CHAP. II. — INTENSITÉ MAPNÉTIQUE DE LA TERRE

que Finclinaison est plus grande, tellement qu'aux pôles magnétiques, où rinclinaison est de 90*, Taiguille de déclinaison n'a plus de force , ni pour se diriger ni pour osciller. En général , î étant l'angle dlnclinaison d'un lieu (Pl. 14, Fig. 15), la force terrestre, dont Tintensité est tti, se décompose en deux autres par la règle du parallélogranune des forces (18) : Tune, yerticale, ayant pour valeur m sin /, et qui est détruite par la suspension; et l'autre horizontale, ayant pour valeur m cos /, qui est seule efficace pour diriger et pour faire osciller l'aiguille de déclinaison. Pour un autre lieu, où l'intensité serait m! et l'inclinaison i la force horizontale serait m' cos i\ et les deux forces seraient entre elles comme les carrés des nombres d'oscillations n eln\ qu'elles font exécuter à la même aiguille dans le même temps. On aurait donc

nfcosi «• m n^cosi\

c'est-à-dire, qu'ayant observé dans des lieux différents les nombres d'oscillations n et n! que &it la même aiguille dans le même temps , il faut , pour avoir le rapport des forces magnétiques , midtiplier le rapport carré des nombres d'oscillations par le rapport renversé des cosinus d'inclinaison.

Cette méthode d'observation semble avoir quelque avantage sur la précédente : V parce qu'il faut un artiste très-habile pour faire une aiguille d'inclinaison tolérablement bonne et bien équilibrée, tandis qu'une aiguille de déclinaison s'équilibre d'çlle-méme dans la chape de papier où elle est suspendue; 2^ parce que les couteaux d'agate et l'axe de l'aiguille d'inclinaison offrent beaucoup plus de frottement que le fil de soie sans torsion qui suspend l'aiguille de déclinaison. Cependant, il y a dans les oscillations horizontales une source d'erreur inévitable : l'un des pôles de l'aiguille ayant une tendance à plonger au-dessous de l'horizon, il en résulte que le prolongement du fil de suspension ne passe jamais par le centre de gravité; de là une différence dans les deux bras de levier de l'aiguille horizontale, et une différence qui change avec l'inclinaison. Il est d'autant plus nécessaire de signaler cette cause d'erreur qu'elle a échappé aux plus habiles observatem^, bien qu'elle soit assez influente pour rendre tout à fait incomparables les observations faites en des Ueux où l'inclinaison est très-différente.

41$ UYRK in. ~ kaguëtisme et fiuscmciTt.

On voit ( P&. 15, Fie. 10, iO) la boussole d'intensité de M. Gambey : la caisse ronde est de boîs; eHe se covrre d'un Terre, et en outre elle est percée de deux fenêtres rondes apposées pour viser à Tindex i de l'aiginlle au moyen de la lunette /.

£n discutant les observations dHnlensité qui ont été inites en différents points de la terre , soit en Europe , sok en Amérique, soit dans les îles de TOcéan , de la mer des Indes ou de la mer Pacificpie , on arrive à ce résultat général , que l'intensité est h plus petite vers l'équateur magnétique , et qu'elle va en augmentant à mesure qu'on s'en éloigne vers le nord ou vers le snd. D parait que vers les pôles elle serait environ une fois et tlemie aussi grande qu'à l'équateur. Dans le même lieu elle parait dumger aussi avec les variations diurnes ; mais les difFérences ^tèi^ petites qu'elle éprouve demandent à être constatées par de nouvelles observations.

189. De l'aotloB ée la tarre aw le ftor tfaaca. — > La tare exerce une action continuelle sur toutes les substances qui eon» tiennent du magnétisme ; elle agit comme un vaste aimant qui fait sans cesse cftort pour attirer ou repousser les fluides décomposés , et pour décomposer les fluides naturels. Les diffarcuHi corps magnétiques répandus sur la surface du globe résistent plus ou moins à cette puissance universelle , suivant l'intensité de leur force coercitive , mais tous en éprouvent quelque nmdification. Le fer doux est, sous ce point de vue, le corps le plus curieux à étudier , puisqu'il n'of&e aucune résistance à la s^aration de ses fluides , et qu'il ne conserve rien des actions magnétiques qu'il a subies. Les expériences suivantes nous donneront une idée des pliénomènes qu'il présente.

Une barre de fer doux d'environ 1 mètre de longueur est mise en présence d'une petite aiguille d'épreuve (Pi.. 14, Fig. 12).

Quand la baiTe est tenue verticalement , ou à peu près dans la direction de l'inclinaison , elle prend un pôle austral à son extrémité inférieure «, et un pôle boréal à son extrémité supérieure e\ C'est ce qu'il est facile de voir par les actions attractives et répulsives qu'elle exerce sur l'un ou l'autre pôle de l'a»guille lorsqu'on la fait glisser, de liaut en bas ou de bas eu haut , pour amener successivement en présence toutes les parties de sa longueur.

ttkP. II. ^ACTION DE LA TERRÉ. 419

Pour s^assurer ^le te fer est sans force coerdtîre, et que c'est bien Faction terrestare cpii décompose son magnétisme , il suffit de retourner rapidement la barre , l'extrémité e eh haut et Telptrànité ^ en bas; alors le pôle austral reste en bas, et le pôle boréal en haut : le second est cette firis en c, et le premier en «'. Ainsi, les fluides ont été instantanément recomposés par leut action mutudle, et instantanément décomposés en sens inrerse par Faction terrestre.

Ce qui se manifeste d'une manière si flnippante sur une baite d'une certaine longueur se manifeste avec moins d'intensité suf une pièce plus courte dans le sens de Tinclinaison : c'est pourquoi l'effet semble à peu près nul lorsqu^on tient la barre horizontalement, et surtout dans une position perpendiculaire au méridien magnétique.

Sous Tinfluence de l'aimant terrestre, tous les corps magnétiques deviennent donc de yéritables aimants , mais àes aimants à pôles mobiles et changeants, de teUe sorte qu'il suffit de les retourner de haut en bas pour que leurs pôles se renversent, et de varier un peu leur position pour que leurs pôles éprouvent quelques déplacements dans l'intérieur de leur substance. Ce résultat nous indique combien il y a de précautions à prendra lorsqu'on veut faire avec les boussoles des observations exactes ; car le fer, qui entre dans la construction des édifices, agit de deux nuÉÉLiu» sur les aiguilles aimantées : il agit par la décomposition magnétique qu'il éprouve de la part de l'aiguille elle-» même , et il agit surtout par les fluides libres que la terre y maintient dans un état permanent de séparation. Avec quelques soins, l'on peut aisément reconnaître les perturbations loéales cpii résulteraient de cette cause , car dans un espace un peu considérable , dans une lieue carrée par exemple , l'action terrestre ne produit en général que quelques minutes de différence , soit dans l'inclinaison, soit dans la déclinaison.

190. Bes eanses méeanlqnea et eUmlques qui ont mie In^ ■venee sur la forée eoereltive. — Lorsqu'une barre de fer doux est soumise à l'action magnétique de la terre , il suffit de la frapper de quelques coups de marteau à l'une ou l'autre dé ses extrémités , pour fixer au moins en partie les fluides décomposés par lesquels elle agit sur raigidlle. Après la percussion , elle est un aimant à pôles fixes, et de quelque côté qu'on la re-

420 LITBE III. — MAGNÉTISME Et ÉLECTRICITË.

tourne, le même fluide se montre toujours à la même extrémité. Ainsi , la percussion donne au fer doux de la force coer» citive ; cette force est sans doute locale et n'existe que dans les molécules qui ont reçu le choc , car en retournant la barre , et en la irappant dans cette position inverse de la précédente, oa parvient à Taimanter en sens contraire. On peut ainsi renverser ses pôles autant de fois que Ton veut; et, ce qui est encore digne de remarque , c'est qu'après quelques jours , ou quelquefois même après quelques heures, la force coercitive a dispani, et il faut de nouveaux chocs pour la reproduire.

Cette expérience curieuse donne la clef d*un grand nombre de phénomènes , sur lesquels j'insisterai d'autant plus volontiers que personne, à ma connaissance, n'en a donné la véritable explication. Tout le monde sait que les substances magnétiques sont presque toujours dans un état d'aimantation plus ou moins marqué. C'est un certain Jules Césai* , chirurgien de Rimini, qui observa le premier la transformation du fer en aimant; il fit cette remarque , vers 1 590 , sur ime barre de fer qui avait soutenu quelque construction en brique sur le sommet d'une tour de l'église de Saint-Augustin. Plus tard, vers 1630, Gassendi fit la même observation sur la croix du clocher de Saint-Jean d'Âix, qui était tombée frappée de la foudre ; il en trouva le pied consumé par la rouille et jouissant de toutes les propriétés de l'aimant. Depuis cette époque , les observations se umt multipliées , et l'on a reconnu qu*un morceau de fer un peu rouillé est presque toujours un aimant plus ou moins fort ; qu'il en est de même de la fonte , de l'acier et des autres substances magnétiques ; enfin , l'on a reconnu que la rouille , ou l'oxydatioii , n'est pas du tout nécessaire pour qu'un corps s'aimante , et qu*il suffit pour cela de lui faire subir quelque action mécanique , de le tordre, de le battre, de le limer ou de le tourmenter de quelque manière : par exemple , dans la boutique d'un serrurier tous les outils sont des aimants , et il n'est pas rare que les aiguilles, les instruments tranchants et les autres objets d'ador présentent des traces de magnétisme polaire. Dans tous ces phénomènes, ce n'est ni l'action chimique ni l'action mécanique qui magnétisent les corps : mais c'est l'action de la terre , sans cesse agissante, qui décompose les fluides, et , la décomposition une fois faite , elle est maintenue par la force coercitive , qui

CHAP. II. — ACTION DE LA TERRE. 4Si

résulte des déplacements chimiques ou mécaniques qu'éprouvent les molécules. Pour m'en assurer par l'expérience, il m'a suffi de comparer les quantités de magnétisme que prennent les cprps, suivant la position qu'on leur donne , par rapport à la direction de la force terrestre. Dans une position verticale , ils s'aimantent fortement par l'oxydation ou par les actions mécaniques , et le pôle austral est- toujours en bas. Dans des positions plus obliques, l'effet est moindre , mais toujours dans le sens voulu par le pôle boréal de la terre, qui est le pôle dominant dans nos climats. On peut même , d'après cette donnée , fabriquer de toutes pièces des aimants très-puissants , soit avec du fil de fer , soit avec des baiTCs de fer ou d'acier. Pour aimanter des fils de fer sans aimant, il suffit d'en couper trente ou quarante bouts, de la longueur de 30 ou 40 centimètres par exemple , et , en les tenant verticalement, de les tordre sur eux-mêmes, un à un, jusqu'à les rendre roides et cassants : chacun d'eux devient fortement magnétique, et on les réunit ensuite pour en former des fusceaux , avec lesquels on aimante les plus gros barreaux par des procédés que nous ferons connaître. Pour aimiAiter sans aimant des barres de fer ou d'acier, il suffit de battre les premières en les tenant verticalement; et pour les secondes, il suffit de les frotter dans le même sens avec une barre de fer verticale.

Les aimants naturels n'étant que des oxydes de fer, il est probable qu'ils doivent leurs propriétés magnétiques à l'action de la terre qui s'est exercée sur eux au nioment de leur formation. Car les mines de fer qui existent de nos jours ne sont pas aussi anciennes que le monde , et , sans admettre qu'à l'origine le fer fût dans son état pur et métallique , il est certain que les combinaisons dans lesquelles il est engagé à la surface du globe et dans toute l'étendue de la croûte que nous exploitons, ne furent pas toujours ce qu'elles sont aujourd'hui. Le travail chimique qui s'accomplit sans cesse , et qui sans cesse se renouvelle depuis tant de siècles dans les entrailles de la terre , fait passer les molécules les plus inertes par une foule de combinaisons différentes et change de mille manières leurs agrégations primitives. Les mines magnétiques sont soumises à des mutations perpétuelles comme les autres éléments pondérables , et l'on peut dh*e avec certitude qu'à chaque instant il y en a qui se décomposent, qu'à chaque instant il y en a d'autres qui se forment et dont les pôles

4tS LIVRE. UI. — MAGNÉTISME ET ÉLEGTWCITÉ.

sont arrangés suivant les lois voulues par le magnéliioie de la terre.

Telle est sans doute la cause pr^mère qpû a iéw/^ioffé do Qiagnétisme dans les aimants naturels, soit dans oeuiL qom pot» sèdent les Chinois depuis plus de trois nulle ans, $oit dans cens ^i furent observés par Pythagore et Platon, soit dans ceux que nous exploitons aujourd'hui et qui servent à nos rechçrdMes.

n n^y a donc, à notre connaissance , que du magnétîsvie d»« veloppé qui puisse développer le magnétisme.

Cette conclusion a été rigoureuse jusqu^à la daoouTevte de M. QErsted, qui a ouvert un nouveau champ dans les ^oîeoces en démontrant, oonmie nous le verrons dans l'une de$ sec* tions suivantes, que Télectricité aussi peut développer du magnétisme.

19 i. De l*aetloB de la terre sur le fer des des moyens de corriger la déirlatloa qae la éproaire. — De grandes masses de fer sont employées dans noft vaisseaux : les unes font partie de sa construction et restent fixes; les autres tout partie de Tarmement et sont plus ou moÛM» mobiles, coname les canons de fer ou de fonte, les ancres i I^ câbles, les barriques et les outils de toute espèce. Tou« œs corps magnétiques , dispersés çà et là dans les différentes parties du bâtiment, doivent exercer sur la boussole et exercent ea effet une action considérable. Les déviations produites par cette cause méritent toute l'attention des physiciens ; elles s'élèvent quelque^ fois à 15 ou 20% et fussent-elles 15 ou 20 fois moindres, elLçs seraient encore plus que suffisantes pour exposer les navigateurs à de grands dangers.

Il paraît que c'est Wules, astronome de l'expédition de Cook, qui a, le premier, signalé cette source d'erreurs dans les observa* tions à la mer : plus tard, leur véritable cause fut indicjaée par Downie , et c'est le capitaine Flinders , célèbre par ses découvertes et par son intrépidité , qui fit le premier quelques essais heureux pour s'en mettre à Tabri. Il y a quelques ansbé^s^. M. Bain a rappelé Fattention sur ce point important; plmeui». officiers de la marine anglaise en ont fait l'objet de launk W^ cherches , et le professeur Barlow de Woolwich a été wmaapn^ par la Société Royale de Londres pour les heureu:x résultai» iNttquels il a été conduit en s'occupant de cette queatMtt.. G^t^*