CHAP. I..— .POLES D'UN AIMANT

dte balle ou un petit fil de fer suspendu. à. un fil de soie. En teaant Taimant à la même distance du pendule, on reconnaît bientôt que certains points de sa sur&ce lui impriment une grande déviation, tandis que d'autres points ne produisent qu'une déviation nulle ou insensible ; il y a surtout deux régions opposées, qui montrent une action très-vive, et c'est sur Imtervalîe qui les sépare que Ton aperçoit le moindre efFet. On est conduit au même résultat en employant , pour cette expérience, soit un aimant naturel avec sa. forme irrégulière, soit un aimant artificiel ayant la forme d'un cylindre ou d'un prisme allongé. Dans ce dernier cas la différence est plus frappante , et Ton voit sans peine que les sections transversales qui avoisinent le milieu de l'aimant n'agissent point sur le pendule, tandis que les parties extrêmes agissent avec une grande force. On peut donc sur la surface d'un aimant , et vers le milieu de sa longueur, tracer une* ligne dont les points n'exercent aucune action attractive : c'est cette ligne que nous appelons ligne neutre ou ligne moyenne; elle partage l'aimant en deux parties, que nous appelons les deux pôles de l'aimant. Ce même mot pôle sera pris encore dans deux autres acceptions différentes : nous nous en servirons pour désigner seulement les parties de la surface les plus éloignées de la ligne moyenne , et sur lesquelles l'attraction est la plus forte; et nous nous en servirons aussi. pour désigner un point idéal qui sera conçu dans l'intérieur de l'aimant , à peu près comme le centre de gravité est conçu dans l'intérieur des corps , ou dans la masse du globe terrestre qui les attire : car une parcelle de fer n'est pas sollicitée seulement par le point de l'aimant auquel elle vient s'attacher, elle est sollicitée par toute la portion qui est d'un même côté de la ligne moyenne, et la résultante de toutes ces attractions est appliquée en un certain point que nous appellerons le pôle de cette portion de l'aimant. Il sera toujours facile de distinguer celle de ces trois acceptions dans laquelle nous entendrons que le mot pôle soit employé. Dans tous les cas, on voit qu'un aimant a une ligne moyenne et deux pôles.

Cette proposition fondamentale peut encore être démontrée par d'autres expériences plus faciles et plus décisives. Si Ton roule. un aimant dans la limaille de fer, il se couvre de filaments plus ou moins allongés qui montrent à l'œil l'inégale attraction des différents poinis de sa surface. Cet arrangement L 25

38ê LIVRE m. -^ KAONÉTlBXfi BT ÉK.t6TAlCITÉ.

est représenté (Pl. 15 ^ Fm. 1) pour hei aitnaiit natolpel, et (Fi«. 2) pour un aimani nttificieL Âuli extrémités e ^t é'' les ÛMnents de limailië sont t^s^-longs et ikesBés pérpendicukire^ meut à la suHkce ; snst les 9ectk)iis moins extrêmes , ib deviennent plus courts, et commencent à s'indiùer cottime s^ils (nyaient la eiLtrémités pour se ropprociier ém aaBii^ii^ enfin, snr lo secition moyenne mm\ awune parère de UmârHe ne resie attachée, les fiicunenfes qa'on y voit prennent naissbiice de port et d'autre de cette ligne, et semblent la franchir pour se joindre et s'appliquer sur la surface de Tannant; mm' est là Kgne moyenne; les deux moitiés p et p' sont les poies de Fantiant 7 cette dénomi* nation, comme il a été dit , s' appliquant parfois Ma. deux extrénaités ^ et e', où Faction est la plus foriie^ et d'autres fois aux deux points j9 et p\ que Ton peut regarda cotnme le!& centres de Tattracdon.

On reproduit des effets analogues en mettant sut* un aîmaiit une feuille de carton lisse sur laquelle on l»se toit^er de fines limailles avec un petit tamis; par des chocs légers que Ton imprime au carton , la limaille s'arrange en courbes régulières qui sont représentées (Fin. 3), et qui dessinent la forme de l'aimant. Cette expérience fait Toîr, mieux encore que les précédentes, comment les filets de lûnaille, panant des deux cotés de la ligne moyenne mm' , passent sur cette ligne pour se r^oindre ; elle ofifre aussi une preuve que l'attraction de l'aimant «^exerce au travers de la substance du carton.

Les aimants pouvant être brisés on coupés suivant la ligne moyenne , il semble , au premier coup d'œil , que les denx poN tions qui en résultent doivent nécessairettietit édiapper à la proposition dont il s'agit. On pourrait bien Supposer que , séparées l'une de l'autre, ellfô perdent leur propriété maghétique; mtis on n'imagine pas que, si eltes en «conservent quelque chose, elles puissent avoir une ligne moyenne et ^deux pèles. L'expérience en est facile à faire. Nous ferrons pîtts loin qu'avec de l'acier trempé très-dur on peut faire des ^aitnants qui cassent comme du verre. Prenons un aimant de cette espèce, brisons-le suivant la ligne moyenne, et plongerions dins la limaille diacune de ces moitiés ponr observer les modifications qu'elles ont éprouvées : nous trouverons, avec quelque mirprise, q^fce chacune d'elles est un aimant tout entier, ayanit ses deux pôles «t sa )igne moyenne au milieu. £n les brisant de nouveau ^ l» ifluMes de

(IAf« l. ~ POLKS WVn AiMAKT. 8it

eeft moitiés pmentefooft les mêmes fkéjtomèmn^ et To» pourra pousser ces subdiviÂoiu bumI loin ^e Vob voudra, saii$ janaîi trouver de limite à cette propriété : les derniers fragmeol» se^ tout des ûnaiits entiers, offrant, comine l'akmmt primijif, une figue moyeime et deux pâles. Nous vevroBs plus tBod la raisoa de ce fait; mak il était bon àa Tiodiquer ici, ipoMr fAe con^ pmndre toute la généraEté du pmeipe àtmt il s'agit, et peur ■ftontrer aâiisi rimpoasibilité absolue où nous soBomes de foonm «a aimant cpiî n'ait qu'un seul pôle.

17S. Les ^lea te mAme nam ae rapansaraSai aew 4e anaaM sftralgaa a'atUgaat»— La figure? représente ub aimaiit susp^adu horizontalement au meyen d'une diape de papier où de méial et d'un gjros fil de soie plaie saas torsien : à ebaemi de ses pôles aet i ou pr^entesnccessivemeot le même pôle d'un autve aimant pareil; le pèle a est aldré, le pake i repoussé ; et t'en dit que ces deux pôlfe aet b sont de nonu conêraire^j parée qu'ils agissent ta sens contraire sur le aiéaae pôle qpii leur est préseaaé. Si les deux pôles de œ premier aiaaauHt sont de acuns contraires, il est naturel de siqpposer que ceux du deuxième aimant sont paseillement de noms contmires , et qu'il en est de même de tous les somanls possibles. En effet, si l'on retourne ce deuxième aimant pour le faire agir par son autre pôle sur l'aimant soospendu , on reconniût de suite que les pôles a et b éprouvent maintenant des effets contraires : a est repoussé, et b attiré; donc les deux pôles de l'aimant Ubre que l'on tient à la main sont aussi de noms contraires, puisque l'un attire oe que l'autre repousse, et i^ee versa. Tout aimant libre présente le même pbénon^ne. Nous appellerons /7o/etf de même nom les pôles de différents aimants qû agissent de la même aftanîère , soit sur le pôle a, aoit sur le pale b de l'aisnant suspendu. Ces pôles une fois marqués sur plusieurs aimanUs a&a de les bi^i reconnaître, que l'on suspende TuQ de ces aknants peur fiiire agir les autres sur lui , et l'on verra que tous les pojês de même nom se repoussent, tandis que tous les autres qui sont de noms contraires s'attirent.

Ainsi, de part et d'amtre de la ligne moyenne , dans les deux aK>itîés d'un aimaa« résident deux forces , qui d'abord nous senUaieut idestiques, parce qu'elles agissaient de la même maaière sur fe fer, et qui sont en réalité deux ferees opposées, puisqu'elles agisacnt en sens contraire sur les aimants, l'une «ttirttit ce (|ue Fantre repousse. La ligna moyenne est la limi^

de ces deux forces antagonistes ; elle est le passage de Tune a l'autre 9 et c'est là ce qui rend raison de la neutralité qu'elle conserve.

176. I^eft aetloBs magtiétlqneft pevTent être attrlbnéftsàn fluide partlevller. — Lorsqu'on cherche à remonter à l'origine des forces qui produisent les phénomènes magnétiques , on reconnaît bientôt qu'elles ne sont pas , comme la pesanteur, une propriété inhérente à la matière pondérable. L'analyse chimique a démontré que les aimants naturels ne sont que des oxydes de fer ou des mélanges d'oxyde de fer à différents degrés de satu* ration ; l'oxygène et le fer sont donc les seuls éléments pondérables qui entrent dans la composition de ces corps singuliers. Or ni l'un ni l'autre de ces éléments n'ayant la propriété permanente d'exercer des actions pareilles aux actions magnétiques, il est peu probable que leurs molécules prennent en se combinant des propriétés essentielles qu'elles n'avaient pas &vant leur combinaison; car, dans la matière pondérable, on n'observe jamais que la forme , l'arrangement ou la disposition des molécules donne naissance à des forces nouvelles qui puissent s'eiercer à des distances sensibles. D'une autre part, les forces inhérenta à: la matière pondérable peuvent bien être augmentées, ou diminuées, ou modifiées de mille manières, mais elles ne peuvent jamais se détruire ou disparaître : tandis que, dans les aimants, les forces magnétiques ne paraissent qu'accidentellement, car elles peuvent être détruites et reproduites à volonté. On en donne la preuve en faisant chauffer un aimant jusqu'à la températui'e rouge; par cette opération il ne perd rien de ses éléments matériels, et cependant il perd toutes ses propriétés magnétiques. Après le refroidissement, il est, en ce qui tient à la matière, tout à fait ce qu'il était auparavant : mais en ce qui tient au magnétisme, il n'est plus rien absolument, car il n'exerce plus aucune action sur le fer. On peut ensuite, comme nous le verrons, lui rendre ses propriétés magnétiques sans rien lui donner et sans rien lui ôter de pondérable.

C'est par ces raisons, et par d'autres encore, résulunt de l'ensemble des phénomènes, que l'on est conduit à regarder le magnétisme conune un fluide d'une espèce particulière, répandu dans la masse pesante de l'oxyde de fer qui constitue l'aimant. Et , puisque nous avons reconnu qu'il y a deux forces magnétiques opposées, nous devons conclure aussi qu'il y a deux fluides

CHAP. I. — FLUIDE HAGNËTIQUE. 389

contraires, Fun qui prédomine dans Tua des pôles, et Tautre (fà prédomine dans l'autre pôle. Dans tous les aimants, les pôles de même nom auront le même fluide prédominant \ et , comme ils se repoussent, nous en conclurons que chaque fluide se repousse lui-même : les pôles de noms contraires aiuront des fluides différents, et, comme ils s^attirent, nous en conclurons que l'un des fluides attire Vautre. Ainsi , nous sommes conduits à ce résultat définitif, qu^il existe deux fluides magnétiques , dont chacon se repousse et attire Tautre.

Ces fluides doivent pareillement exister dans le fer, car, s'ils sont distincts de la matière pondérable, on peut présumer que l'action qui s'exerce sur le fer ne s'exerce pas sur les molécules matérielles du fer, mais bien sur les fluides magnétiques contenus dans les intervalles de ces molécules. Nous avons donc quelque raison de»chercher le fluide magnétique dans le fer, et de tenter les expériences qui peuvent nous faire découvrir son mode d existence.

177. Sons l*iBilBenee de l*aiiiiaiit, le fer devient lui-même ■■ aimant. — •Pour démontrer cette propriété du fer , on peut disposer l'expérience comme elle est indiquée dans la figure 8 : /*est un cylindre de fer soutenu par un aimant ah\ à son extré^ mité inférieure, on présente de la limaille , qui s'y attache en forme de houppe, et qui reste suspendue aussi longtemps que le petit [cylindre est lui-même suspendu à l'aimant; mais, si on Ten détache, à l'instant toute la limaille tombe, et l'on n'observe plus aucune force attractive. Ce n'est pas la force de l'aimant qui agit à dbtance sur la limaille et la maintient suspendue , car silejpetit cylindre n'était pas de fer, le phénomène ne se produirait pas ; et l'on peut encore bien mieux s'en convaincre, en observant : 1* que les filets de limaille diminuent de longueur , à partir de l'extrémité du petit cylindre; 2* qu'il y a un point ▼ers la partie supérieure où ils ne peuvent plus s'attacher, ce <pû forme la ligne moyenne; 3* qu'au-dessus de ce point ils s'attachent de nouveau, en se dirigeant en sens contraire. Ainsi, le petit cylindre est bien véritablement, un aimant, puisqu'U attire la limaille , et qu'il a une ligne moyenne et deux pôles : seulement, sa ligne moyenne n'est pas au milieu. .

Au lieu d'oCG^ de la limaille au cylindre suspendu, on lui donne im autre cylindre pareil , et il le peut porter (Fig. 9 ) ; à oelui-d on en donne un troisième qu'il porte pareillement; à

9M LIVRE m. ^ SA6T9ÉTISIIS ET âLECmCITÉ.

eehii-ci Ha fdatriànie, «t Tob fevtne aâttsi me loifte de duint magnétique dont TaiioftAt eift ovomie k pnn^pe « le pnemier aaaeaa;9bienfwte{nf!iiirtBr tmaedUAmàiifimi^ tMfte loLdianK tond» èl 8é biÎM, les ««Km» anieiettiiaL »* ayant pk» d'aotmi pour ae Uer Fun à rautre^

On peau dënoolrer la «lénie ohose enttieMaaille petit cjrtûwlft de fer dans le prokwagement du barceau) aor lUBe feuffle de pa« pîer kpbiic (Fie* 4). La limaille que Tom projette sur sen coatour s* y arrange régulièrement y «t laisse tDir en mm' «ne Ugot tteyenne cpi adpare lea deux adâmu costraBras doal le cjimàTe de fer est naaititenaat ankaé) ^, dès lloalanft qêse IVm retife k barreani) la liMaiHe n'e plm avcune tendance m A sWrasigeT xi à conserver aon arrangenent primitif; ce qui ptfo«<ve asses^ le fer perd aes prepriéfté» dès qu'il n'eat plus sons Tiaflueiioe et l'aimant. En Mcdiievit cette expérknoe, ^n peut ppoaw^ que ce n'est pas seulemeHt'au cmtaci que le 1er reçoit de TaînMnt U propriété magnétique, mais qu'il la reçoit à distance, oom« oi le iFott dans k «figure 5%

Ainsi le fer conlieot, «oume TaMMuai, les detx fluides «agaétiques; maië , dans son état nattHrel , il les oentient Combinés^ c'est-à^Klîre neutralisés Yvta par ranstee. C'«Bt pontfqaoi le fer n'agît pas magnébqueilient sot* le fer ^ «car ce qui est attiré par l^un des éhides est repouteé par ratutre avec use iorœ égale, d l'acaion définitôre est >n«iUe. A« contpaire^ qliaiBd 'A fest soumis i Taicaioo de l'aimaiit, ses deux flsàdes «ont Mcùtnpoêé^^ l'im eâ attisé, Taflttre rej^oalsaé ; une sépapaticm -s'epère«ntne ««x : le pve^ ttâer «fBtte dn coté de i'tifltaant^ Tanflre attue 4 i^ectrémké ep^ posée de la «unse de fea^ et là 41 deifieeit pnédrÉMiitawt a« poiat d'attirer la tonoilk qn^on kd présente^ ÂdmaiàSer » ^'est donc séparer les deax iaîdHfc m&igiiétiqisas-; et désaioasattlter-, c'est ks vémLv ou les reoeiin|>o8er. L^périeece ♦sarwaie txmane aoas II nom de parcidoœefnmgméiifque esttràaHpBoippe'à mentuor «e do«Ue effet : im aîmiait lie«kenfeai«&0Pi]&« M) pente vert senestrénrti une tnease de fer /'qm est à .pen près la ttaoîle de «ae qu'il ptui porter; au-^leasos de cihy en présente ins^seeend àîoDMat u' <y et même feiro^ «aak dont kspôlès:aoiit ttniraiés en «ens eontiûe^ on l'approche ipNidaiellstaiefit du prender^ <et Uâniêt le fer f9t détache et tCNsake. AÂnsi ks deuat adanants plis e«Mtible ne peuvent pas porter ce que chàeun d'èex pewtcidk niwieir m^ etlV» <en oobcoit k raistai Le seeovd akoatit détt«isr«eifetda prenàer

CiRÀP. L ^ AIMANTAflÛN DU F£R. 8M

en déoomposant en sena inverse les fluides de la masse de fer f, teliepnaiU ^e, si œs dei)i^ aimgnts, ainsi reioumés, étaient incorporés Tun df^m Taiilre, 9^ se désaimanteraient mutuellement , 0t le fer / cons^iwerait son état naturel.

Cependant le pMflPWene de décoinposition des fluides magnétîf{ues pouvant s^ produire d® plusieurs manières, nous de^ vans chercher à reconnaître si ces fluides éprouvent réellement,, dan» la «ubstwee du i^i un mouvement de translation par lequel ils passent d'une ei^trémité à Tautre de sa masse , ou s'ils a'qpviiuvenl qu'un d^^placem^Qt moLécu|ai|ie.

178. Le flnlde magnétique ne passe pas 4e l'aimant an ffen, ■i même 4*nna meléevUie de Ce» 4 1# moléanle velslae. -— Avec un aim^Bio on peut ^im^nter des morceaux de fer aussi long<texafi et aussi souvent que Ton veut, sans qu'il perde lien de sa propriété attractive ; donc, par cette opération, l'aimant ne perd paa son fluide pour le donner au fer, puisqu'à la longue il finirait par s'épuiser. De plus, on peut rem^quer qu'un morceau de fier qui devient aimant p^adant tout le temps qu'il touche un véritable aimant, ne conserve, qnand on l'en sépare, aucune trace de ses propriétés magnétiques : donc il ne lui a rien prb , puisqu'il n'a idep gardé. Enfin , et cette observation est encore plus décisive, le cylindre de fer qui touche l'aimant ayant une Ûgoe moyenne et deu^ pôles, c'est une preuve qu'il possède les deux fluidea, et sans doute il n'en pourrait recevoir qu'un seul del'aimaAt,si c'était l'aimant qui le lui donnât. Ainsi, le fluide m^gwtf^ue n'est pa3 transmissible, c'est-à-dire qu'il ne passe pas d'u^ cq^s à un autse.

On pourrait penser que du moins il est dans le corps comme d^m un vase feimé de toutes parla, et que s'il ne peut se tranaiqettre ^ dehors, il ft^ se déplacer au dedans,- et se porter tantôt dans «m p^ii^» tantôt d»is l'autre, et s'y aocumulm* suivant les £uBces 4|Mi le sollicitent. Gefiendant nous allons voir qu'il n'en esî^ paa ainsi , car , si l'on me(t un fll de fer en contact ayec un aim^Ot, #que 1'^ en xsoupe l'eattrémité pendant que les flMÎdes aoWt décwmposés , l'nn paraissant eu haut et l'autae en bas, 09 ne j^etrauve pas la moindre traoe de magnétisme dans la paf^ que l'on détache» lies apupacences sont donc trompe««H^ ni il &Mt bien se garder de croire que le fluide magnétjiq|iie puisse «e décomposer comme le fluide électrique, et .qu'il puisse ^og9^ d'w bê^ à l'auJ^ 4m Al q^î le contient. Ce vér

392 LIVRE III. — MAGNÉTISME ET SLECTRICiTË.

sultat semble un paradoxe inexplicable; mais, avec un peu d'attention. Ton peut concevoir, comme nous le démontrerons, que la décomposition magnétique a lieu dans chaque molécule séparément, que c'est dans cette petite étendue que le fluide peut se mouvoir , de telle sorte qu'il faudrait couper en deux une molécule elle-même pour pouvoir parvenir à isoler l'un de l'autre les deux fluides magnétiques. Voilà le principe des con- »dérations par lesquelles nous pourrons expliquer le phénomène dont il s'agit, ainsi que le phénomène des aimants que l'on brise, et dont chaque moitié devient à l'instant un aimant entier.

179. l.*aeler prend toates les proprléfés magi&étlqiieB des aimants. — La limaille d'acier n'est guère moins atdrable que la limaille de fer ; elle s'attache aux aimants , et forme aussi de petits filets ou de petites houppes d*une longueur très-sensible. Les fils d'acier qui n'ont d'épaisseur que] quelques firactions de millimètre sont encore assez comparables aux fils de fer de même dimension : seulement ils sont plus lents à recevoir l'action magnétique. Mais les morceaux d'acier d'un volume im peu considérable , et surtout les morceaux d'acier fortement trempés, présentent des propriétés tout à fait distinctes de celles do fer, cai* ils paraissent d'abord ne recevoir des aimants aucune espèce d'influence. On s'en assure en essayant de répéter, avec de petits cylindres d'ader trempé, l'expérience qui est indiquée dans la figure 9. Le premier cylindre ne pourra pas s'attaicher à l'aimant, et il sera impossible de former avec l'acier la chaîne magnétique qui se forme si facilement avec le fer. Cependant les petits firagments d'acier étant attirables, il est naturel de supposer qu'en prenant du volume, cette substance ne perd pas complètement sa sensibilité magnétique, et qu*il suffit seulement de quelques précautions pour la rendre apparente autant qu'elle doit l'être. En effet, que l'on mette l'acier en contact avec l'aimant , et que l'on maintienne ce contact pendant un quart d'heure ou une demi-heure , on observe alors un phénomène remarquable. Ce corps, qui semblait au premier instant si insensible au magnétisme , devient magnétique avec le temps; - il prend de la force de plus en plus , et à la fin il est attiré aussi -puissamment que le fer. On peut même, par un autre moyen, suppléer au temps qui parait nécessaire pour développer sa force; ce moyen consiste à exercer plusieurs touches^ c'est-^à-dire plu-