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Années. Indinusons.

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Sauf quelques irrégularités, il résulte de ce tableau que l'inclinaison, à Paris, a toujours été en diminuant depuis 1671, et que la diminution a été sensiblement variable d'une année à l'autre. Cependant depuis 1835 elle parait être réguUèrement de 3' par an, ce qui donne, à défaut d'observations directes, 67* 9' pour le !•' janvier 1841, et 66* 39' pour le l*»^ janvier 1851.

La découverte de l'inclinaison remonte à Tannée 1576; elle elle est due à Robert Norman, ingénieur en instruments dans Tun des faubourgs de Londres : jusque-là on avait supposé que l'aiguille devait être horizontale, et, lorsqu'en Europe on voyait son pôle austral s'abaisser, on se contentait d'admettre que le centre de gravité était mal détenniné. Robert Norman, obser-

410 LITRE m. ~ HAGNÉTISME ET ÉLECTRICITÉ.

Tateur plus ingénieux et plus préds qu^on ne Tétait alors, sura le contre-poids qu'il £dlait ajouter, et fut conduit ainsi à l'une des plus importantes découvertes du magnétisme.

186. Boussole des Tsriatloiis diavaes. — L'aiguilUe de déclinaison éprouve tous les join^ quelques mouvements à Test on à Touest du méridien magnétique : tantotcesmouvementssont brusques et accidentels, tantôt ils sont réguliers etpériodiques : dans le premier cas, on les nomme perturbations; dans le second cas, ils se composent de ce qu'on appelle les çariations diurnes. Dans les jours qui ne sont pas marqués par quelques pertmbations, l'on observe à Paris les phénomènes suivants : pendant la nuit, l'aiguille est à peu près stationnaire; au lever du soleil, elle se met en mouvement, et son pôle austral (on son extrémité nord) marche à l'ouest conmie s'il fuyait l'influence de cet astre; vers midi, ou plus généralement de midi à trois heures, il atteint son maximum de déviation occidentale; ensuite, par un mouvement contraire, il revient à l'orient jusqu'à 9, 10 ou 11 heures du soir : alors, soit que l'aiguille ait repris exactement sa position primitive, soit qu'elle s'en trouve seulement très-rapprodiée, elle s^arrête et reste immobile pendant toute la durée de la nuit, pour reconunencer le lendemain une oscillation pareille.

l/amplitude de la variation diurne est l'angle que parcourt l'aiguille depuis la station du matin jusqu'au maximum de déviation occidentale. Cet angle est toujours variable : cependant il résulte des nombreuses observations de Cassini qu'en général il est plus grand pendant l'été, depuis l'équinoxe du printemps à l'équinoxe d'automne; et plus petit pendant l'hiver, depuis l'équinoxe d'automne à l'équinoxe du printemps. La valeur moyenne, pour les mois d'avril, mai, juin, juillet, aoftt et septembre, paraît être de 13' à 15'; et seulement de 8' k t(f pour les mois d'octobre , novembre , décembre , janvier, février et mars. Il y a des jours où cet angle s'élève jusqu'à 25', et d'autres où il ne dépasse pas 6 ou 6'.

On doit encore à Cassini cette remarque importante, qae, dans les caves de l'Observatoire , l'aiguille de déclinaison éprouve aussi des changements journaliers; là, à près de 30 mètres sous terre, à l'abri de toutes les influences de la lumière et de la chaleur du jour, l'amplitude de ses variations est la même qu'à la sur&ce du sol, et c'est aux mêmes henres qu'elle iest

CHAP. n. — BOUSSOLE DE VARIÀTIOII. ili

immobile, qu'elle marche à Foccideiit et qu^elIe revient à l'orient.

Dans les régions les plus septentrionales, comme en Danemark, en Islande et au nc^ de FAménque, les Taiiations diurnes sont en général plus considérables et moins régidières; il paraît aussi que l'aiguille ne conserve pas pendant la nuit l'immobililë qu'on observe à Paris, et que c'est vers le soir seulement qu'elle atteint son maximum de déviation occidentale.

Au contraire, en partant du nord pour aller vers l'équatenr magnétique , les variations dhimes vont sans cesse en diminuant d'amplitude , et sur Téquateur magnétique lui-même elles sont sensiblement nulles. Il paraît cependant, d'après quelques obseiw vations du capitaine Duperrey, que la position du soleil au nord ou au midi de Téquateur terrestre pourrait avoir quelque in* fluence pour £ûre osciller, de part et d'autre de Téquateur magnétique , les points qui sont sans variadons.

Au midi de l'équateur magnétique, les variations diurnes se produisent dans un ordre inverse : l'eiirânité nord de l'aiguille marche vers l'est, aux mêmes heures où, dans l'hémisphère boréal , elle marche à l'ouest ; ce résultat curieux est constaté par des observations qui ont été fsdtes, en 1794, 1795 et 1796, au fort Marlborough de Sumatra, et à Sainte-Hélène, parH. J. Alaodonald; en 1818, 1819 et 1820, à l'île de France, à Timor, à Rawak, à Gnham , à Movi et au port Jackson , par le capitaine Freydnet; et en 1822, 1823 et 1824, dans plusieurs pcnnts qui avoisinent l'équatenr magnétiqne, par le capitaine Duperrej.

L'aiguille d'inclinaison est soumise à des variations diurnes, comme celle de déclinaison , mais elle a moins d'ampUtude dans ses mouvements.

En généralisant ces résultats, on peut présumer qu'une ai* guille aimantée, mobile dans im plan quelconque, éprouverait des oscillations journalières, et qu'une aiguiUe qui serait mobile dans tons les sens, autour de son centre de gravité, décrirait chaque jour un cône dont la base serait une ellipse ou une autre courbe plus ou moins allongée dans les différents lieux de la terre.

Les variations diurnes furent observées pour la première fois par Graham, à la fin de 1722; ensuite dles furent étudiées avec soin, en Suède, par Hiorter et Celsius, vers 1740, et par Wargentin, en 1750; à Londres, par Canton, en 17S6 ; en Da»

412 LIVBE III. — KAGNËTISME ET ÉLECTRICITÉ.

nemark, par LouS| de 1765 à 1772 ; à Rome, par le père Ascleppi, en 1772; en France, par Ca^ni, de 1780 à 1790. Depuis cette époque , les instruments sont devenus plus parfaits , les observations se continuent sur plusieurs points du globe , et les voyageurs , dans leurs courses autour du monde , doivent les compter conune un des objets les plus importants de leurs redierches.

La figure 8 représente 4a boussole de variation. Tous les observateurs ne peuvent pas sans doute se procurer un instrument aussi complet , mais tous peuvent disposer des aiguilles diaprés les principes de sa construction, et arriver ainsi à une assez grande exactitude dans les observations. Il est presque inutile de &ire remarquer que toutes les pièces de métal sont en cuivre rouge très-pur.

zz'^ table de marbre blanc, sur laquelle reposent les colonnes et la boîte de l'instrument.

ss% colonnes pour la suspension.

mm, colonnes pour le premier microscope.

m'm\ colonnes pour le second microscope.

bb\ boite de la boussole.

aa'j aiguille aimantée, passée de champ dans un petit anneau de cuivre /t. A cet instrument est attaché un fil, ou plutôt un assemblage de fils de soie sans torsion , qui porte Taiguille , et qui vient s'enrouler sur le petit treuil t. Ce fil est maintenu au centre du cercle divisé ce y en traversant, là, une petite ouverture triangulaire. Il est enfermé dans une cage de verre qui s'élève enti*e les deux colonnes ss pour que l'air ne puisse ni l'agiter ni pénétrer dans la boîte ; en tournant le treuil t dans un sens ou dans l'autre, on peut élever ou abaisser l'aiguille. Deux lames de verre , mobiles à volonté , ferment les ouvertures de la boîte , qui correspondent aux deux extrémités de l'aiguille ; sur chacune de ces extrémités, est solidement fixée une petite plaque d'ivoire , portant des divisions très-fines dont la valeur angulaire dépend de la distance au centre de suspension ; c'est en général 15 ou 20'.

Après avoir disposé l'appareil à peu près dans le plan du mé^ ridien magnétique et l'avoir nivelé soigneusement, on s*assure que le fil de soie est sans torsion, et, par quelques tâtonnements, <m arrive à diriger les microscopes r et r" sur la ligne de foi de

GHAP. n. -— BOUSSOLE DE VARIATION. 418

Taiguille , dont on voit la trace sur les deux plaques d^voire. Alors il est facile d'observer les déplacements qu'elle éprouve, soit en comptant les divisions qui ont passé sous le fil, soit en suivant ses mouvements, au moyen des vis de rappel qui font marcher les microscopes. De petites loupes p etp\ mobiles sut les tiges i et i', servent à lire la position ou la course de chaque microscope sur la traverse qui le porte et qui règle son mouvement latéral.

On ne doit s'approcher de cet appareil qu'avec de grandes précautions , et sans avoir autour de soi aucune pièce de métal.

187. PerturlbatloBs de l*al|pillle «imaatée. — Plusieurs cau« ses naturelles agissent sur Taiguille aimantée, ou pour la déran<ger brusquement de sa position , ou pour troubler au moins la régularité de ses variations diurnes. Entre toutes ces causes, l'aurore boréale parait la plus efficace et la plus infaillible : quand ce météore se lève pour les régions du nord , le ciel est resplendissant de lumière, et, pendant toute sa durée, qui est quelquefois de dix à douze heures, l'aiguille aimantée éprouve une agitation continuelle et une déviation considérable. Le som* met de l'arc étincelant de l'aurore boréale est en général dans le. méridien magnétique , et sa couronne ^ c'est-à-dire le foyer vers lequel s'élancent les gerbes de feu qui semblent partir de Thorizon ou de l'arc lui-même, se trouve toujours à peu près dans le prolongement de l'aiguiUe d'inclinaison. Ce n'est pas seulement dans les lieux où l'aurore boréale est visible que la boussole est agitée ; elle l'est aussi à de grandes distances , à Paris, par exemple, alors même qu'on n'aperçoit dans le ciel aucune trace de lumière. Mais , en général , l'agitation est d'autant plus grande, que le phénomène est plus voisin et se montre avec plus d'intensité. Ainsi, la boussole de l'Observatoire éprouve souvent, dans le jour ou dans la nuit, une déviation subite qui s'élève parfois à plus de 1^ sans qu'on en puisse dé- (X)uvrir la cause apparente; et l'on apprend ensuite qu'aux mêmes instants les boussoles de Londres et de Pétersbourg ont éprouvé des mouvements analogues, et que dans les contrées du Nord on a observé quelque brillante aurore boréale. Un observateur, dans son cabinet, est donc averti par la boussole de ce qui se passe dans les régions polaires, comme il est averti par le

414 LIVIK m. — MAGNÉTISME ET ÉCSCTUCITÉ.

baromètre de ce c{ui se paase dans les plus hautes régkmm de l'atmosphàre.

Les tremblements de terre et les éniptioiis de Tolcans parussent agir aussi sur Faiguille aimantée , et quelquefiois ces phéniH miènes la dérangent d'une manière permanente, D. Bemoaillia ▼u , en 1767, l'inclinaison diminuer d'un demi-degré par a tremblement de terre, et le P. de LaT<»re a remanjue des changements de plusieurs degrés dans la déclinaison peadant une éruption du Vésuve.

Plus réoanment, en 1839, M. Capooci, directeur de TObservatoire de Naples, a vu la déclinaison diminuer brusquement de plus d^un demi-degré, pendant l'éruption du VésuTe.

Enfin , Ton a supposé que les ouragans, la neige et les magei ont aussi quelque influence sur l'aiguille aimantée : mais il fiint i probablanent rapporter aux aurores boréales les diiangemeols sur lesquels on a fondé cette opinion. Cependant, quand le tonnerre firappe des corps aimantés , ou quand il tombe seulement à quelque distance du lieu où ils sont, il change^ démit ou renverse leur magnétisme; on en a vu de trop malbeureiix exemples à bord des vaisseaux : plusieurs fois les bouttoles de service ont eu leurs pôles renversés par la foudre, et les navigih teurs prenant alors le nord pour le sud^ couraient avec confiance se jeter dans les écueils.

La découverte de Félectro-magnétisme nous expliquera ces phénomènes.

188. Imtenalté magnétlqae de 1* terre. — Un des pcûnts les plus importants de la théorie du magnétisme terrestre, est ht détermination de son intensité pour les différents prâits de k surface du globe, ou pour le même point, à des époques difiGérentes. C'est dans ces derniers temps seulement qu'on a en llieureuse idée d'appliquer à cette recherche des moyens susceptibles de {quelque précision. Graham paraît être le premier qui se soit occupé de cette question, vers la fin de 1722; IKuschenbroek fit quelques efforts pour la résoudre en 1729; Lemonnier, en 1776, se contenta d'en montrer l'importance; de Saussure voulut comparer la force magnétique de la tene, à Cenève et au sonunet du mont Blanc; enfin Borda, reprenant la question dans toute sa généralité, indiqua les moyens de la résoudre avec une grande approximation; et bientôt après, sa

GHAP. n. ~ urrrasiTË MAGiffinaus m ll tirre. 4I5

méthode fut employée par M. de Humboldt, dans son Toyage d'Amérique , et dans un astre Tojage en France, en Prusse et en Italie.

Cette méthode est fondée sur es osciUaticms nombreuses que fSeût une aiguille librement su^ndue, lorsqu^on l-écarte un peu de sa position, et qu'ensuite on Tabandonne à dle-méme. Si elle est régulièrement aimantée, et que Taxe de suq^iension passe par son centre de gravité , elle oscille par l'effort du couple magnétique de la terre, comme oscillerait séparément chacune de ses moitiés, sollicitée par Tune des forces du couple. Ainsi, elle forme un véritable pendule composé, qui reste par- £adtement identique , quand la distribution du magnétisme reste exactement la même dans tous les points de sa substance; car, si le fluide libre éprouvait quelque changement, soit dans sa quantité, soit dans son arrangement, la résultante aurait une autre intensité ou un autre p<Mnt d'application, et la même aiguille formerait en réaHté un pendule difFérent. Supposant donc que Faiguille reste matérielfement et magnétiquement la même , une différence dans la durée de ses oscillations ne pourra dépendre que d'une différence dans l'intensité des forces qui la sollicitent, et, la pesanteur restant la même, elle ne pourra d^ndre que d'une différence dans l'intensité de la foroe magnétique.

Or, sous ces conditions, les intensités de la force et les durées des oscillations sont liées par le principe suivant : que les forces sont entre elles conmie les carrés des nombres d'oscillations exécutées dans le même temps.

Ainsi, m étant la force magnétique qui agit sur l'aiguille quand elle fait n osdlhitions dans un certain temps, dans 100" par exemple, et m' étant la force qui la sollicite quand elle fiût W oscillations dans le même temps de lOO'', l'on a

Si , par exemple , on avait trouvé n= 25et/i'= 24, on aurait

c'est-à-dire que la première force serait à la seconde comme 1 ,085 est à 1 , ou comme 1085 est à 1000.

416 UVBB m. «— MAGNËTISIIE ET fiLEGTRIGITC.

Pour appliquer cette méthode, on peut faire osciller me aiguille , soit dans le plan du méridien magnétique autour de h ligne d'inclinaison , soit perpendiculairement au méridien magnétique autour de la ligne de déclinaison; on pourrait même la faire osciller dans d'autres positions , mais Ton n'y trourerait nul avantage.

OscUUitloas 4e l*al|(«Ille d*faicllBal8«B. — Puisque le plan du méridien magnétique varie à chaque instant, il faut apporter un grand soin à placer la boussole dans sa vraie direction du moment; et, puisqu'on doit compter un grand nombre d'osdllatioDs de Taiguille, il faut aussi apporter un grand soin à donner à Taxe toute la mobilité qu'il peut prendre sur ses deoi couteaux d'agate. Ces conditions remplies, on écarte Taiguille de 3 ou 4* de sa position d'équilibre, on l'abandonne à ellemême, et, avec un chronomètre ou une bonne montre à secondes, on compte très-soigneusement le nombre des oscillations qu'elle exécute dans un temps donné. Après quelques séries d'observations successives, dont on prend la moyenne, on enlève l'aiguille , on la conserve dans un étui avec beaucoup de précautions pour qu'elle ne reçoive aucun choc ou aucune influence magnétique étrangère , et ensuite on peut l'emporter en voyage , pour répéter des expériences pareilles en difl^rents points du globe.

Mais, pour que les résultats puissent inspirer de la confiance, il est nécessaire d'avoir plusieurs aiguilles de cette espèce qui se vérifient l'une l'autre , et même il est convenable de revenir au même lieu les faire osciller encore une fois, pour s'assurer qu'elles ont bien conservé leur magnétisme. Dans la recherche de l'inclinaison, la méthode du retournement (i85) peut corriger les erreurs qui proviendraient d'une aimantation irrégulière, ou d'un déplacement du centre de gravité : mais, pour les recherches d'intensité, l'aiguille devant rester absolument identique, il faut se garder de l'aimanter en sens contraire, et par conséquent il faut, par tous les moyens de vérification, s'assurer que son magnétisme est régulier et son centre de gravité bien placé.

OselllatloBs de ralgnllle de déclInalsoB. — La force qui fait osciller l'aiguille de décUnaison n'est qu'une partie de la force magnétique de la terre , et une partie d'autant plus petite