LES SPECTRES MAGNÉTIQUES

§ 1. — Spectres formés par des poudres faiblement magnétiques.

Lorsqu'on place une feuille de papier dans un champ magnétique et qu'on saupoudre cette feuille de papier avec de la limaille de fer, les parcelles de limaille forment des traînées qui constituent un spectre magnétique. La forme de ces traînées de limaille est donnée par une règle très simple : que Ton trace les lignes de niveau, c'est-à-dire les intersections de la feuille de papier et des surfaces de niveau du champ; les traînées de limaille répandues sur la feuille de papier couperont orthogonalement ces lignes de niveau.

M. Ë. Colardeau (') a montré que, si Ton employait un champ très intense et si l'on remplaçait la limaille de fer par des poudres médiocrement magnétiques, telles que le fer oligiste cristallisé, soveux et friable, l'oxyde rouge de fer, l'oxyde des battitures, les divers oxydes de nickel et de cobalt, les traînées qui constituent le spectre magnétique offraient une forme différente. M. Colardeau pense que les traînées de poudre dessinent, dans ce cas, les lignes de niveau elles-mêmes : nous verrons que telle n'en est pas la loi.

Nous commencerons par étudier ces spectres formés par des substances médiocrement magnétiques.

Soient tDf la fonction potentielle magnétique des aimants per-

(*) E. Colardeau, Sur les spectres magnétiques produits au moyen de substances peu magnétiques {Journal de Physique, v série, t. VI, p. 83).

manenlSy Os la fonclion potentielle magnétique des grains de poudre, XD^ la fonction potentielle magnétique du milieu. Si la poudre et le milieu sont peu magnétiques, les fonctions potentielles t?2 et t!), seront très petites par rapport à TD|.

Dans ces conditions, une parcelle de volume i^2 sera soumise à une force dont les composantes seront données par les égalités (8) du Chapitre précédent :

Supposons [k^ — A"3 ) positif et la parcelle assujettie à glisser sur la feuille de papier. Il est aisé, par les formules précédentes, de trouver le sens de la force qui tend à la mettre en mouvement. Traçons, sur la feuille de papier, les lignes isodynamiques, c'està-dire les intersections de la feuille de papier avec les surfaces isodjnamiques du champ magnétique créé par les aimants permanents. La force magnétique tangente au papier qui tend à mouvoir la particule ^2 coupe orthogonalement la ligne isodynamique sur laquelle se trouve cette particule. Si, comme nous le supposerons, (^2 — ^s) est positif, cas auquel la particule est paramagnétique, cette force est dirigée du côté de la ligne isodynamique où le champ a une intensité plus grande que sur cette ligne même.

Imaginons maintenant que la feuille de papier présente un obstacle : soit une aspérité de la feuille de papier, soit des particules magnétiques qu'une cause quelconque a arrêtées. Il est clair que toute particule magnétique qui viendra buler contre cet obstacle en se trouvant du côté de cet obstacle où Tintensité du champ a la moindre valeur se trouvera arrêtée dans son mouvement. Elle formera elle-même un nouvel obstacle contre lequel viendront buter de nouvelles particules magnétiques; chaque obstacle se trouvera ainsi le point de départ d'une traînée, située du côté de cet obstacle où l'intensité du champ a la moindre valeur et dont la direction générale sera celle de la normale à la ligne isodjnamique passant par l'obstacle.

CHAP. X. — LES SPECTRES MAGNÉTIQUES. HyS

Ainsi, dans un spectre formé avec une substance faiblement magnétique, les traînées que la poudre forme sur le papier coupent orthogonalement les lignes isodynamiques.

§ 2. — Spectres formés par des poudres fortement magnétiques.

Il est beaucoup plus difficile d'étudier rationDellemenl les spectres formés avec une substance fortement magnétique. Nous ne parviendrons à faire cette étude que dans le cas où le champ créé par les électro-aimants est assez intense pour que les particules de limaille soient aimantées à saturation. Nous supposerons en outre que, bien que l'intensité du champ soit très grande, les variations de cette intensité demeurent finies lorsqu'on passe d'un point à l'autre du champ, et qu'elles sont infiniment petites dans un domaine dont les dimensions sont comparables à celles des grains de limaille.

Les quantités -t—> r—y --r— seront, en tout point, négligeables

par rapport a - - ? -r— > -T7 • Vouant a la fonction potentielle magnétique du milieu, il n'y a pas lieu d'en tenir compte.

Les composantes JU, ii!>, 3 de l'aimantation en un point d'une particule de fer doux sont données par [Chap. IV, égalités (i3) et(i4)],

c\oi — j -r <«

(nt),)' "^

P àVh

(not)

p étant une constante.

Soient tPj la fonction potentielle magnétique des autres particules de limaille, et ^2 la fonction potentielle magnétique de l'aimantation distribuée sur cette particule, dont le volume est ^2' Lorsque l'on déplace cette particule, les actions magnétiques qui lui sont appliquées eflectuent un travail égal au signe près à la varia- D. — U. 18

tion subie par la quantité

Mi>t'-j^--het^)dvt

llî>2

dvt

àyt ' ^^ dzr )

^1>Î -r h 32 -\ ) dv

àyt àzt /

f^t{0\it)dvt.

Les égalités (i) nous donnent