l’antimoine , que l’antimoine avec un grand nombre d’autres corps , etc.

Il résulte de là que l’ordre précédent semble changer avec la nature du conducteur humide que l’on emploie;

DE l’ÉLECTRO-MAGNÉTISME. — CHAP. I. ^6l

car pour tej conducteur , c’est l’électricité développée au contact des métaux qui l’emporte , et qui détermine le sens du courant; pour tel autre conducteur, au contraire, c’est l’électricité dégagée par son action sur un des métaux, qui devient prédominante et qui change la direction primitive. Ainsi, l’étain semble passer avant le plomb, quand le conducteur humide est l’acide sufurique , ou l’acide hydrochlorique , ou la potasse. L’antimoine vient se placer avant l’acier quand le conducteur humide est un alcali ; et plusieurs autres corps de la série éprouvent des déplacemens plus ou moins considérables , suivant la nature du conducteur que l’on emploie ; mais en déterminant, autant qu’il est possible , dans des expériences aussi délicates , les rapports de tension qui existent entre les électricités produites par les actions chimiques et celles qui sont produites par les actions électro-motrices ordinaires, on arrive à reconnaître, d’une manière assez sûre , que l’électricité développée au contact des métaux , est celle qui l’emporte , et qui agit sur l’aiguille. Ainsi, le tableau précédent ne présente pas de grandes erreurs dans la série qu’il renferme.

Au reste , une très-petite dilFérencc dans la composition d’un corps peut produire un eflet sensible sur la place qu’il occupe : par exemple , l’antimoine pur ne dillère de l’antimoine du commerce que par une très-petite quantité de soufre , et l’on voit cependant que ces deux corps sont à une distance assez grande.

Nous verrons plus tard que le multiplicateur est un Instrument précieux pour reconnaître les électricités qui se développent dans la plupart des combinaisons chimiques.

4io. De V aimantation par’le courant de la pile et par les décharges électriques. — Puisqu’une aiguille aimantée se tourne perpendiculairement à la direction du courant, il est naturel de supposer qu’une aiguille de fer ou d’acier prendra d’autant plus de magnétisme qu’elle sera plus rap**

prochée de cette position. En effet , un couraiit n’aimante que très-faiblement les aiguilles qui lui sont parallèles , tandis qu’il aimante avec beaucoup de force, et souvent même à saturation, les aiguilles de substances magnétiques qui sont tournées en croix avec lui , comme elles se tourneraient si elles étaient préalablement aimantées. D’après ce principe, il est évident que pour développer, avec un courant donné, des quantités de magnétisme do plus en plus grandes , il faut le faire agir non-seulement sur le milieu de l’aiguille , mais encore sur toutes les sections transversales , et à des distances de plus en plus petites. Pour remplir ces conditions, l’on enroule un fil de métal en hélice, sur un tube de verre {Fig. iSq) , on place l’aiguille dans ce tube, et l’on fait passer le courant de l’une à l’autre extrémité du fil de l’hélice ; un seul instant suffit pour qu’il développe tout le magnétisme qu’il est capable de développer dans ces circonstances; car, après un contact qui n’a que la durée de l’étincelle , l’aiguille disposée dans le tube perpendiculairement au plan du méridien magnétique , se trouve aimantée aussi fortement qu’après un contact de plusieurs minutes. La rapidité ou plutôt l’instantanéité avec laquelle le courant peut vaincre la résistance de la force coercitive est un phénomène très-remarquable.

On distingue deux espèces d’hélices : l’hélice dextrorshtn {Fig. iSq), dans laquelle lefd s’enroule vers la droite', et l’hélice sinistrorsiim {Fig. i4o) , dans laquelle il s’enroule vers la gauche; en supposant, toutefois , qu’on les tienne de la même manière; mais pour en donner une idée plus juste , il suffit de dire que le tire-bouchon ordinaire et toutes les vis sont des hélices d’extrorshm.

Dans l’hélice dextrorsiiin , le pôle boréal de l’aiguille est toujours à l’extrémité par laquelle entre le courant , ou bien à l’extrémité positive du fil; et dans l’hélice sinisti'orshm c’est, au contraire , le pôle austral de l’aiguille qui se trouve b l’extrémité positive.

de l’ÉLECTRO'MAGNÉTISME. : — CIIAP. I. 263

Lorsqu’on fait, sur le même tube , plusieurs hélices contraires , h. la suite l’une de l’autre (Fig. i4o) , l’aiguille offre alors , dans son magnétisme , ii/i point coinèqucnt à la jonction des deux hélices; ainsi chacune d’elles agit encore comme si elle était seule.

Avec une hélice deux fois renversée (Fig. 141)5 rait deux points conséquens , et ainsi de suite. Si l’on faisait de la sorte une hélice à pas très-petits , et composée alternativement d’un tour deoJt/’o/'iùw et d’un tour sinistrorsiini , on produirait sur l’aiguille aimantée une distribution de magnétisme très-singulière; ou plutôt l’effet définitif serait Ici , qu’elle semblerait avoir conservé son état naturel.

L’électricité de la machine électrique , en passant par le fil d’un multiplicateur pour sc rendre dans le sol , ou pour se recomposer avec celle des coussins , ne produit que de faibles déviations sur l’aiguille. A vec un multiplicateur de cinq cents tours , M» Colladon a obtenu une déviation de 1 8", au moyen d’une machine assez forte; l’un des fils de l’appareil communiquait aux coussins, et l’autre, aiguisé en pointe, était maintenu à un décimètre de distance des con,ducteiirs (Ann. de Chimie, t. xxxiii , pag. 62) ; en portant la pointe h deux décimètres, à4,à8età 10, la déviation devenait moindre, et se trouvait sensiblement en raison inverse de la distance. Dans une autre expérience , l’un des fils touchant aux conducteurs positifs d’une machine * de Nairjie , et l’autre aux conducteurs négatifs , la déviation fut de 55“ , pour trois tours de manivelle par seconde; elle paraissait sensiblement proportionnelle à la vitesse de rotation.

M. Colladon a encore observé des effets analogues , en déchargeant, lentement des batteries plus ou moins fortes au travers du multiplicateur; la rapidité do la décharge dépend ici , comme dans la machine , de la distance à laquelle on approche la pointe qui termine l’un des fils de l’apparcih Dans toutes ces expériences le courant allait ,

comme dans la pile , de l’électricité positive à la négative ; on pouvait juger de sa direction par le sens de la déviation de l’aiguille.

L’aimantation par l’électricité ordinaire donne naissance à plusieurs phénomènes curieux que nous allons examiner,

1°. Le courant direct que l’on obtient en faisant communiquer les conducteurs avec les coussins , ne produit que de très-faibles elfets , lorsqu’il passe simplement par un fil droit. Les aiguilles, même très-fines, que l’on expose transversalement à une petite distance de ce fil , ne s’aimantent pas quand le courant est continu , mais elles commencent à prendre’ des quantités sensibles de magnétisme , lorsqu’on fait passer le courant par petites étincelles ; leur magnétisme augmente , quand les étincelles deviennent plus fortes et partent de plus loin; enfin l’action du courant de la machine , comme celle du courant de la pile , s’augmente au moyen des hélices; alors, de vives étincelles produisent beaucoup d’effet sur les aiguilles qui sont dans le tube de l’hélice , et même M. Ridolfi est parvenu , par ce moyen , à développer du magnétisme avec un courant continu.

2°. Les décharges des bouteilles de Leyde , et des batteries , ont une puissance magnétique considérable , soit qu’elles traversent des fils droits, soit qu’elles traversent des hélices , à pas plus ou moins serrés ( Fig. i3q , i4o ef i4i). D’abord on avait obtenu, par l’un et l’autre moyen, des résultats identiques à ceux que produit la pile : on avait trouvé que pf^s des fils droits , les aiguilles transversales s’aimantent, le pôle austral à gauche; et que dans les tubes des hélices elles s’aimantent , le pôle austral à l’extrémité négative pour les hélices dextrorsàm , et à l’extrémité positive pour les hélices sinislrorsüm. C’est en effet ce qui arrive assez souvent; mais M. Savary a découvert plusieurs phénomènes remarquables , qui semblent établir

DE l’électro-magnétisme. -- CIIAP. I. 265

une différence fondamentale entre le courant continu de la pile et les chocs électriques des batteriès {Ann. de Ch! mie, t. xxxiv).

Quand le choc est transmis par un fil droit , des'^aiguilles égales , parallèles , placées transversalement du même côté du fil et à des distances différentes , ne sont point aimantées dans le même sens. Les unes sont aimantées positivement, c’est-à-dire que leurs pôles sont disposés comme ceux d’une aiguille aimantée d’avance , qui serait libre de se mouvoirsous l’action d’un courant paisibleet continu passant par le fil, tandis que les autres sont aimantées négativement, c’est-à-dire en sens contraire des premières. Voici, par exemple , le résultat d’une expérience : La décharge passe par un fil de platine de de millimètre de diamètre , dont la longueur tendue en ligne droite est de i mètre- Les aiguilles , trempées raides , ont de millimètre de diamètre, et i5 millimètres de longueur; elles sont au nombre de 27, placées du même côté du fil, loin de ses extrémités, et perpendiculaires à sa longueur, de manière que les verticales de leurs centres tombent sur sa direction ; -en même temps elles sont dans des plans verticaux différens, afin que l’on puisse établir entre elles des distances assez grandes pour de très-petites différences de distance au fil.

Numéros

Distance

Duree de

Sens de

des aiguilles.

au fil.

60 oscillations.

VaimantatioD

sans aimantation.

• 4 iOj5 • • 4 »

Numéros

Distance

. Duree (îe

Sens de

des aiguilles.

au Gl.

60 oscillaliüus.

raimantatioa.

. presque nulle.

. 44to . . .

La décharge était faible ;

les aiguilles

aimantées h satu-

ration par de forts barreaux, faisaient 6o oscillations en 25"; ainsi la vingt-quatrième qui a reçu la plus forte charge m^ gnétique , était loin encore de son maximum.

M. Savary a reconnu que ces alternatives, et les distances auxquelles elles se manifestent, dépendent, pour ainsi dire, de tous les élémens qui concourent au phénomène ; savoir , de l’intensité de la décharge , de la longueur du fil tendu en ligne (^rôite , de son diamètre , de l’épaisseur des aiguilles, et de leur force coercitive. En général, les fils trèsfins , et les forces coercitives très-faibles , présentent des alternatives moins nombreuses ; souvent même avec ces conditions l’aimantation est toujours positive , et les périodes ne sont plus marquées que par des différences d’intensité.

Quand le choc est transmis par des /i/s roulés en hélice, sur des tubes de verre ou de bois , il exerce encore des effets analogues sur des aiguilles successivement placées dans

DE l’ÉLECTRO-MAGKÉTISME. — CIIAP. I.

l’axe des tubes. Alors la seule variation d’intensité dans la charge de la batterie peut avoir une grande influence. Par exemple, un fil de laiton de o““,i8 de diamètre, et do de’longiicur , c'^ant été roulé en hélice sur un cylindre de bois sec do 6'"”, 5 de diamètre , et de 90""" de longueur , le pas de l’hélice ayant 3 millimètres , on a fait passer quatorze décharges d’intensités toujours croissantes sur quatorze aiguilles pareilles, de 1 5 millimètres de longueur, et de de millimètre d’épaisseur , placées successivement dans l’axe du cylindre, et les résultats ont été les suivans : les signes -j- et — indiquent, comme précédemment, le sens de l’aimantation; le temps marqué dans la colonne est la durée do 60 oscillations ; la première aiguille est celle qui a reçu le premier choc, la deuxième, celle qui

a reçu le deuxième, etc.

Première. .

Huitième. . . .

Deuxième..

Neuvième. . . .

Troisième..

Dixiéme. . . .

Quatrième.

Onzième. . . .

Cinquième.

Douzième. . . .

Sixième.. .

Treizième. . . .

Septième. .

Quatorzième. . .

En général , pour des fils plus longs , et pour des fils plus minces, le nombre des alternatives diminue ; un fil d’argent de millimètre de diamètre, et de o"’,25 de longueur , formant pareillement une hélice dont le pas est de 3 millimètres , ne donnent plus d’alternatives , depuis les plus faibles charges, jusqu’à celles qui sont capables de le vaporiser ; dans ce dernier cas , les aiguilles sont encore aimantées , et même jusqu’au point de saturation.

Enfin M. Savary a constaté , par de nombreuses expériences , un autre phénomène qui me semble mériter toute l’attention des physiciens. La quantité de magnétisme que prend une aiguille sous l’influence d’une décharge élcctri-

que, et même le sens de son aimantation, dépendent de la nature et des dimensions des corps qui la touchent ou qui l’enveloppent. Dans une hélice pareille aux précédentes , et traversée par une décharge électrique , uné aiguille ne peut plus prendre de magnétisme quand elle est enveloppée d’un cylindre de cuivre assez épais : à mesure que l’épaisseur diminue , le magnétisme devient sensible , et pour une épaisseur assez petite il devient plus considérable qu’il ne serait pour une aiguille nue et isolée dans l’axe de l’hélice. L’étain „ le fer et l’argentplacés autour de l’aiguille, lui donnent des propriétés analogues , c’est-à-dire , qu’en feuilles très-minces , ils la rendent plus apte à recevoir le magnétisme , et qu’en cylindres suffisamment épais , ils lui ôtent tout-à-fait la propriété d’être aimantée par le choc électrique. Des cylindres de limaille métallique ne produisent pas cet effet, tandis que des couches concentriques, alternativement métalliques et non métalliques , le produisent; d’où il semble résulter que les solutions de continuité perpendiculaires à l’axe de l’aiguille , ou h l’axe des Cylindres -, ont une grande influence sur leurs propriétés.

Des plaques plus ou moins épaisses , mises en contact avec une aiguille qui est disposée convenablement près d’un fil droit, pour recovoir l influence d’une décharge, peuvent aussi , suivant leurs dimensions , modifier la quantité de magnétisme que prend cette aiguille , et le sens de son aimantation.

Tous ces phénomènes paraissent dépendre de l’action subite que le choc électrique produit , soit directement sur les molécules qu’il rencontre , soit latéralement sur les molécules qui sont éloignées de son cours.

4i4* De la rotation des aimans par L'influence des cou~ rans. — Le phénomène curieux de la rotation des aimans par l’action des courans a été indiqué par le D' Wollaston et démontré par M. Faraday, à une époque où l’on n’avait encore que des notions très-incomplètes sur les forces électro-

DE l’ÉLECTRO -MAGNÉTISME. - CIIAP. II. 269

magnétiques {On eleclro - niagnetical motions and the lheory of magnelism , septembre 1821). Maintenant toutes les particularités de ces mouvemens peuvent être présentés comme des conséquences du principe général dont nous avons essayé de donner une idée (4* i).

Voici d’abord le détail des expériences : une large éprouvette en verre vv' ( Fig. i58 ) est remplie de. mercure jusqu’à une petite distance de ses bords; un aimant cylindrique A B , lesté avec un contre-poids de platine p , se tient debout dans le mercure , de manière que son pôle a s’élève de quelques millimètres au dessus du niveau ( cet aimant est représenté un peu plus en grand dans U figure i54 ) ; une lige t, que l’on peut' élever ou baisser à volonté au moyen d’une vis de pression , vient plonger dans le mercure par son extrémité inférieure, tandis qu’elle communique par son autre extrémité avec un Conducteur en cuivre c.qui communique lui-même avec l’un des pôles de la pile; enfin le conducteur c' qui tient à l’autre pôle, passe sur le bord de l’éprouvette et plonge dans le mercure trèsprès de son contour extérieur. Dès que la communication est établie, l’aimant tourne dans le même sens d’un mouvement plus ou moins rapide et fait des révolutions successivement autour de la lige t; il a bien quelque tendance à venir la toucher et h tourner alors plus rapidement; mais, avec quelques soins, il est facile de l’ajuster pour qu’il se maintienne à distance. Layïç^. 162 représente une coupe horizontale, ou plutôt une vue de 1 a surface du merc ure * c est la section du courant, a celle de l’aimant , et a , a', a" la circonférence qu’il décrit dans scs révolutions ; les flèches indiquent le sens du mouvement, en supposant que le pôle austral soit en haut et que le courant monte par la tige.

La longueur de l’aimant étant de 7 à 8 pouces , il est évident que le pôle inférieur b n’éprouve qu’une action’insensible , soit de la part du courant vertical qui traverse la tige t, soit de la part du courant à peu près horizontal qui

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glisse sur la surface du mercure. Ainsi la cause du mouvement se trouve dans le pôle a. Les deux courans dont nous venons de parler le sollicitent diversement : celui qui passe par la lige, et que nous supposons ascendant, agit sans cesse pour le pousser à gauche , et détermine ainsi le mouvement de rotation que l’on observe; celui qui passe sur le mercure agit aussi pour favoriser ce mouvement quand le pôle A se trouve dans la demi-circonférence, a" a { Figuie 102) , et pour le diminuer quand il se trouve dans la demi-circonférence opposée; mais ses effets sont très faibles et suflisent h peine pour modifier la vitesse de rotation. Quand on change la. direction du courant, le mouvement s’arrête et recommence bientôt en sens inverse , et quand on change les pôles de l’aimant , on observe aussi sur le pôle boréal des mouvemens contraires h ceux que donne le pôle austral.

Le mercure offre une si grande résistance , qu’il faut un puissant appareil et un aimant très-fort, sous un petit volume, pour produire un mouvement de rotation régulier et un peu rapide. Mais on peut disposer l’expérience d’une autre manière, qui donne toujours une grande vitesse, même avec des piles ordinaires de 10 à 12 couples. Cette disposition est représentée dans la figure 1 09. La petite cavité qui se trouve à 1 extrémité de l’aimant, et par laquelle il peut se visser sur le contre-poids en platine , forme une espèce de petite coupe g ( Fig. i54) , que l’on remplit de mercure ; on abaisse la pointe de la lige t de manière qu’elle plonge dans ce mercure sans toucher à l’aimant, qui conserve ainsi toute sa mobilité; ensuite on établit les communications avec les deux pôles de la pile comme dans l’expérience précédente. Le courant arrive , par exemple , dans la coupe p', monte par la lame de cuivre i' , traverse le conducteur c', passe dans le mercure, monte par l’aimant luimême , de là dans la tige , et s’en va , par le conducteur c, par la lame de cuivre /, so rendre dans la coupe négative p.

DE L’iLECTRO-MAGNÉTISME. — CHAP. II. 2^1

Alors l’aimant tourne sur lui-même comme une toupie, avec une grande vélocité, htx figure i 55 représente une coupe de l’appareil faite sur la surface du mercure, et les flèches indiquent le sens de la rotation en supposant que le courant soit ascendant et que le pôle austral de l’aimant soit en haut. En retournant les pôles ou en changeant la direction du courant on obtient des mouvcmens contraires.

L’explication de ce phénomène repose encore sur les memes principes ; le courant qui monte par l’aimant exerce sur son pôle supérieur des aclfons qui se détruisent; mais les actions réciproques que le pôle exerce sur les diverses parties du courant donnent naissance h autant de forces qui agissent dans Je même- sens pour faire tourner le système. En d’autres termes, les phénomènes se passent comme si le courant , au lieu de traverser la substance de l’aimant , traversait une couche conductrice isolée qui l’enveloppât de toutes parts. En effet , je me suis assuré que , si l’on entoure l’aimant d’une substance non conductrice pour le mettre ensuite dans une sorte d’étui en cuivre mince, et qu’on répète l’expérience précédente , on obtient exactement les mêmes résultats. Or, dans cette nouvelle disposition, le courant étant do toutes parts symétrique autour du pôle de l’aimant, il est .clair que la somme des actions qu’il exerce sur lui se détruisent comme étant opposées deux h deux et appliquées au même point, tandis que la réaction du pôle sur chaque filet vertical du courant donne des forces opposées deux è deux, dont les effets s’ajoutent pour faire tourner dans le même sens , parce que ces forces sont appliquées à la circonférence au lieu d’être appliquées au centre.

On avait supposé d’abord que les portions du courant qui passent sur le mercure étaient la cause de la rotation de l’aimant; mais voici des expériences par lesquelles je me suis assuré que ces courans n’entrent pour rien dans le phé * nomène.

La première consiste à percer la lige t dans toute sa longueur, ensuite on fixe, avec de la cire, un fil de soie au fond de la cavité de l’aimant, on le fait passer par l’ouverture centrale de la tige, et on l’attache à quelque point fixe en lui donnant une longueur convenable ( voyez en F, Fig. i54 ). L’aimant ainsi suspendu , on fait passer autour de lui'un anneau qui ne le touche pas tout- à -fait, mais qui en approche assez près pour qu’une goûte de mercure reste dans l’intervalle, adhérente d’un côté au contour de l’anneau, et de l’autre à la surface de l’aimant. Alors, en faisant communiquer l’anneau à l’un des pôles de la pile , au pôle positif, par exemple, le courant passe dans la goutte de mercure, monte dans l’aimant, arrive h la tige et de là se rend au pôle négatif Celte disposition offre l’avantage de faire passer le courant par telle partie de l’aimant que l’on juge convenable; car on peut faire monter ou descendre l’anneau dans toute sa longueur, et l’on observe ainsi que l’effet niaxinium est produit quand l’anneau est au milieu à égale distance des pôles , qu’il est nul quand l’anneau est tout à-fait en bas, et nul encore un peu avant qu’il soit arrivé tout en haut.

La seconde expérience est représentée danslayîjO'. i5y. A B est un aimant cylindrique enveloppé d’une feuille de papier ou d’une couche de vernis non conducteur; il est enfermé dans un étui en cuivre très-mince cc', qui porte en son milieu une espèce de volant ev', et à ses extrémités des bouchons bh' dans l’axe desquels sont fixés des tourillons en acier tt' ; ces tourillons reposent sur le tranchant de deux lames de métal mm', ajustées pour recevoir en même temps quelques gouttes de mercure, afin de mieux établir les communications. Le bord du volant plonge aussi dans le mercure que contient la coupe c. L’un des pôles de la pile communiquant à la lame m', et l’autre à la coupe c, le courant s’établit; il passe dans le tourillon t', dans la • partie c de l’étui de cuivre , dans le volant , dans la coupe ,