DISCUSSION DES LOIS D'APPROCHE

92. Loi d'approche en fonction de la température. — Mes résultats expérimentaux, dans l’intervalle 20° K-3000K, peuvent être schématisés de la façon suivante : la variation de & est généralement linéaire en T? depuis la température ordinaire jusqu’à une température variable, mais voisine de 1000 K, puis la courbe présente une concavité tournée vers l’axe des températures et d’autant plus accentuée que la température est plus basse.

L'étude des courbes z — f (T) m'a permis de traduire les résultats d'expériences par la formule empirique :

(3) Fo (A SP Ce) et, pour que 7% soit égal à 7, au zéro absolu, A et C doivent satisfaire

à la condition À — C = 1.

On peut vérifier cette relation de la façon suivante :

Soit e "TT 1

RER sx est l’aimantation à la température T, déduite d'amis

d'une représentation en T? dans laquelle on aurait prolongé la partie rectiligne de la courbe jusqu’au zéro absolu, 7r est l’aimantation vraie à la même température.

On obtient de même les aimantations au zéro absolu 9, et 5,4. Les différences or — 51 et oc, —c, peuvent être lues directement sur les courbes.

Nous avons, en prenant les logarithmes :

log e"T = log — er

Sr— ST

Ii est facile de vérifier si le log de la quantité est propor-

Go = 190

tionnel à T?.

THÈSE CH, GUILLAUD.

Dire

Le Tableau ci-dessous reproduit les résultats relatifs au composé Mn Sb et au nickel.

Mu Sb. Ni.

me — k,105. FT. — k.10°.

OO Re >, HOUR RE CAS DIDOUE RE 2,9 D'O0O0 Re Do LOC AE 2,7 (HO000 ci ET ioetoee EE 2,9 6000 nee Nr SI000R EE 2,9 o 000. A TO: 000 rer 2,0 TO 000 tee 0 M5 000, DRE 15000... 5,8

Les valeurs de k ne diffèrent que de 7 %. Dans les cas défavorables observés pour certains alliages, k varie de 10 %, mais sans écarts systématiques. Les résultats expérimentaux sont donc convenablement représentés par (3).

Les courbes 3 — f (T2), données au cours de ce travail, se rapportent principalement à des champs intérieurs de l’ordre de 18 000 OO, l'étude des monocristaux a mis en lumière que, pour les champs faibles ét moyens, l’aimantation passe par un maximum aux très basses températures; de ce fait, on peut se demander si, pour des champs de 18 000 Oe, la courbe limite est atteinte, c'est-à-dire si, pour un champ infini, on

n’obtiendrait pas une loi en T? sans terme correctif, ou même en Cie

Les raisons suivantes permettent de penser que la relation (3), établie pour des champs intérieurs élevés, est également valable pour des champs infinis.

a. Les courbes 3 — f (T?) des composés Mn Bi, Mn Sb, Mn? Sb, Mn As, relatives, les unes à des champs de l’ordre de 20 000 Oe, et les autres à des champs infinis, présentent les mêmes caractères qui se retrouvent aussi sur les courbes & — f (T?) suivant les axes de facile aimantation, alors que la saturation est pratiquement atteinte.

b. J'ai repris l'étude de l’aimantation du fer et du nickel jusqu'à T = 200 K, les courbes obtenues sont semblables à celles des composés du manganèse.

Ces travaux sur le fer et le nickel seront publiés ultérieurement.

Remarque. — En développant e © en série, la relation (3) s'écrit

sv = 50(1—"A T2 B'TI+ buy. 7

nous retrouvons, pour les températures voisines de 0° K, la loi d'approche donnée par P. Weiss [1].

Érreur commise sur 5, délerminé par extrapolation linéaire en T?. — Si nous désignons par 9; la valeur de l’aimantation à o° K obtenue par

une extrapolation linéaire en T? et par 6, l’aimantation correctement extrapolée, l’erreur relative commise est :

Sp — To

Mes mesures conduisent au Tableau suivant :

Corps. CA Champs intérieurs.

ROSES SRE 0 ,0002 16 900 Nicl ele 0,000 18 300

: 0 ,0097 18 400 MnSbetetes tete l 0,009) L 0,0158 18 200 (axe binaire) Mn? Sb 0,0420 18 100 Fr NOEOMS ER (axe quaternaire) 0,0190 2 ( deux axes) MAS EL En SE 0 ,0093 co 0,0043 18 400 axe sénaire MN EME ere | 0 ,0008 20 (deux axes) Mn 0,0104 ÉSATIRS) / 16Sn9 3S = rQ MHtSnon 0 0 ,0068 17 790

Si, pour le fer, l'erreur est négligeable, elle est de 0,5 % pour le nickel et elle atteint même 4 % pour certains alliages manganèse-étain non reportés dans le Tableau ci-dessus.

Domaines de validité des extrapolations. — Nous pouvons, d’après le comportement de l’aimantation aux très basses températures, diviser les ferromagnétiques en deux groupes :

a. ceux dont les points de Curie sont supérieurs à 450-5000; b. ceux dont les points de Curie sont inférieurs à ces dernières températures.

Pour ceux qui appartiennent au premier groupe, une extrapolation linéaire, d’après une représentation en T?, permet de connaître 5, avec une bonne approximation, même en se limitant à la température de l’azote liquide.

Pour les ferromagnétiques du deuxième groupe, et d'autant plus que le point de Curie est à une température plus basse, il est nécessaire d'utiliser l'hydrogène liquide.

Enfin, dans beaucoup de cas, et tout particulièrement suivant les axes de facile aimantation, une seule étude de l’aimantation à 20° K permet de déterminer 7, au millième près.

53. Lois d'approche en fonction du champ. — Dans la méthode de mesure de l’aimantation que j'ai utilisée et qui consiste à extraire l'échantillon des champs croissants d’un électro-aimant, la perméabilité des pièces polaires baisse avec la saturation, d’où une diminution de la sensibilité. Il est nécessaire de ramener, au moyen d’une correction qui atteint 500 °/,) pour un champ de 20 000 Oe, la lecture faite au galvanomètre balistique à ce qu’elle eût été si la perméabilité des pièces polaires était restée constante. D'où l'importance de ces corrections pour la connaissance de la loi d'approche.

P. Weiss et R. Forrer [1] ont déterminé expérimentalement ces corrections, en mesurant le moment invariable d’une petite bobine placée dans le champ de l’électro-aimant. Pour des intensités de champs inférieures à 10 000 Oe, les mesures ont donné des résultats sûrs; mais, entre 10 000 et 20 000 Oe, les résultats étaient instables. De ce fait, les corrections entre 10 000 et 20 000 Oe furent déterminées par l’extrapolation de la loi d'approche du fer, connue avec une grande certitude jusqu'à 10 000 Oe. L'aimantation du fer doux n’augmentant que de 0,26 °/,4 entre 5 000 et 10 000 Oe, il eût fallu une précision de 0,1 à 0,2°/$, dans la détermi-

. 5 , , « . . I nation directe des corrections, pour établir avec certitude la loi en Hi

du fer entre 10 000 et 20 000 Oe.

J'ai repris l’étude expérimentale directe des corrections à l’aide d’une petite bobine spécialement étudiée pour avoir un volume peu différent de celui des ellipsoides utilisés et une surface totale constante. Mes résultats confirment ceux de P. Weiss et R. Forrer : jusqu’à 12 000 Oe, j'ai retrouvé, pour le fer, la même loi d'approche. Pour des intensités supérieures à 12 000 Oe, et plus particulièrement pour des intensités proches de 20 000 Oe, je n'ai pu mesurer le moment de la bobine qu'à 3 millièmes près; de ce fait, j'ai, comme les auteurs précités, obtenu les corrections entre 12 000 et 20 000 Oe par extrapolation.

Cependant, les lois d'approche données dans ce travail peuvent être considérées comme exactes. En effet, il est improbable qu'il y ait, à partir de 12 000 Oe, un changement dans la loi d'approche du fer, alors que celui-ci est pratiquement saturé pour des champs faibles. De plus,

les lois d'approche en ñ ont été confirmées par Steinhaus et Gumlich [44]

et par Steinhaus, Kussmann et Schoen [45]. Enfin, les alliages de manganèse ne sont pas aussi doux magnétiquement que le fer; en conséquence, il n’est pas nécessaire de connaître les corrections avec la précision exigée par le fer, pour établir les lois d'approche relatives à ces alliages.