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Si le fer est, de toutes les substances, celle où les propriétés magnétiques se manifestent avec le plus d'intensité, ces propriétés se rencontrent pourtant, à un moindre degré, dans d'autres métaux, et même, en élargissant un peu la définition du magnétisme, on peut dire que tous les corps sont plus ou moins sensibles aux sollicitations de cette force mystérieuse.

On savait depuis longtemps que deux métaux, le nickel et le cobalt, sont attirables à Taimant, et qu'ils peuvent prendre un magnétisme permanent ; on avait réussi à fabriquer des aiguilles de boussoles en cobalt et en nickel parfaitement purs. Dans les collections minéralogiques de Saint-Pétersbourg, il y avait des échantillons de minerai de platine qui offraient une polarité nettement accusée. Le physicien hollandais Brugmans voulut en 1778 approfondir cette question. Il examina une foule de substances en les faisant flotter sur l'eau ou sur le mercure et en leur pré-

3iO LB MAGNÉTLSÏE.

sentant Tun des pôles d'un fort aimant. Il trouva un grand nombre de corps qui obéissaient à Tattraction magnétique, notamment tous ceux qui renferment des traces de fer. Les corps organiques étaient attirés davantage lorsqu'on les réduisait en cendres. Quelques pierres fines, comme le gi^enat^ s'aimantaient d'une manière durable ; les terres blanches^ comme la craie, et les cristaux parfaitement limpides se montraient au contraire insensibles à l'attraction de l'aimant. Enfin Brugmans constata que le bismuth était repoussé par les deux pôles.

Coulomb reprit ces recherches en 1812 à l'aide de sa balance magnétique et de la méthode des oscillations. La sensibilité de ces procédés est telle que l'attraction magnétique lui révélait les plus faibles traces de fer. Un alliage d'argent et de fer où le fer n'entrait que pour tjvôôô paraissait encore exercer une influence sur l'aiguille aimantée. On fut dès lors tenté d'expliquer le magnétisme de certains corps, comme le nickel, par la présence du fer. Mais d'après Biot, une aiguille d'un nickel où le célèbre chimiste Thénard n'avait pas trouvé la moiudre trace de fer acquérait un pouvoir magnétique égal au tiers de celui d'une aiguille d'acier des mêmes dimensions, lorsqu'on les frottait avec le même aimanta Comment attribuer un effet aussi sensible à des traces de fer que l'analyse la plus habile était impuissante à découvrir? 11 fallut donc se rendre à l'évidence et convenir

^ On a expérimenté, tout récemment, la boussole à aiguille de nickel de H. Wharton; mais les résultats n'ont pas été satisfaisants.

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que le nickel était une substance magnétique comme le fer. Hansteen d'ailleurs, en continuant les expériences de Coulomb, trouva que la plupai^t des corps, surtout ceux qui s'étendent dans le sens vertical, prenaient sous l'influence du magnétisme terrestre une faible polarité propre.

En 1824, M. Becquerel, en observant les effets produits par des aimants très énergiques, vit des ai- (piilles de bois, de gomme-laque, etc., se diriger parfois perpendiculairement à la ligne des pôles, comme par suite d'une polarité transversale. Le Baillif, en 1827, entreprit d'étudier les propriétés magnétiques de diverses substances à l'aide d'un appareil qu'il * nomma sidéroscope, parce qu'il devait révéler la présence des plus faibles traces de fer ;.c'était un fétu de paille suspendu horizontalement à un fil et muni à ses extrémités de deux aiguilles à coudre aimantées dont l'ensemble réalisait un levier astatique.' Le Baillif constata que l'antimoine et le bismuth repoussaient les aiguilles.

Grâce à la puissance extraordinaire de ses électroaimants. Faraday put, en 1845, fjiire un pas de plus et démontrer que tous les corps sont sensibles à l'action de l'aimant : les uns, les corps magnétiques dans l'ancienne acception du terme, sont attirés, les autres repoussés. Placés entre les pôles d'un aimant, ces derniers se mettent en croix avec la ligne des pôles, tandis que les premiers se dirigent suivant cette ligne ; c'est à cette circonstance que font allusion les noms que Faraday donne aux uns et aux autres. 11 appelle corps paramdgnétiques les corps magnétiques pro-

313 LE HAGNÊTISÏB.

prement dits, comme le Fer, et coqts diamagnétiques ceux qui, comme le bismuth, sont repoussés par les pùles de l'aima ut.

La figure 104 représente l'appareil qu'on emploie pour ces expériences. C*est un puissant électro-aimant dont les deux branches, opposées l'une à l'autre, peu-

. Fig. 101. — DilDUgnéltsme.

vent être écartées à volonté. Les pdlos sont munis d'armures terminées par de petits cônes ; c'est entre ces cônes qu'on suspend à un fil un petit barreau, formé de la substance que l'on veut exposer à l'action de l'électro-aimant. Si cette substance est magnétique, le barreau prend la position axiale, c'est-à-dire qu'il se dirige parallèlement à la ligne des pôles, comme une aiguille aimantée ; si elle appartient à la catégorie des corps diamagnétiques, le barreau prend

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la position équatoriale^ c'est-à-dire qu'il se dirige perpendiculairement à la ligne des pôles, comme par l'effet d'une répulsion symétrique. Le mouvement de rotation par lequel il se dirige dans cette ligne se fait indifféremment de droite à gauche ou de gauche à droite, ce qui prouve que les deux pôles agissent de la même façon. On peut d'ailleurs aussi constater cette répulsion, en donnant aux substances diamagnétiques la forme d'une petite boule.

Pour étudier les liquides, Faraday les enfermait dans des tubes de verre. Plûcker les déposait en couches très minces sur un verre de montre qu'il plaçait sur deux armatures horizontales; les liquides magnétiques s'accumulent au-dessus des bords des armatures et y forment deux saillies parallèles, les liquides diamagnétiques se creusent aux mêmes endroits.

L'action des aimants sur les gaz a été constatée par M. Bancalari, en plaçant une flamme un peu au-dessous des deux pôles, terminés en pointes; la flamme se déprime et se jette des deux côtés de l'axe. Plûcker a étudié ensuite les gaz colorés, en observant la déviation d'un courant ascendant sous l'influence des pôles de l'aimant. Faraday réussit à rendre visible la déviation d'un jet de gaz incolore, en le chargeant d^un peu d'acide chlorydrique et en lui opposant un petit tube rempli d'ammoniaque, où l'acide chlorhydrique dégageait des vapeurs blanches. Il put constater que l'oxygène est fortement magnétique, et que c'est à peu près le seul gaz qui ait cette propriété. M. Edmond Becquerel avait d'ailleurs découvert les propriétés magnétiques de l'oxygène dès 1849. D'après

ses évaluations, à poids égal, l'oxygène est environ 3000 fois mgjns magnétique que le fer ; or, la densité de l'oiygène étant —-g, 2 mètres cubes de ce gaz, à la pression d'une atmosphère, pèsent un peu moins de 5 kilogrammes et agiraient, par conséquent, sur l'aiguille aimantée comme 1 gramme de fer, en les supposant comprimés sous un petit volume. L'oxygène ne formant qu'un cinquième du poids de l'air, et l'azote étant à peu près indiflerent (commeaussi l'hydrogène et l'acide carbonique), l'air est, à poids égal, cinq fois moins magnétique que l'oxygène ; 1 mètre cube d'air a un pouvoir magnétique représenté par H centigrammes de fer, et l'influence de l'atmosphère entière équivadt à celle d'une couche de fer d'une épaisseur de Yô ^c millimètre qui couvrirait toute la terre. Voici la liste des principaux corps magnétiques ou diamagnétiques :

CORPS BIAGMÉTIQUES ;.

Métaux. — Fer, nickel, cobalt, platine, palladium, titane, manganèse, chrome, cérium, osmium, lanthane, molybdène.

La plupart des oxydes et sels de métaux magnétiques.

Le papier, la porcelaiue, la tourmaline, etc.

L'oxygène, le bioxyde d'azote.

CORPS DIAMAGNÉTIQUES :

Métaux. — Bismuth, antimoine, zinc, étain, cadmium, mercure, plomb, argent, cuivre, or, arsenic, uranium, rhodium, iridium, tungstène.

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Phosphore, soufre, charbon, tellure, iode.

La plupart des oxydes et sels de métaux diamagaétiques.

L'eau, la glace, Talcool, l'éther, les huiles, les essences et, en général, les substances organiques : cire, bois, ivoire, cuir, lait, sang, etc.

L'hydrogène et la plupart des autres ga%.

Ainsi, depuis le fer jusqu'au bismuth, on peut classer tous les corps en une série continue, où l'action exercée par l'aimant est d'abord attractive et va en décroissant, puis s'annule et enGn devient répulsive et augmente.

Quelle est la cause de cette action, qui se manifeste d'une manière si générale? L'attraction que le fer subit de la part d'un aimant s'explique, nous l'avons vu, par une polarité temporaire qu'il prend sous rin> fluence de l'aimant, chaque pôle de ce dernier faisant naître un pôle de nom contraire, qu'il attire. Eh bien! pour nous rendre compte de la répulsion diamagnétique, il suffît de généraliser cette explication et d'admeltre que les pôles de Taimant développent, dans certaines substances, des pôles de même nom.

Cette hypothèse s'était tout de suite présentée à l'esprit de Faraday, comme la plus naturelle, et quoiqu'il l'ait abandonnée plus tard, elle paraît la seule acceptable dans l'état actuel de nos connaissances, surtout depuis les recherches que Guillaume Weber et John Tyndall ont consacrées à cette question.

Pour démontrer que le pôle nord d'un aimant développe à l'extrémité voisine d'un barreau de bismuth / un pôle de même nom, il sufBt de constater que l'ex-

trémité ainsi influencée est attirée par le pôle sud d'un autre aimant et repoussée par son pôle nord. Enveloppé d'une bobine magnétisante, le barreau de bismuth prend, comme le fer doux, deux pôles opposés, seulement le pôle austral est à la droite du courant au lieu d'être à sa gauche, comme cela s'observe lorsqu'on opère sur un barreau de fer doux. Il s'ensuit qu'un solénoïde développe danslebismuth une polarité contraire de celle qu'il fait naître dans le fer.

Jln autre résultat tout à fait inattendu des recherches de Faraday, c'est que l'effet que l'aimant produit sur une substance donnée dépend de la nature du milieu ambiant. Une solution de sulfate de fer, par exemple, enfermée dans un tube de verre, est magnétique dans l'air ; mais, si l'on suspend le tube dans une solution du même sel, on trouve qu'il est paramagnélique, indifférent ou diamagnétique, suivant que le degré de concentration du liquide qu'il contient est supérieur, égal ou inférieur à celui de la solution dont il est entouré.

M. Edmond Becquerel a résumé ces faits comme il suit. L'effet réel qu'un pôle d'aimant produit sur un corps plongé dans un liquide donné se compose de ï' attraction que ce corps subit directement et de la poussée qu'exerce sur lui en sens inverse le liquide, dont toutes les parties subissent également l'attraction de l'aimant. Cette poussée est égale et contraire à l'action qu'éprouve de la part de l'aimant la masse liquide que déplace le corps en question. C'est le principe d'Archimède, appliqué aux actions magnétiques.

Tous les corps sont donc magnétiquement lourds,