CHAPITRE IV

Pour expliquer les phénomènes de rélectricité, Symmer avait imaginé deux fluides, réunis d*ordinaire et alors sans action sensible, qui se séparent lorsqu'un corps s'électrise par le frottement ou par influence et se montrent dès lors doués de propriétés particulières. L'attraction réciproque des fluides de noms contraires (+ E, — E) et la répulsion des fluides de même nom suffisaient à rendre compte de tous les phénomènes d'attraction et de répulsion électrique, de la distribution et de l'accumulation de l'électricité à la surface des conducteurs isolés, etc., en attribuant à ces fluides une mobilité parfaite dans les corps conducteurs, tandis qu'ils sont arrêtés sur place et en quelque sorte localisés dans les corps isolants.

On ne tarda pas d'essayer la vertu de cette théorie sur les phénomènes que présentent les aimants. On expliqua donc la polarité magnétique par l'existence de deux fluides, — le fluide austral et le fluide boréal,

— lesquels se dédoublent sous l'influence d*un pôle d'aimant qui attire le fluide de nom contraire et repousse le fluide de même nom. Nous ne savons trop à qui faire honneur de la priorité de cette conception, mais c'est Coulomb qui le premier fit voir qu'en appliquant la théorie des deux fluides au magnétisme il faut admettre que les fluides se séparent dans chaque molécule du métal sans la quitter. Néanmoins à chaque pôle de l'aimant prédomine l'action de l'un des deux fluides, et il en résulte que les pôles de noms contraires s'attbent, que les pôles de même nom se repoussent. Le fluide austral est celui qui domine vers le pôle austral de' la terre, et le fluide boréal celui qui domine vers le pôle boréal; le premier attire le pôle sud, le second le pôle nord de l'aiguille, et l'on en conclut que dans l'extrémité sud de l'aiguille domine le fluide boréal, dans l'extrémité nord le fluide austral.

Aujourd'hui que nous sommes habitués à tout ramener à des modes de mouvement, cette idée de chercher la source du magnétisme dans l'existence de deux fluides matériels nous choque comme une anomalie qui devient encore plus gravQ lorsqu'il s'agit de rendre compte des rapports qui existent entre le magnétisme et l'électricité. Sans aucun doute, on finira un jour par expliquer les deux classes de phénomènes à l'aide des principes ordinaires de la mécanique, appliqués aux mouvements de l'éther et des molécules pondérables. En attendant, il n'y a aucun inconvénient à nous servir de ce mot de fluide pour faciliter la description des phénomènes, pourvu qu'il soit bien

cnteodu que cela ne préjuge rien sur la véritable cause de réicctricité et du magnétisme, et que l'expression de fluide ne soit jamais prise qu'au figuré.

Dans l'hypothèse de Coulomb, les deux fluides se séparent donc en chaque point de la masse qui s'aimante, et il se forme ainsi une multitude de

ééééééé

Fig. 11. ~ Molécules ainuiiitées.

petits aimants élémentaires, tous orientés de la même façon (fig. 11). On peut d'ailleurs également supposer que les petits aimants existent déjà tout formés, mais irrégulièrement orientés dans le fer, et que l'aimantation ne fait que les orienter tous dans le

Fig. 12. — Rupture d'un aimant.

mémo sens ; cette manière de voir, qui est celle de Ohm et de Weber, a beaucoup de partisans. L'essentiel , c'est que nous devons nous figurer l'aimant comme un ensemble de petits aimants tous semblables entre eux. Cette conception rend compte du fait bien connu que tous les fragments provenant de la rupture d'un aimant constituent de petits aimants complets et semblables à l'aimant primitif (fig. 12).

En la soumettant au calcul, Poisson démontre que la somme des actions que chaque élément regoit de la pail de tous les autres, — ce qu'on peut appeler la tension magnétique, c'est-à-dire la quantité de fluides séparés, — atteint son maximum au centre du barreau, et diminue du milieu yers les extrémités, d'abord lentement, puis de plus en plus rapidement. Il s'ensuit que la différence des tensions de deux éléments Voisins est de plus en plus prononcée à mesure qu'on approche des extrémités. Or c'est cette

Fig. 15. — Courbe des iiiteiisités.

différence qui produit les effets de polarité sensibles à distance, et elle est plus grande aux pôles qu'en tout autre point. Yers le milieu, elle est à peu près nulle, bien que les éléments y soient plus fortement aimantés qu'aux extrémités. La courbe de la figure 13 montre comment la polarité augmente [du milieu M vers les extrémités d'un barreau*.. Coulomb et d'autres physi-

^ M. Lamont conçoit la constitution des aimants d'une manière difîérente. Pour lui, chaque élément a d'abord son magnétisme propre, auquel s'ajoute ensuite celui qui résulte de Vinduction moléculaire, c'est-à-dire de la réaction des éléments contigus, à côté de laquelle il est permis de négliger Tinfluence des éléments éloignés, qui s*exerce en raison inverse du carre de la distance. L'induction moléculaire en

ciens ont vérifié cette loi de diverses manières ; par les déviations qu'éprouve une aiguille aimantée qu'on promène le long du barreau, par l'eflbrt nécessaire pour arracher un contact d'épreuve, c'est-à-dire un fer doux appliqué en divers points, etc.

L*expression de pâle n'a un sens parfaitement clair que lorsqu'il s'agit d'un aimant linéaine; dans ce cas idéal, les pôles sont les deux extrémités de l'aimant. En réalité, nous avons toujours affaire à des barreaux plus ou moins épais, et nous sommes obligés de nous figurer ces aimants comme des faisceaux de filets magnétiques dont les pôles réunis forment de chaque côté une surface polaire. pig. a, ~ nieu.

Les pôles du barreau sont

en quelque sorte les centres de gravité de cet pôles élémentaires. Dans les aimants un peu gros, ces filets s'écarteront vers les extrémités par suite de la réaction de leurs pôles ; ils formeront des courbes toui^ nant leur convexité vers l'axe du barreau (fig. 14). Toutefois, comme l'aimantation des barreaux d'acier ne pénètre en général qu'à une faible profondeur, la fig. 14 représente plutôt la distribution à la surface.

En somme, l'hypothèse des aimants élémentaires rend compte de tous les phénomènes connus.

Pour imiter cet état supposé des aimants, on peut

effet serait incomparablement plus forte que Tinfluence à distance, dont elle diffère comme la cohésion diffère de l'attraction à distance. La théorie fondée sm: cette hypothèse conduit d'ailleurs à une distribution analogue à celle qui résulte de la théorie de Poisson.

40 LE MAGUÉTISHE.

remplir un tube en carton de brins de fil d'acief aimanté que l'on dispose parallèlement à l'axe du tube avec leurs pôles de même nom tournés du même côté. L'ensemble se comporte alors comme un gros aimant. De Haldat remplissait de limaille de fer un tube de laiton fermé par deux tampons à vis du même métal, et en aimantant ce système comme on aimante un barreau d'acier, il lui donnait deux pôles et une ligne neutre; mais, lorsqu'on vient à déranger par des secousses la disposition des grains de limaille, la force de l'aimant diminue et finit par disparaître. On peut encore aimanter le cylindre en le remplissant d'un mélange de limaille et de sable, où le sable peut occuper jusqu'à 80 pour 100 du volume total.

Les aimants factices de Kniglit- et d'ingenhousz étaient préparés par un procédé tout à fait semblable. Knight fabriquait les siens avec de l'oxyde de fer en poudre dont il formait une pâte à l'aide d'une substance liante comme l'huile de lin; séchée à une douce chaleur après avoir reçu la forme voulue, cette pâte durcit bientôt, et peut s'aimanter comme l'acier. Ingenhousz préparait des aimants flexibles avec une pâte formée de cire et d'oxyde de fer pulvçrisé.

M. Jamin a repris ces expériences en 1875, et il a découvert qu'en tassant fortement, au moyen d'une petite presse hydraulique, la limaille de fer contenue dans le tube de laiton, il pouvait augmenter considérablement la polarité; l'augmentation se manifeste quand la limaille commence à s'agréger, et elle croit ensuite avec la pression. Des tubes de 10 centimètres de longueur, ainsi remplis, attirent le fer avec autant

^'énergie que des morceaux de bon acier de même dimension. M. Jamin a fait préparer sous ses yeux de la limaille avec du fer bien doux, n'ayant aucune force coercitive appréciable ^ ; le résultat a toujours été le même. Yoilà donc un métal qui n'a pas de force coercitiTC quand il est continu, et qui en acquiert une comparable à celle de l'acier quand on le réduit en fragments discontinus, que Ton rapproche par la pression. « N'est-ce point, dit M. Jamin, à cette discontinuité qu'il faut attribuer la polarité observée, et n'est-ce pas aussi cette même cause qui explique la force coercitive de l'acier? On ne peut se rendre compte de la distribution dans un aimant sans le considérer comme composé de files d'éléments magnétiques très petits, à pôles opposés, réagissant entre eux à distance. Jusqu'à présent on paraissait admettre que ces éléments sont les molécules elles-mêmes ; l'expérience précédente semble montrer qu'ils sont formés soit par des fragments de fer rapprochés, soit par de petits cristaux agglomérés. »

Lorsqu'on mélange la limaille de matières étrangères avant de la presser, on ne peut plus lui donner la même polarité. Une pâte faite avec de la limaille et du chlorure de fer donne des bâtons qui ressemblent au fer, mais qui s'aimantent à peine. Le fer réduit par l'hydrogène et l'oxyde des battitures se comportent comme la limaille, mais des substances magnétiques mêlées à la limaille changent notablement la faculté

^ Mous Terrons plus loin qu'en appelle force coercitive la propriété que possède Tacier de garder le magnétisme qui lui est communiqué.

qu'elle a de s'aimanter. M. Jamin se propose de continuer ces recherches avec une presse hydraulique plus puissante.

Ce qui confirmerait l'idée que l'aimantation repose sur une orientation des molécules, c'est qu'il est prouvé qu'elle produit des déplacements moléculaires qui se traduisent par des changements de dimensions. Joule, Wertheim et Tyndall ont constaté qu'une barre de fer s'allonge au moment où elle s'aimante; mais elle diminue en même temps d'épaisseur, car le volume ne change pas. D'autres expérimentateurs ont démontré directement que les molécules tendent à s'arranger en files parallèles à l'axe de l'aimant qui prend naissance. Enfin Page, Wertheim, de la Rive, ont observé des sons émis par des barres ou des fils de fer au moment où se produisait l'aimantation sous l'influence d'un courant électrique.

Tous ces faits viennent à l'appui de l'hypothèse des aimants élémentaires.