HAP. IX. — DIAMAGNÉTISME

rénergie de Télectro-aiinant , sont tellement compliqués que, même pour le bismuth, OErsted n'est pas parvenu à en saisir les lois d'une manière certaine. On trouve bien toujours la position équatoriale; mab Ton parvient aussi à trouver des positions différentes, et la position axiale elle-même; ce dernier cas se présente y par exemple , quand les pièces polaires étant percées d'une ouverture horizontale correspondent à Taiguille de bismuth et à la hauteur de cette ouverture.

532. Les propriétés des ssbstsiiees dUamagMétiqses dépenëleiit àm sillles dSBS lequel elles sont plongées. — On doit encore à M. Faraday cette observation importante: que, tel corps qui semble magnétique, qui obéit à l'attraction des pôles, et qui prend la direction axiale lorqu'on l'observe dans l'air, peut se montrer diamagnétique , être repoussé par les pôles et prendre la direction équatoriale lorsqu^on Tobserve dans un milieu différent de l'air et convenablement choisi. Par exemple, le protosulfate de fer, en dissolution très-étendue, paraît sensiblement magnétique : car, s'il est enfermé dans un tube mince de verre et suspendu entre les pôles de Télectro-aimant, il se dirige axialement, suivant la ligne des pôles et avec une certaine force. Une petite cuve de verre remplie d'eau et disposée entre les pôles de telle sorte que le tube de sulfate puisse y être plongé et qu'il se retrouve alors , au milieu de ce liquide , dans la même position magnétique qu'il avait dans l'air; aussitôt que le courant passe , il est attiré de nouveau et reprend, comme tout à l'heure, sa position axiale. Mais, sans déranger la cuve de verre, on substitue à l'eau une dissolution de sulfate de fer plus concentrée que celle qui remplit le tube , et celui-ci est remb exactement en place dans ce nouveau liquide; alors, quand on ferme le circuit, le tube de sulfate est repoussé; au lieu de se tourner dans la ligne des pôles, il se tourne équatorialement dans la ligne perpendiculaire, et se maintient là avec une force trèsmarquée. Ainsi un corps n'est pas magnétique ou diamagnétique d'une manière absolue, mais seulement d'une manière relative et dépendante du milieu dans lequel il se trouve; ici il est magnétique, là diamagnétique, suivant le milieu qui l'entoure.

Ce foit fondamental a été vérifié, confirmé et développé par plusieurs expérimentateurs, et particulièrement par M. Plûcker et par M. Ed. Becquerel.

746 LH'RE III. — MAGNÉTISME ET fiLBGTMICITË.

U, «BfeM 4e sivMB 4m iHdMw ■ii^MétlftB, — Les

dons des sels de fer, de nickel et de oobak, sont en gnénl magnétiques à la manière de ces mëuiix , mus leur force rdaéie est toujours très-faible, de plus elle est différente d'un sdâ Tautre et pour le même sel toujours d'autant plus petite que k dissolution est plus étendue. Cest là ce qu'on reoDonak et éprouvant ces diverses dissolutions dans le même tid>e eu du des tubes pareils, eutre les pôles d'un électvo^aimant, tratCDC par uu courant de même intensité. Mais M. Plùcker a readucei expériences encore plus curieuses en versant les dissolutions diM un verre de montre qui est ensuite posé sur les deux pôles de l'électro-aimanl, comme on le voit (Fig. 6); alors, au moflMrt où Ton fait passer le courant, la surCace de niveau se défioiiae, elle se relève au milieu et se déprime de chaque côté , dam les points qui correspondent à peu jH-ès aux arêtes des pièces île contact. Cette forme singulière de la surface subsiste aussi lon^ temps que le courant ; le niveau se rétablit au moment de lanqh ture du circuit. On peut répéter Texpérience vingt fois ou centflaii de suite avec le même liquide, et les changements de forme, mené les plus rapides, se monti*ent toujours avec la même régularité.

Le protochlorure de fer, à raison de sa grande force magnétique donne la dissolution dont la surface est le plus profoudément impressionnée; on ne voit jamais sans surprise sa surface se bonber et se creuser de la sorte , pour se maintenir dans cet équilibie forcé sous rinUucucc des actions magnétiques.

Ces phénomènes pourraient sans doute être variés de bien des manières; soit en graissant les pièces polaires pour couvrir leur surface supérieure de petites gouttes liquides arrondies; soit en mettant la surface de niveau au-dessous des pôles qui viendraient alors verticalement au-dessus produire une ascensioa locale ; sort eu mouillant les arêtes inférieures des pièces polaires avec de grosses gouttes pendantes de liquide qui deviendraieut plus courtes et plus ramassées par TefTet de Tattracticm.

Les liquides diamagnétiques éprouveraient des effets inverses; M. Plùcker a rendu sensible le diamagnétisme du mercure, hiesa qu'il soit très-faible 9 en regardant de près les changements de courbure d*ime goutte de mercure étalée sur une pièoe amalgamée et soiunise à la répubion des pôles.

I CKàl". IX. — DIAlAGHfiTIglIfi. 747

II <334. litti «iauuiis cseveettt «m metloM iffiÉtolii «ar Êm ri auMBiri 4*«»e lbMicie« — L'acfeîoii qae le eountnt exerce sur la ■i flmune a été observée pour la ^venuère fois, en ItaUe<, pnr É li« JBanralaii ; ce fiait très-curieux a été frésenté au congrès il soîentifique qiu s'était réuni à Venise, en septembre 1847.

i|i L'expérience exige des précautions partioufières ; elle TeaaA m puEfintement avec Tappareil de Ruhnd&orff et nous l'avons r^ é présentée (Th^ 23, Fig. ô); on visse sur Félectro-^ainumtles pièces g: polaires arrondies, on les approche à quelques millimètves ide iM distance, le support de la bougie est ajusté sur la règle rr' h (Fifi. 1), de manière que la flamme passe entre les sommets des D deux cônes polaires; cela fait, ou établit les conuminications, I, alors Factionmagnétique divise la flamme en deux parties qui sont .^ comme aoufilées boriaontalement de chacpie coté de ï axe de Téleo- : , tro-aimant , et qui se maintiennent ainsi tant que passe le courant. . Les alternatives de fermeture et de rupture du circuit rendent g c^e phénomène encore plus remarquable.

^ Toutes les flammes éprouvent des effets analogues ; il pan^t ^ œpendant que la flamme de Thydrogène est parmi les moins sensibles et la flamme de résine parmi les plus sensibles à cette répuhioB mugnéùque.

M. Quet a remarqué que si Ton présente entre les deux commets des pièces polaires, le jet de flamme que dowie le courant entre les deux pointes de charbon (Fig. 4), il se fwoduit ftkm un effet de chalumeau des plus intenses ; la direction du dard dépend de celle du courant; il se pourrait malgré cela que ce phénomène eut quelque rapport soit avec le précédent, soit avec celui que nous avons signalé (389).

334. ës^mmj^/ème est Cvès-flu^^Bétl^pie • les oaitipei am onijinéa parniMeat être o« WÊm^s^aqmtm A la l-oxy^èMe WÊmiu «voe liMmeo«p HisiBS 4o flbvoe* mm teAlffé* ■iiiB» •« ilaiag«#tJiae«> — L'expérience pvéoédente de M. Bancalari a été le point de départ d'un grand nombre de Fedierches sur le magnétisme ou le -diamagnétîsBe des gas. On a voulu savoir si la flamme est diamagnétique à la manière àm biflBudi et de l'eau, si la pépulsion qu'elle éprouve e0t une conséquenoe de «a haute température, ou de l'eniemUe de sa <sam» poiîtimi chîmîque^ ou plutôt de «quelquesHans des élémenli foi la ^onsliteont. H. Faraday a été dâipremiecs à s'<eiig^g«

748 LITU nL — lAGlIÉnSlE ET ÉLBCTBiaTÉ.

dans ces expériences; s& premîne mëdiode dTobiervitkm ooasistait à disposer de petits tubes près des pièces polaires de «■ âectro-aimant; puis de faire passer par œs tubes des eomfe de différents gaz, qui devaient être réunis par Faction mignétique attractire ou dispersés et étalés par Taflion magnétkpe r^Hilsive. La réunion ou la dispersîcm étaient oonstatécsi iok par un thennomètre délicat di^MMé sur le diemin desgax qmJ ils avaient été chauffés, soit par d*autres moyens mécaniqoei M diimiques quand ils s^écoulaient à la température ordinîc C'est ainsi qu'il reconnut que le courant d'oxygène est toqous fortement attiré par Faction magnétique des pièces poÛRi; tandis que d'autres gaz sont à peu près indifiGérents et d'astre sensiblement repoussés. Prérenu par ses redierdaes antoî» res, comme nous l'aTons indiqué plus haut, que le nSeï ambiant exerce une influence considéraUe sur la nafeve it Faction des pôles, il eut la précaution de produire ses oGHints gazeux successivement dans des espaces fermés remplis de différents gaz; mais, que Foxygène s'écoule dans l'acide carbooi^t dans le gaz d* éclairage ou dans un autre milieu ambiant, tt présence se manifeste toujours par une vive attraction. Ainà Foxygène est magnétique, du moins relativement et i la maaicR du protosulfate de fer en dissolution étendue, c'est-à-dire qnll se pourra bien trouver un certain milieu qui le fasse parahiv diamagnétique (Philosophical Magazine j t. XXXI, p. 401, année 1847).

M. Plùcker avait cru pouvoir ajouter un fait de plus; il avait cm reconnaître que Foxygène augmente un peu de volame quand il est soumis à une puissante action magnétique ; et il en tirait la conséquence que Foxygène est diamagnétique. Cette conclusion, à mon avis, n'aurait pas pu être légitime par ceh seul que le diamagnétisme n'est qu'une propriété relative; mais la faible expansion dont il s'agit tenait à des causes accidentelles et M. Faraday a établi par des expériences déciâves que ks gaz ne changent pas sensiblement de volume par les actions magnétiques ou diamagnétiques qu'ils éprouvent.

M. Ed. Becquerel a fait sur le magnétisme des gaz et en particulier sur le magnétisme de Voxygènc, des expériences qui confirment celles de M. Faraday et qui me semblent d'autant plus intéressantes que sa méthode a Tavantage de se prêter à des me-

€HAP. IX. — DIAMAGNËTISME. 749

sures de comparaison {jinn. de Chim, et de Phys.^ t. XXYIIIi mars 1850 et t. XXXII, mai 1851). Son appareil est représente (Pl. 23 À.y FiG. 15, 18); a, & sont les extrémités d'un puissant électro-aimant en fer à cheval; Cy c' les pièces polaires prismatiques; dj d deux parallélipipèdes allongés de fer doux, posés sur les pièces polaires ; e^ d portions saillantes et eflSicaces des parallélipipèdes dy d \ ce sont à proprement parler les pôles actife de rélectro-aimant. On remarque (Fig. 18) qu'ils ne sont pas dans la même ligne , afin que la lunette / puisse observer le point de repère qui est tracé sur l'extrémité de l'aiguille uu' soumise à rexpérience. Un bloc de bois /* reçoit une éprouvette fermée en haut par une pièce de métal ; celle-ci porte latéralement des robinets pour faire le vide et introduire les gaz, et au milieu une pièce conique bien rodée à laquelle est attaché le fil d*ax^ent dont la torsion doit donner la mesure des forces magnétiques; ce fil a une assez grande longueur et un diamètre de 4 centièmes de millimètre, son degré de torsion est marqué en haut par un cercle gradué sur lequel se lit le mouvement de la pièce conique.

L'aiguille suspendue au fil de torsion est d'abord un petit tube de verre mince de 35""° de longueur sur 7"" de diamètre, pesant 0^,742 ; le repère que porte son extrémité étant sous le fil de la lunette, on fait passer dans l' électro-aimant le courant de 30 éléments Bunsen; l'aiguille est attirée par les pôles et il fisiut tordre le fil de 6^,35 pour ramener le repère sous la lunette. Alors, on fait le vide dans l'éprouvette, et l'on remarque que l'aiguille est attirée davantage et qu'il kM maintenant une torsion de 7*,5. Cette différence d'un peu plus d'un degré de torsion est, à la vérité, peu considérable ; mais, dans un appareil ajusté avec tous les soins qu'exigent les expériences de cette espèce elle ne peut pas sans doute être attribuée à l'incertitude de l'équilibre. Ainsi l'aiguille de verre est plus attirée dans le vide que dans l'air, ou en d'autres termes, la présence de l'air diminue sa force attractive, comme la présence de la dissolution de sulfate de fer, dans l'expérience de M. Faraday (532) , diminue la force attractive de l'aimant sur le tube rempli d'une dissolution étendue de sulfate de fer. Par conséquent l'air paraît être une substance magnétique.

M* Ed. Becquerel ayant alors rempli IVprouvetle successive-

750 LIVRE m. — HAeGllâniMIfi ET ALBCTRICITÉ.

neiit de di£fëreiits gaz pour étndîer nmnwiafcwjimi 1* ■tbnctnre qu'éproinre Taiguille de Terre duu ces gms et dm vide, a reconnu que Thydrogène, Tasote, Facide carhaniy, produiseut pas d effet sensible; tandis «pj»- roK^geiie, ani traire , produit un efiet qui est en^iroa 5 £»ia plas gnnd celui de Tair, c'est-à-dise que la force attEaclÎTe qui élu le vide de 7%5 et dans Vair de6^,3ô,. se trouiudt réduke de l^fi par la présence de Tair, et, par smte d'oiTiroa 5%75 jm k présence de Toz-ygène; ainsi dans ce gaz il ne devait iMerà Faiguille qu'une force de torsion de 1%75.

Ces résultats qui n'auraient pas été déciai& pnr leur gmdev absolue, le devenaient davantage parleur grandheinr idHiic dans les gaz de diverses natures. Mais M* £d» vienu à lever tous les doutes à cet égard en profitait ment de la propriété que possèdent certaina covpa> d'abaïkr des volumes de gaz très-considérables. Les belles rrrhnrrWgy M. Théodore de Saussure a Beiites autrefois sur œ magtt mx îà tvouvé une lieureuse application ; le diaibon, dense sous la pression ordinaire :

i J5 d'hydrogène. 35,00 dfadds carbonqDi

7,50 d*azole. 40,00 de protozjde dPi

9,25 d'oxjgcne. 85,00 d'acide chlorhydriqne.

9,42 d'oxyde de carbone. 90,00 de gaz ammoniac.

Un cylindre de charbon de chêne, de d^miUîniètres de kmgvnr sur 10 millimètres de diamètre, pesant l'',4lO, ayant été reçoit au rouge dans du sable et soumis à Texpérience dans réprouveCie a donné les résultats suivants : dans le vide il était diantagné» tique et repoussé, sa force répulsive étant mesurée par un angle de torsion de — 3^,85; dansToxygèue il est devenu magnédqw et attiré, sa force attractive étant mesurée par un angle de torsion de + 18^05; dans Tair il a été pareillement magnétique, et attiré, sa force attractive étant mesurée par uu angle de torsion de 1%20. Ainsi la condensation de Toxygène dans le charbon et même la condensation de Tair , ont produit le même eflet que si Ton avait ajouté uu charbon quelques parcelles de fer oii d'un autre coips magnétique; cur 1 oxygène ambiant et Tair ambiant auraient par eux-mêmes contribué à augmenter la force répul^ve qu*il éprouvait d'abord daus le vide. Ainsi l'oxygèui^

€HAP. IX. — DIAXA6HÉT1SHE. TSM

très-magnétiqiie et l'air lui-même est magnédqiie;' mais, Fair Be para& être magmétique que par Foocygèiie qu'H* contient; car, l'azote pur condensé dans le cylindre de charbon, à la manièxe ie l'oxygène, n'a produit aucun changement senâble ; la forée ffépnkive est restée ce qu'elle était dans le Tide.

L'adde carbonique, au contraire, et le protoxjde d'azote semblent, par leur condensation, augmenter un peu ht force répubîfe du charbon, mais dans une très-feible proportion.

M. Pkidier ayant fait plus récemment êes expériences sur les |[az par sa méthode de la balance ordinaire, comme nous Favons indiqwé phis haut, a été eonduît aux résultats suiVants {jÉnn. ég Chim. et de Phys.^ t. XXXIV, mars Î859) :

L'oxygène, comme corps magnétique, paraît doué d^me cer^ tAÎM force coercidre ;

Le bîexyde d'azote est fortement magnétique, presque autant que si Foxygèue et Fazote qui le composent étaient simplement

L'acide azoteux à Fétat de gaz est encore magnétique, ma» moins que le Imixyde d'azote; à Fétat fiqmde il est diamagnélique;

Lacide hypoazotique à Fétat de gaz est à peu près insensible aa magnétisme; mais à Fétat liquide il est fortement «fiamagnétique.

3M. Catpaiaia— «tes j^mwmÊwm lagaétlyics et dfaaagmétÊÊgmmm ûtm dBflèrcnts eerps. -— M. Pinder et M. Ed. Becque^ lel se sont particulièrement occupés de cette question i Fun en aaesurant les effets au moyen d'une baknce ordinaire très-senaifale , l'autre en les mesurant au moyen de la torsion d'un fil d'argent de 45 millièmes de millimètre de diamètre. II suffira d'ajouter quelques mots à ce que nous avons déjà Sx pour faire comprendre le procédé de M. Ed. Becquerel ;^ son appareil est représenté (Pl. 23 a, Fig. 16, 17,' 18); a, b représentent les extrémités de Fâectro-aimant en fer à cheral , et les pièces polaires comme nous FaTons expliqué dans Farticle précédent (338); Faiguille soumise à Fexpérience est suspendae au fil de torsion (Fig. 16); au-dessous d'elle il y a, sur le support de bois fy une petite auge contenant un liquide destiné à amortir les oscillations; pour cela on y fait plonger la petite balle qui est suspendue à Faiguille, et qui donne au fil une tension couTcnable; quand le courant ne passe pas dans Félectro-aimant la torsion

est nulle et Ton amène sous la lunette / le repère c[ui est tnoê à roxtrémité de Taiguille ; quand le courant passe, raiguîllemignétique est attirée, Taiguille diamagnétique est repoussée, a qui permet de voir de suite dans quelle catégorie se troure li substance de Taiguille soumise à l'épreuve; catégorie qui estnlative, comme nous Tavons déjà dit, et dépendante du miEci environnant.

Mais pour comparer entre elles, soit les attractions, soit le répulsions , il suffit de produire à la partie supérieure du fil mie torsion convenable qui ramène toujours sous le fil de la lunette le point de repère de Taiguille. Soient 0, 0', ces angles de torsion pour deux substances; fi, f*^ les forces magnétiques conc^ pondantes , on admet que ces forces sont proportionnelles am angles 0 et 0' ; soit qu'elles se trouvent toutes les deux attnotivcs, toutes les deux répulsives, ou Tune attractive et Yntat répulsive.

Ce principe si simple et si \Tai théoriquement, contient cependant en lui-même un grand nombre de conditions qui ne sont pas toujours faciles à reconnaître et faciles à réaliser.

Il suppose :

V Que la puissance magnétique de Télectro-aimant soit identique dans les deux cas ;

2^ Que les deux aiguilles que Ton compare soient géométriquement égales et placées de la même manière dans Tappaieil;

3^ Que les points d'application des résultantes soient les mêmes dans les deux aiguilles et que Taxe de la lunette soit placé à regard du cercle que décrivent les aiguilles, de telle sorte qu'à droite ou à gauche de cet axe les intensités des résultantes croissent ou décroissent de la même manière ;

A"* Que les actions magnétiques ou diamagnétiques qui peureot s'exercer sur Tair qui touche les pièces polaires ou en général sur le milieu ou les milieux qui séparent les aiguilles des pikes polaires elles-mêmes, ne changent pas les rapports des actions magnétiques ou diamagnétiques qui doivent s'exercer sur ks substances des aiguilles elles-mêmes.

M. Ed. Becquerel a eu égard à la première de ces conditions; il a fait passer le courant sur une boussole de sinus afin d'en avoir l'intensité dans chaque expérience, et il a reconnu que sur la même aiguille l'intensiié de l'action magnétique mesurée