UB LA THÉORIE DE LA P0LARI8ATI0H ROTATOHE

Par m. Er. MALLARD.

Si l'on superpose d'une façon quelconque n lames cristallines très minces, une vibration, rectiligne à l'incidence, se transforme, après avoir traversé p — i lames, en une vibration elliptique. Je désigne le grand axe de cette ellipse par cosï/^i, le petit axe par sinwp^i, le retard de la vibration par <Pp i, l'angle que le grand axe de l'ellipse fait avec la vibration incidente par w^-i, l'épaisseur de la />'*"• lame par e^, les retards que la traversée de cette lame imprime aux vibrations principales par o^ et Cj,» Je pose 6^0^= Op — <?p; j'appelle ^^ l'angle que fait, avec la vibration incidente, la direction de la vibration principale, dont le retard est Op\ je désigne enfin par du^^ d^p, f/co^ les variations éprouvées par u^ (fj iii après la traversée de la ^'*™« lame.

En négligeant les termes en s^', on obtient les relations

dup ^—-tpOp sin2 (P^, — lOp),

^"^P — 2 (^/> + ^y) -h- Ep 5/, CCS 2 {^p — w,,) — — tangw^, e/w^,

TZ

disip zzz— -tp Bp tang 2f/^ j ces 2 ( ?^, — txip)

7C*COS« !/,,, o N„ . / ,Q V

48o ER. MALLARD.

J'ai pu déduire de ces équations des formules susceptibles de donner les propriétés optiques d'un cristal formé par le mélaDge de plusieurs substances isomorphes, en fonction des propriétés optiques de ces substances. Ces équations fournissent aussi une théorie de la polarisation rotatolre.

Quelque complexe que soit la structure d'une molécule cristalline, on peut la considérer comme formée par la juxtaposition d'un nombre plus ou moins grand de milieux biréfringents homogènes. Les équations précédentes peuvent donc s'appliquer à un pareil assemblage y chaque milieu homogène pouvant être considéré comme une lame cristalline. SI Ton fait tomber sur la molécule une vibration rectiligne, on démontre que le grand axe de la vibration elliptique émergente a tourné, par rapport à la vibration Incidente, d'un angle w, qui est ; i** en raison inverse du carré de la longueur d'onde si l'on néglige l'influence de la dispersion cristalline propre à chaque milieu ; 2^ proportionnelle à l'épaisseur de la molécule et à une certaine quantité qui est du même ordre de grandeur que l'épaisseur de l'un des milieux homogènes. Cette dernière quantité est inférieure à la dimension de la molécule, et la grandeur du pouvoir rotatolre de la molécule est, par conséquent, excessivement faible.

Une partie de la rotation w change de sens avec l'azimut de la vibration, mais une autre partie ne dépend, quant à la grandeur et au sens, que de la manière dont les milieux biréfringents homogènes qui composent la molécule sont juxtaposés. Cette dernière partie est nulle lorsque la structure de la molécule est telle qu'on ne peut pas y distinguer un côté droit et un côté gauche.

Si l'on suppose disséminées dans un liquide et orientées dans tous les sens des molécules Identiques entre elles, une vibration rectiligne qui traverse le liquide reste rectiligne, car les phénomènes de double réfraction s'annulent par compensation; la partie de la rotation qui dépend de l'azimut de la vibration s'annule par la même cause, et il ne reste plus que la partie de la vibration qui dépend de la structure de la molécule et qui n'est pas nulle toutes les fois que celle-ci a une droite et une gauche. Cette rotation, lorsqu'elle n'est pas nulle, est proportionnelle au nombre des molécules traversées et à peu près en raison inverse du carré de la longueur d'onde ; elle est de sens contraire pour deux molécules,

POLARISATION ROTATOIRE. 48t

d'ailleurs identiques entre elles, mais symétriques Tune de l'autre par rapport à un plan. On retrouve donc toutes les lois de la polarisation rotatoire moléculaire.

Si l'on oriente les molécules et si on les groupe régulièrement, de manière à en former un cristal, celui-ci manifestera la double réfraction ordinaire, mais ne montrera pas de polarisation rotatoire sensible, le pouvoir rotatoire de chaque molécule étant tellement faible, que le nombre relativement petit de molécules compris dans l'épaisseur d'une plaque cristalline ordinaire ne suffit pas à le mettre en évidence.

Pour que les cristaux soient doués d'un pouvoir rotatoire observable, il faut qu'ils soient formés par des groupements de molécules cristallines qui peuvent être elles-mêmes sans pouvoir rotatoire, mais qui doivent être formées de telle sorte qu'on puisse y distinguer un côté droit et un côté gauche. Dans ce cas, en effet, le pouvoir rotatoire est proportionnel à une quantité qui est de l'ordre de grandeur de la molécule elle-même, et non plus, comme précédemment, de celui des atomes qui la composent.

J'ai donné, dans un autre travail, les lois auxquelles sont assujettis les groupements moléculaires susceptibles d'entrer dans la slruclure d'un cristal. J'ai montré que ces groupements, qui ne peuvent se produire que dans les substances à forme limite, ont pour résultat de donner au cristal un axe de symétrie. Si l'axe qui apparaît ainsi est simplement binaire, il ne se produit pas de pouvoir rotatoire. Celui-ci ne peut donc exister que dans les cristaux uniaxes ou uniréfringents : c'est, en effet, ce que constate l'observation.

Lorsque le groupement est ternaire ou senaire, comme dans les groupements de lames micacées de M. Reusch, on démontre aisément que la rotation de la vibration, pour une direction de propagation suivant l'axe, est indépendante de l'azimut de la vibration, proportionnelle à l'épaisseur du cristal et en raison inverse du carré de la longueur d'onde si l'on néglige la dispersion cristalline de ta molécule composante.

Pour des directions de propagation peu inclinées sur l'axe, et en se restreignant au cas où la rotation (i> et la quantité sin u (qui est le petit axe de l'ellipse vibratoire) sont de petites quantités dont on peut négliger le cube, on démontre que, pour une vibra-

48a A. RIGHI.

tion incidente dirigée suivant Tune des sections principales du cristal, on a

sin*iEA sinEA

(t)o étant la rotation suivant Taxe, E Tépaisseur du cristal et A la différence des relards des deux vibrations parallèles aux sections principales du cristal.

Cette expression de w se ramène à celle au moyen de laquelle Cauchy a représenté le pouvoir rotatoire du quartz suivant des directions obliques et qui a été vérifiée expérimentalement par M. Jamin.

Il est aisé de voir que (i> change périodiquement de signe pour des valeurs de A graduellement croissantes et que sa valeur absolue s^annule pratiquement d'une manière assez rapide. Le signe de u reste le même pour une même vibration ; il est opposé pour les deux vibrations principales, lesquelles ont le même co ; u s'annule d'ailleurs aussi très rapidement lorsque A croît.

Pour les cristaux cubiques doués du pouvoir rotatoire, on a A = o, et par conséquent w = (Oo, pour toutes les directions de propagation, ce qui est conforme à l'observation.

GOHTRIBUTIOHS A LA THÉOBIE DE yAIMAHTATIOH DE L'AGIEB; Pab m. a. RIGHI.

[Extrait par l'auteur (*)].

A. Méthode des expériences, — Dans ces expériences, on doit mesurer l'aimantation temporaire (pendant que l'hélice magnétisante est parcourue par un courant constant), et l'aimantation ;;e/tnanente (lorsque le courant est interrompu). La bobine magnétisante est fixée à demeure perpendiculairement au méridien et aune certaine distance d'un galvanomètre de Wiedemann, auquel on a oté ses bobines. Une deuxième bobine, placée au delà de l'instru-

(') Dam cet extrait on a eu égard particulièrement à la partie expérimentale du travail. Voir Atii delV jiccademia délie Seieaze di Bologna, 4* série, t. I.

ment et qui, lors de la mesure de Taimantation temporaire, est parcourue par le même courant que la bobine magnétisante, compense exactement l'action de cette dernière. Les déplacements du miroir du galvanomètre mesurent donc Taimantation temporaire; la déviation restante après l'inturruption du courant donne Taimantation permanente.

Quelquefois cette dernière était extrêmement faible. On plaçait alors la barre d'acier aimantée à une distance moindre de l'instrument, après avoir mesuré le rapport des déviations aux deux distances, pour pouvoir réduire les mesures à une même unité lorsque cela était nécessaire.

L'ouverture et la fermeture du courant ont été faites de deux manières : rapidement ou lentement. La fermeture et l'ouverture rapides du courant étaient obtenues à l'aide d'un fil de cuivre amalgamé, plongeant dans un godet à mercure. Pour la fermeture lente et l'ouverture lente, le circuit comprend un rhéostat de la forme suivante : un grand vase de verre est rempli d'une solution saturée de sulfate de cuivre dans lequel plongent deux électrodes de cuivTc fixées invariablement sur une traverse de bois qui s'appuie sur les bords du vase. Ces deux lames sont larges et très rapprochées en haut : leur distance augmente et leur largeur diminue en bas jusqu'à former deux pointes. De cette manière, tandis que la résistance opposée par le liquide est très petite lorsque la traverse de bois est appuyée sur les bords du vase, elle devient plus ou moins grande quand on retire plus ou moins le système du liquide. Et si les pointes terminales des deux lames de cuivre touchent légèrement le liquide dans la surface capillaire, près des parois du vase, la résistance est très grande et l'intensité du courant presque annulée. On comprend dès lors comment on peut, avec ce rhéostat, fermer ou ouvrir lentement le courant.

On sait qu'en fermant plusieurs fois le courant dans la bobine on augmente chaque fois l'aimantation temporaire et permanente de la barre d'acier. Les accroissements sont chaque fois plus petits et tendent vers zéro. Si donc l'on doit étudier les moments magnétiques d'une même barre obtenus en ouvrant ou en fermant le circuit de différentes manières, on peut commencer par fermer plusieurs fois le courant d'une certaine manière, puis on ferme le courant de l'autre manière, et l'augmentation du moment magné-

484 À. RIGHL

tique, soit temporaire soit permanente, est beaucoup plus grande que celle due simplement à une nouvelle fermeture du courant. On opère de même pour voir Finfluence des diaphragmes métalliques, etc.

On peut aussi faire usage de plusieurs barres identiques, et comparer les moments magnétiques ( temporaires ou permanents) obtenus parles divers procédés ou enfin expérimenter avec une même barre successivement de plusieurs manières différentes, mais en la recuisant après chaque aimantation. Dans ce qui suit on doit entendre, lorsqu'il n'est pas dit le contraire, que l'acier dont on fait usage est parfaitement recuit.

B. Phénomènes d'induction qui accompagnent l'aimantation, — 1. L'aimantation permanente d'une barre d'acier croit en l'entourant d'un diaphragme métallique, et d'autant plus qu'elle est moins longue par rapport à son diamètre et que le nombre de tours dujil de la bobine est plus petit (* ).

Pour expliquer ces faits, comme aussi tous ceux qui suivent, je pars de l'idée théorique admise par beaucoup de physiciens, que l'aimantation n'est que l'orientation des molécules magnétiques, dont les polarités étaient auparavant masquées parleur disposition irrégulière. A ce point de vue, le magnétisme permanent est dû à une espèce àe frottement qui s'oppose à ce que les molécules reviennent exactement à leurs positions initiales, lorsque le courant est interrompu.

Mais, en vertu de son inertie, chaque molécule peut vaincre plus ou moins ce frottement à la fin de son mouvement de retour. Si l'on peut rendre moindre la vitesse de la molécule, elle s'arrêtera plus loin de la position initiale, et la barre acquerra une plus grande aimantation permanente. De même, chaque molécule, au moment où l'on ferme le courant, doit d'arrêter à une direction plus ou moins éloignée de la direction initiale, selon que sa vitesse est plus ou moins grande. Pour une même force magnétisante, on doit donc pouvoir obtenir des moments magnétiques différents. Si, par exemple, la force magnétisante croît lentement de zéro à sa valeur

(') On peut employer comme diaphragme, soit un tube de laiton, soit une couche de mercure remplisiant l'interTalle entre la barre et la bobine.

finale X, chaque molécule s'arrête dès que le couple qui agit sur elle pour la déplacer est plus grand d'une certaine quantité / que celui qui tend à la ramener à la direction initiale, /est le couple minimum nécessaire pour vaincre le frottement lorsque la molécule n'a pas de vitesse. Si, au contraire, on arrive à la même force magnétisante en faisant lentement décroître une force infinie (pratiquement, on commence par fermer un courant très fort, et on le fait décroître lentement), chaque molécule s'arrête plus loin de la direction qu'elle avait avant l'aimantation, savoir lorsque c'est le couple qui tend à la faire revenir à cette direction qui est plus grand que le couple magnétisant de la quantité /. Le moment magnétique temporaire ainsi obtenu sera le maximum relativement à la force magnétisante X, tandis que celui obtenu en faisant croître lentement la force magnétisante de zéro à X sera le minimum. Lorsque la force magnétisante X agit d'une manière quelconque, la molécule, par son inertie, passe au delà de la direction qui correspond au moment minimum^ et s'arrête entre les deux directions extrêmes qui correspondent aux deux cas précédents; le moment magnétique aura ainsi une valeur comprise entre le minimum et le maximum que nous venons de définir. Des coups ou des vibrations communiquées à la barre auront pour effet d'amener chaque molécule dans la direction où le couple résultant est zéro ; de là un changement de moment magnétique que l'expérience a montré depuis longtemps.

Nous avons dit qu'une molécule, en revenant vers la direction initiale au moment où la force magnétisante cesse d'agir, peut, par sa vitesse acquise, vaincre le frottement et s'en approcher plus ou moins. Si la molécule n'avait qu'une vitesse extrêmement faible, elle s'arrêterait dès que le couple qui agit sur elle pour la conduire à la direction initiale aurait la valeur /. Plus elle aura de vitesse, plus près de cette direction elle devra s'arrêter. Il peut se faire même que, si cette vitesse est très grande, la molécule aille s'arrêter au delà de la direction initiale. La barre d'acier pourra alors montrer une aimantation inverse (').

Dans Texpérience qui nous occupe actuellement, ce sont les courants d'induction développés dans le diaphragme métallique

(') Comptes rendus des séances de Vjiceidémie des Sciences, t. XC, p. C88; 1880.

qui ralentissent le mouvement de retour des molécules. En effet, ces courants étant directs, ils continuent Faction du courant principal sur la barre. C'est comme si le courant diminuait d'intensité plus lentement. Les molécules, n'étant pas instantanément abandonnées à leurs actions réciproques, reviennent plus lentement vers la direction initiale.

De même, le courant inverse qui se développe dans le diaphragme au moment de la fermeture doit produire une diminution dans l'aimantation temporaire, et par conséquent aussi dans Taimanlation permanente. Tout cela est confirmé par des expériences. L'induction à la fermeture produit donc un effet opposé à celui de l'induction d'ouverture. Les expériences montrent que celui-ci est le plus fort.

Il est évident qu'un tube métallique placé à côté de la barre doit produire des effets opposés. C'est ce que l'expérience confirme encore.

Pour séparer les effets d'induction dus à la fermeture de ceux qui sont dus à l'ouverture du circuit, il suffit de fermer et d'ouM-ir, tantôt rapidement, tantôt lentement le circuit. Ainsi, lorsque dans une mesure le courant est fermé rapidement et ouvert lentement, et que dans une autre il est fermé et ouvert lentement, la différence de moment permanent sera due à l'induction de fermeture. On trouve que:

2. Lorsque le courant est fermé lentement et oui^ert rapidement, la barre acquiert plus de magnétisme si elle est au dedans du tube métallique que si elle est à côté ; c'est le contraire lorsque le courant est oui^rt rapidement et fermé lentement.

Si l'on aimante en même temps deux barres, l'une d'elles placée au dedans du diaphragme et Tautre à côté, mais trè-^ près de la première, l'action des deux barres s'ajoute à celle des courants développés dans le diaphragme.

J'ai aussi expérimenté avec deux tubes d'acier ceupés selon une génératrice; l'un d'eux était introduit dans un tube de laiton qui, à son tour, était introduit dans le deuxième tube d'acier. Je mesurais le magnétisme permanent du tube intérieur toujours en ouvrant lentement le circuit, après l'avoir fermé tantôt d'une manière lente, tantôt à la manière ordinaire. L'acier intérieur reçut toujours plus d'aimantation dans le premier cas que dans le second.

La différence augmente en substituant au tube extérieur d'acier un tube de fer doux. Évidemment le courant induit de fermeture qui se développe dans le laiton accélère la formation de Taimantation temporaire dans le tube extérieur et la retarde dans le tube intérieur ; et, comme Taction du magnétisme acquis par le tube extérieur tend à donner une polarité opposée au tube extérieur, celui-ci s'aimante d'autant moins. La présence simultanée du tube de laiton et du tube extérieur produisent une diminution d'aimantation de l'acier intérieur beaucoup plus grande que celles que le diaphragme et le tube extérieur peuvent produire séparément.

C. Distribution intérieure du magnétisme. — Les dernières expériences expliquent le fait démontré par M. Jamin, que l'aimantation permanente dans une barre d'acier décroît de l'extérieur à l'intérieur; mais, en même temps, elles laissent soupçonner que la distribution du magnétisme doit dépendre de la manière dont commence et finit la force magnétisante. En effet, une couche superficielle de l'acier est, par rapport à une couche intérieure, dans des conditions semblables à celles du tube extérieur au diaphragme, par rapport au tube d'acier intérieur dans les expériences précédentes. La couche intérieure doit, à cause de cela, prendre un magnétisme temporaire ou permanent moindre que si le courant est ouvert lentement.

Si le courant est ouvert à la manière ordinaire, et si la barre d'acier est longue par rapport à son diamètre, comme dans les expériences de M. Jamin, l'aimantation permanente décroît encore de l'extérieur à l'intérieur, à cause de l'action réciproque des molécules de la barre qui tend à les maintenir déviées, bien que l'induction d'ouverture doive ramener plus vite les molécules superficielles vers la direction initiale. Mais on verra que, avec une barre courte par rapport à son diamètre, on peut obtenir plus d'aimantation à l'intérieur que près de la surface.

Une conséquence de ce qui précède, d'ailleurs vérifiée par l'expérience, est la suivante :

3. Une barre d'acier placée dans un tube de fer s'aimante beaucoup moins si le tube est complet que s'il est coupé longitudinalemenl; la différence est plus grande as^ec un courant faible, et elle disparaît si le courant est fermé lentement.

Cette dernière proposition nous conduit à une conséquence remarquable, c'est que la pénétration de Taimantation doit être différente, selon que le circuit de la bobine magnétisante est fermé et ouvert lentement ou rapidement.

Pour vérifier cette conséquence, j'ai adopté une méthode semblable à celle de M. Jamin. Après avoir aimanté la barre d'une manière déterminée et avoir mesuré son moment magnétique et son poids, je la faisais ronger par l'eau régale, et de temps en temps je mesurais de nouveau son moment et son poids. Comme exemple, je rapporte les mesures faites sur deux barres presque identiques, aimantées en ouvrant lentement le circuit; mais pour la première on a fermé le circuit lentement, et pour la seconde, rapidement.

Barre longue de 26""*; diamètre, 18"".

Poids 46^, 1 1 44^S 44 43^% o5 42?% 12

Mom. magnétique.. 5i 34 28 27

Barre longue de 27"'" ; diamètre 1 8™".

Poids 47«S96 45^35 435S43 4o»%5o

Mom. magnétique.. 118 4^ ^^8 i5

40^, Oi

La deuxième barre s'aimante beaucoup plus que la première pour une raison qui sera expliquée, mais son magnétisme disparaît plus rapidement par la corrosion dans l'acide. Cette expérience et d'autres semblables montrent évidemment que :

4. L'aimantation pénètre à une profondeur plus ou moins grande, selon que le circuit est fermé plus ou moins lentement.

En ouvrant rapidement le circuit, l'induction, avons-nous dit, a pour effet de faire retourner plus rapidement vers la direction * initiale les molécules qui sont près de la surface, et, si l'on opère avec une barre dont la longueur ne soit pas beaucoup plus grande que son diamètre, cet effet n'est pas balancé par l'action réciproque des molécules orientées. On obtient alors aisément des barres dont l'aimantation est moindre à la surface qu'à l'intérieur, ou même des barres dont l'aimantation permanente des couches superficielles est opposée à celle des couches intérieures et à l'aimantation temporaire qu'avait la barre avant l'ouverture du courant. En ce cas, en ôtant les couches superficielles par l'acide, le moment magnétique

croît jusqu'à une certaine valeur, et diminue ensuite. Voici un exemple : une barre longue de 64"°*, et de 18"", 6 de diamètre, pesant 1 188',86, fut aimantée en fermant lentement et ouvrant rapidement le circuit ; on obtint

Poids iiSS'jSe 115^^,60 io3»S95 968^,85 78s%4o

Mom. magnétique.. 10, 5 68,5 ii3 189 128

Avec une barre d'une longueur peu supérieure à son diamètre, l'aimantation inverse des couches superficielles l'emporte sur celle des couches profondes, et la barre montre le phénomène de la polarité anomale. Par l'action de l'acide, le moment magnétique diminue, puis s'annule, et enfin on a une aimantation normale. Ces expériences peuvent se résumer ainsi :

5. Lorsqu'on ouvre rapidement le circuit j on produit une diminution de V aimantation, particulièrement dans les couches superficielles, La barre peut avoir ainsi plus d ^aimantation dans les couches profondes que près de la surface, ou encore elle peut avoir dans les couches superficielles une polarité inverse.

La pénétration de l'aimantation dépend donc de la manière dont elle s'accomplit ; dès lors il me semble convenable de renoncer à l'expression de conductibilité magnétique,

M. Jamin a démontré que la désaimantation d'une barre par un courant inverse plus faible est due à ce que Taction de celui-ci pénètre moins et que la barre conserve dans les couches profondes la première aimantation, pendant qu'une aimantation opposée se forme près de la surface. Après avoir vérifié ce fait, j'ai expérimenté en fermant et ouvrant lentement le circuit, tant dans la première aimantation que dans la seconde de sens contraire. De cette manière, le deuxième courant peut réduire à zéro le moment magnétique de la barre, et l'action de l'acide ne montre plus l'existence de couches d'aimantation opposée : la barre est vraiment sans aimantation sensible dans toute sa masse. L'explication donnée par Marianini et M. Wiedemann subsiste donc à côté de celle de M. Jamin, et Ton peut dire que :

6. Les propriétés d'une barre désaimantée par un courant négatif ne sont pas dues toujours à l'existence de couches aimantées en sens contraire; ces couches ne se forment pas si le circuit estfet^mé et ouvrer t lentement.

En particulier, la barre aimantée par un courant puis désaimantée par un courant inverse plus faible, l'un et l'autre fermés el ouverts lentement, s'aimante plus par un nouveau courant s'il est dirigé dans le sens du premier qu'en sens contraire.

D. Influence de la manière dont on ferme et on ouvre le circuit sur le moment magnétique temporaire et permanent, — Il est temps de montrer directement l'influence qu'a la vitesse acquise par les molécules de l'acier, soit au moment de la fermeture, soil au moment de l'ouverture du courant.

Quant à la fermeture, il est clair que, plus petite sera cette vitesse, plus petit aussi deviendra le moment magnétique temporaire et le moment permanent, car chaque molécule s'éloigne d'autant moins de sa direction initiale que sa vitesse est moindre. En effet, on trouve que :

7. Le magnétisme temporaire d'une barre est d'autant plus grand que le circuit est fermé plus rapidement.

Il est vrai que la distribution intérieure du magnétisme est différente selon que le circuit est fermé lentement ou rapidement. Mais si l'explication donnée est juste, la différence entre les deux manières de fermeture doit devenir plus marquée si, avant d'envoyer le courant dans la direction ordinaire, on a fermé pour quelques instants le courant dans la direction opposée. De cette manière, les molécules ont à se déplacer d'un angle plus grand, et, lorsque la fermeture est instantanée, elles doivent acquérir une plus grande vitesse. L'expérience fait voir en effet que :

8. L'augmentation d'aimantation temporaire qu'on a enfermant rapidement le circuit, au lieu de le fermer lentement, devaient plus grande si chaque fermeture est précédée par l'action d'un courant inverse.

D'autres expériences ont démontré ce que nous avions déjà prévu par la théorie, c'est-à-dire que :

9. Le moment magnétique temporaire que prend une barre d'acier avec une intensité donnée du courant est plus grand si l'on arrive à cette intensité en partant d'une intensité plus grande, au lieu d'y arriver directement; cela est vrai même quand les variations d'intensité du courant sont graduelles.

Les variations de moment temporaire ne sont toujours que très

petites, et sont assez marquées seulement dans des barres d^une forme allongée. Le moment permanent , au contraire, varie beaucoup suivant la manière dont le circuit est ouvert et fermé, et ces variations deviennent extrêmement grandes avec des barres dont la longueur ne dépasse pas beaucoup le diamètre. Mes expériences ont montré très nettement que :

10. L'aimantation permanente d'une barre d'acier est d'autant plus grande quelle est plus rapidement exposée à V action de la force magnétisante {par exemple enfermant rapidement le circuit au lieu de le fermer lentement). L'effet est d'autant plius marqué que la barre est moins longue par rapport à son diamètre' et que la bobine magnétisante a moins de tours,

i \ . L'aimantation permanente est d'autant plus grande que la barre est soustraite plus lentement à l'action de la force magnétisante {par exemple, en ouvrant lentement le courant).

Ainsi, pour une barre longue de 56"™ et de 18"™ de diamètre, le moment magnétique permanent ^obtenu en ouvrant rapidement le circuit fut, dans une expérience, environ la sixième partie de celui obtenu en ouvrant lentement. Avec une barre de forme encore moins allongée, ce rapport deviendrait beaucoup plus petit, et il change même de signe, car, en ouvrant rapidement, on peut avoir Taimantation inverse.

En accumulant les effets dus à la fermeture et à l'ouverture du courant, on obtient des moments magnétiques permanents extrêmement différents. Ainsi, en fermant lentement et ouvrant rapidement le circuit, une barre longue de 72"*"* et de 10"*"* de diamètre acquit 38 de moment magnétique ; la même barre, avec le même courant, fermé rapidement et ouvert lentement, acquit 461. Avec une barre longue de tiô"*"* et de 18"*™ de diamètre, on eut — 19 dans le premier cas et -j- 5i dans le second.

En plaçant dans Thélice magnétisante en même temps deux barres d'acier, chacune s'aimante moins que si elle était seule, car Faction réciproque des deux barres est opposée à celle de l'hélice. Si les barres ont mêmes dimensions, mais sont trempées à un degré différent, l'une d'elles s'aimante plus rapidement, et, agissant sur l'autre en sens contraire du courant, celle-ci s'aimante très peu. C'est la barre plus trempée qui s'aimante plus lentement. En effet, on trouve que :

49a A. RIGHI.

12. En aimantant en même temps deux barres égales, mais diversement trempées, la diminution d'aimantation due à lew action réciproque est beaucoup plus grande dans la barre la plus trempée que dans l'autre.

Il est vrai que, lorsqu'on éloigne l'une de l'autre les deux barres pour en mesurer le moment magnétique, l'aimantation de chacune augmente un peu ; mais cette augmentation est petite par rapport aux différences dont on veut démontrer l'existence.

En changeant la manière d'ouvrir et de fermer le courant, on peut séparer les effets dus au commencement et à la fin de l'action du courant, et l'on trouve que :

13. Enfermant lentement le circuit et l'ouvrant rapidement, la barre plus trempée s'aimante plus que l'autre. Le contraire a lieu enfermant rapidement et en ouvrant lentement le circuit.

Cela s'explique aisément. Dans le second cas, où la fermeture est très rapide, les molécules de la barre plus trempée se trouvent peu éloignées de leur direction initiale pendant que celles de la barre moins trempée ont déjà tourné beaucoup. Dans le premier cas, les deux barres s'aimantent de la même manière lorsqu'on ferme le courant, car la rotation des molécules est lente dans l'une comme dans l'autre; mais, au moment de l'ouverture instantanée, la barre la plus trempée retient plus d'aimantation, car le frottement des molécules y est plus grand et le mouvement de celles-ci y est plus lent.

Dans une barre de grand diamètre, les molécules semblent se déplacer en moyenne plus lentement que dans une barre mince de même longueur. En effet, on trouve que :

14. En aimantant ensemble deux barres de diamètre différent, c'est celle dont le diamètre est plus grand qui ressent le plus l'effet de leur influence réciproque.

Avec des lames d'acier très voisines, on a un effet opposé.

E. Magnétisme inverse. — J'ai expliqué déjà qu'en vertu de leur inertie les molécules, en revenant vers la direction initiale, peuvent la dépasser et s'arrêter de l'autre côté, et que cela arrive en effet dans les couches extérieures d'une barre d'acier très courte. Avec des barres de même diamètre et de longueiu^ différentes,

qu'on aimante avec le courant d'un nombre variable de couples, on arrive à ces résultats :

15. En aimantant des barres de même diamètre et de plus en plus courtes^ le moment magnétique devaient plus faible, puis sannule, et enfin on a l'aimantation anormale ou inverse. L'inversion commence pour des longueurs d 'autant pltis grandes que le courant est moins intense,

16. Pour une même barre aimantée par des courants d'intensité croissante, l'aimantation inverse croît en valeur absolue jusqu'à un maximum, puis diminue jusqu'à devenir nulle, et enfin elle fait place à l'aimantation normale.

Tout cela a été trouvé en fermant et ouvrant le circuit à la maDière ordinaire. Mais nous savons déjà que la manière dont le courant commence et finit a une influence très grande. Un grand nombre d'expériences concordantes ont démontré que :

17. L'inversion ne peut s'obtenir qu'en ous^rant rapidement le circuit. En le fermant rapidement, l'aimantation inverse [qui n'a Heu en ce cas que pour des courants d'intensité inférieure à une certaine limite) fait place à l'aimantation normale, pour une intensité de courant moindre que lorsque le circuit est fermé lentement; cette influence du mode de fermeture est d'autant plus sensible que le fil de la bobine fait moins de tours.

En résumé, les conditions les plus favorables à la production de l'aimantation anormale sont les suivantes : barre d'acier recuite, dont la longueur soit peu supérieure au diamètre; courant assez fort; bobine avec peu de tours; fermeture lento du circuit et ouverture rapide. L'effet de la fermeture lente du circuit peut s'obtenir aisément sans rhéostat, en fermant le circuit à la manière ordinaire et en introduisant ensuite lentement la barre dans la bobine. D'une manière analogue, on pourrait soustraire la barre lentement à l'action de la force magnétisante, en l'éloignant de la bobine avant d'ou\Ti rie circuit.

Il est facile avec une même barre d'obtenir tantôt l'aimantation inverse, tantôt la normale. Il suffit d'exposer graduellement la barre à la force magnétisante, et puis d'ouvrir instantanément le circuit pour obtenir l'aimantation inverse, et d'exposer la barre d'une manière quelconque à l'action de l'hélice, puis de l'en extraire lentement pour obtenir l'aimantation normale. Une petite bous-

y. de Pkjs., t. X. (Novembre 1881.) 35

sole dont Taiguille très mobile a o™,oi de longueur sufBt pour montrer le sens de raimantatîon.

Toute cause qui peut rendre lente et graduelle la cessation du courant aura pour effet de rendre moindre la vitesse avec laquelle les molécules se meuvent vers la direction initiale, et, en conséquence, de rendre moindre Taimantation inverse, ou même d'y substituer Paimantation normale. Les expériences prouvent en effet que :

18. Si, au moment de V ouverture y des courants induits se développent en quelque masse métallique, ou l'aimantation reste anormale, en de\fenant toutefois moins forte, ou bien elle se change dans l'aimantation ordinaire.

Enfin, l'expérience prouve que la polarité inverse s'obtient surtout avec l'acier non trempé. Dans l'acier trempé, le frottement qui s'oppose au mouvement des molécules est si grand, qu'au moment de l'ouverture du courant elles s'arrêtent toujours avant d'arriver à la direction initiale.

F. Déplacement de l'axe magnétique d'un disque d'acier aimanté. — Qu'on imagine un -disque d'acier horizontal, mobile autour de son centre dans son plan et placé au milieu d'une bobine. Si l'on envoie un courant dans la bobine, le disque s'aimante, et la ligne des pôles, ou axe magnétique, coïncide avec l'axe de la bobine. Si alors on tourne le disque d'un certain angle qu'une alidade avec vemier mesure sur un cercle gradué, et qu'on envoie un nouveau courant, le disque reste encore aimanté, mais la ligne des pôles ne coïncide plus avec l'axe de la bobine. Elle s'est déplacée d'un angle qu'on peut mesurer en tournant le disque jusqu'à ce que la ligne des pôles coïncide de nouveau avec l'axe de la bobine, ce qui est facile à constater très exactement si la bobine a son axe dans la direction du méridien, et si une petite aiguille aimantée portant un miroir est suspendue au-dessus de la bobine, dans le prolongement de l'axe de rotation du disque. Des expériences nombreuses ont démontré que : 19. Le déplacement angulaire de la ligne des pôles d'un disque croît avec l'intensité du deuxième courant, et, lorsque celui-ci surpasse une certaine ^valeur, croît aussi a\^ec l'angle duquel on a déplacé le disque entre l'une et l'autre aimantation.