CE QU IL FAUT EN

PENSER. — DÉCOUVEBTE d'oBRSTED. — POÉNOMÈNES GÉNÉRAUX DE l'ÉLECTRO-MAONÉTJSMB. — DÉCOUVERTS DE l'aimantation TEMPORAIRE DU FER PAR LE COURANT ÉLECTRIQUE. — EXPÉRIENCE D*ARAGO. — EXPÉRIENCES d'aRAGO ET AMPÈRE.

Les travaux d'Œrsted reposent sur ce fait, établi par l'expérience, qu'une aiguille aimantée est déviée de sa direction, quand on la place dans le voisinage d'un courant électrique fermé. Il est facile de comprendre que l'observation d'un fait aussi important, qui faisait entrevoir nettement, pour la première fois, une connexité étroite entre l'électricité et le magnétisme, ne soit pas venue tout d'un

coup à rcspritdes observateurs, mais qu'elle ait été amenée par une série de recherches antérieures, et de tâtonnements de rexpériencc et de Tesprit.

Ce sont ces préliminaires de la découverte de rélectro-magnétisme que nous allons d*abord mettre en lumière.

L'idée d'une relation intime entre le magnétisme et l'électricité, avait préoccupé les esprits longtemps avant OErsted. Rien pourtant, jusqu'à cette époque, n'avait pu justifier nettement cette idée. Sesparlisans en étaient donc réduits à s'appuyer sur des analogies forcées, qui soulevaient des difficultés insurmontables, et qui étaient sans cesse contredites par l'observation des faits.

L'idée de l'identité de l'électricité et du magnétisme, avait trouvé son origine dans la doctrine des philosophes du xviii* siècle, pour lesquels tous les phénomènes du monde physique ne sont que le résultat de quelques forces primordiales. Conformément au système de Descartes, la lumière, la chaleur, l'électricité, le magnétisme, n'étaient envisagés, au siècle dernier, que comme des manifestations varices d'un même agent, répandu dans l'univers. C'étaient des états différents, ou, pour ainsi dire, des incarnations différentes d'un même principe matériel.

Cette doctrine, issue de la philosophie de Descartes, ressemble beaucoup à celle vers laquelle nous conduisent les progrès les plus récents et l'esprit général de la science actuelle. Tout, en effet, nous amène à chercher dans le mouvement la véritable source des forces naturelles, que nos devanciers avaient, à tort, séparées, en les symbolisant par rhypothèse de divers fluides impondérables, à savoir: les fluides électrique, magnétique, calorifique et lumineux. Les vibrations des molécules matérielles d'un invisible éther répandu dans tout l'espace, et les mouvements, infiniment petits, des corps visibles et tangibles, nous expliqueront peutêtre un jour tous les effets attribués à ces

forces, qui, évidemment, se transforment tous les jours, sous nos yeux, Tun dans l'autre.

Quelle que soit pourtant la ressemblance entre la théorie qui représente, en ce moment, le dernier mot de la science, et la doctrine, déjà ancienne, de l'identité des forces physiques, cette ressemblance est tout extérieure. Les grossières et vagues notions qui faisaient le fond du système des philosophes unitaires au xvni* siècle, n'étaient basées sur aucune démonstration expérimentale, et se réduisaient à des assimilations très-hasardées. ' Les physiciens du temps de NoUet considéraient l'électricité, comme étant le feu primitif. L'aimant était, dans ce système, une pyrite martiale^ saturée de fluide électrique^ en d'autres termes, un minerai de fer chaîné d'électricité.

Cette opinion fut soutenue, à la fin du dernier siècle, par un homme dont le nom surprendra à bon droit nos lecteurs, par Marat.

Avant de jouer dans la révolution française le rôle sanglant et terrible qu'il devait y remplir, Marat était médecin. Il était médecin des gardes du corps du comte d'Artois. Les appHcations de rélectricité, comme moyen curatif des maladies, étaient alors fort en vogue, et beaucoup de médecins s'étaient trouvés ainsi conduits à s'occuper d'électricité. C'est ainsi que Marat songea à étudier les phénomènes électriques, et qu'il écrivit un livre de Recherches sur F électricité {i) qui faisait suite à un traité du même genre sur le feu.

Ces Recherches sur l'électricité ne renferment guère que des élucubrations sans aucune base ; mais elles valent tout autant que beaucoup d'autres productions de la même époque relatives à l'électricité.

Dans cet ouvrage, en même temps qu'il veut prouver que l'aimant est un minerai de

(l) Recherches physiques sur VilectricUé, par M. Mars!, docteur en médecine et médecin des gardes du corps de M. le comte d'Artois. Paris, 1782, in-8, avec figures.

L'ÉLECTRO-MAGNÉTISME

fer saturé d'électricité, le doctetir Marat cherche^ dès le premier chapitre de son ouvrage, à établir cette proposition que a le fluide électrique et le fluide magnétique diflerent essentiellement, d On éprouve quelque satisfaction à voir le féroce terroriste faire ainsi de la science à contre-sens et de la physique à rebrousse-poil !

Les hommes éclairés ne pouvaient se dissimuler le peu de valeur de ces spéculations philosophiques. En effet, l'analogie qui existe entre Faction magnétique et celle que les substances électrisées exercent sur les corps légers, restait toujours, malgré toutes les dissertations contraires des rhéteurs et des physiciens de la force de Marat, comme un indice de l'existence de rapports trèsintimes entre ces deux classes de phénomènes.

Le Père Cotte, après avoir énuméré, dans son Traité de météorologiey une série de points de ressemblance qu'il découvre entre les corps électrisés et l'aimant, s'exprime comme il suit:

« Ces différents traits d'analogie entre les matières électriques et magnétiques, me font soupçonner que ces deux matières n'en font qu'une, diversement modifiée et susceptible de différents effets, dont on commence à apercevoir l'unité de cause et de principe. Ce n'est donc qu'une conjecture, que l'expérience et l'observation convertiront peut-être un Jour en certitude. »

Lacépède et le physicien italien Cigna, admettaient également une étroite ressemblance entre la force électrique et la force magnétique, sans vouloir pourtant les identifier.

Lacépède fait remarquer le rapport intime qui semble exister entre les causes des phénomènes électriques et celles des phénomènes magnétiques; mais il se hâte d'établir une distinction, qui ne laisse pas que d'être assez amusante. L'élément du feu, lorsqu'il se combine avec l'air, produit la lumière; combine avec l'eau, il donne naissance au fluide

électrique ; combiné avec la terre, il produit le fluide magnétique (1).

Ainsi, l'électricité pour Lacépède n'est autre chose que du feu humide I Je ne sais si le lecteur se rend compte de ce que peut être un /eu humide. Pour moi, je ne saurais m'en faire l'idée.

Ces théories, ou plutôt ces spéculations,, furent combattues avec beaucoup de sagacité, par un savant hollandais, Van Swinden, dans une série de mémoires qu'il fit paraître en 1785 (2). Dépassant le but, Van Swinden va jusqu'à nier toute analogie entre l'électricité et le magnétisme. 11 s'efforce de réfuter les arguments qu'on a émis en faveur de cette analogie, et notamment celui qui repose sur l'influence que les aurores boréales et la foudre exercent sur l'aiguille aimantée. C'était là pourtant un argument d'une valeur très-réelle, le meilleur peut-être qu'on pût trouver à cette époque.

Tel était l'état de la science au commencement du siècle actuel, quand Voila décou-^ vrit l'instrument admirable qui porte son nom. Les physiciens ne pouvaient tarder à reconnaître la grande analogie qui existe entre les phénomènes du courant voltaïque et les effets des aimants. Les deux électricités contraires accumulées aux deux bouts des conducteurs de la pile, offraient, en quelque sorte, le simulacre des pôles d'un aimant.

Aussi le physicien allemand J. W. Ritter ne craignit-il pas d'émettre cette opinion, que la pile est un véritable aimant, pourvu d'un pôle positif et d'un pôle négatif. Mais, cette assimilation forcée, vu l'absence totale de démonstrations à l'appui, était en contradiction flagrante avec l'expérience, comme le prouvèrent bientôt plusieurs observateurs.

Il faut dire, d'ailleurs, que l'identité des causes n'entraîne pas l'identité des effets, et.

(1) Essais sur C électricité^ vol. 11, p. 37.

(2) Analogie de l'électricité et du magnétisme. {Recueil de mémoires couronnés par l'Académie de Bavière,) La Haye» 1785,2 vol. in-8.

que la pile ne saurait être considérée comme un corps aimanté.

Un programme du cours d*Ampère , imprimé en 1802, porte encore la mention suivante : « Le protesseuT démontrera que lesphé- « nomènes électriques et magnétiques sont « dus à deux fluides différents^ et qui agis- « sent indépendamment Tun de Fautre (1). » Quelle était donc cette preuve établissant la différence de ces deux fluides, et qui était présentée par Ampère, c'est-à-dire par le physicien même qui, plus tard, devait démontrer ridentité de ces deux forces, par la théorie mathématique?

Muncke et Gruner s'efforcèrent de produire des effets comparables à ceux delà pile, à l'aide de puissantes batteries magnétiques. Mais leurs tentatives échouèrent.

Ils cherchèrent ensuite à reconnaître si des piles vollaïques très-petites et très-mobiles seraient déviées, comme un aimant, par la décharge de grandes batteries magnétiques.

Mais ici encore leurs efforts furent inutiles. Une pile, même de très-petites dimensions, flottant sur l'eau, ne bougeait pas, quand on déchargeait dans le voisinage de ses pôles, toute une batterie électrique.

Ces deux physiciens auraient réussi dans leur expérience s'ils avaient retourné le problème. Il fallait, comme le fit plus tard, Œrsted, opérer avec des piles puissantes, qu'on aurait rapprochées d'aimants mobiles, de petites dimensions, c'est-à-dire d'une aiguille aimantée. Mais cette idée ne se présenta pas à nos deux physiciens.

Malgré l'insuccès des expériences de Muncke et de Gruner, les idées de Ritter concernant ridentité de l'électricité et du magnétisme, s'enracinèrent chaque jour davantage dans les esprits. Ritter savait les présenter avec une faconde persuasive, qui faisait oublier les difficultés trcs-réclles, et les objections que soulevait sa théorie.

(I) Arago, Notice biographique sur Ampère, Œuvres, vol. 11, p. SO.

Tout le monde alors voulait travailler à la solution du grand problème.

c Le galvanisme, écrivait un anonyme au Mùnihl$ Magazine en avril 1802, est, pour le moment, U grande occupation de tous les chimistes et phjiiciens allemands. Â Vienne, on a annoncé une découverte importante : un dmant artificiel, employé A la place de la pile voltaTque, décomposerait l'eta aussi bien que celle-ci ou que la machine électrique. On en conclut que les fluides électrique, galvanique et magnétique sont les mCmes. »

Que signifie cette annonce mystérieuse?

Faut-il y voir la preuve d'une découverte aussitôt oubliée que produite? N'est-ce que l'invention d'un chroniqueur, qui réalise prématurément et de sa propre autorité, les secrètes espérances d'une foule de chercheurs? Il est impossible aujourd'hui de décider cette question ; mais les lignes qui précèdent n'en sont pas moins intéressantes pour l'histoire de l'électro-magnétisme.

Il nous reste à mentionner un dernier fait, précurseur de l'immortelle découverte d'Œrsted. C'est l'observation curieuse qu*un physicien italien, Jean-Dominique Romagnosi, fit en 1802. Joseph Izarn a rapporté cette observation dans un ouvrage publié en 1804 (1).

« D'après les observations de Romagnosi^ dit cet auteur, l'aiguille déjà aimantéC| et que Ton soumet ainsi au courant électrique, éprouve une déclinaison ; et d'après celles de Mojon, savant chimiste de Gènes, les aiguilles non aimantées acquièrent par ce moyen une sorte de polarité magnétique. »

De son côté, Aldini, dans son ouvrage sur ie galvanisme (2), fait mention de ces mêmes expériences^ dans les termes suivants :

« MoJon, dit-il, a magnétisé des aiguilles à coudre, de la longueur de deux pouces, par un appareil à tasses de cent verres. Cette nouvelle propriété da galvanisme a été constalée par d'autres observateurs, et dernièrement, par M. Romagnosi, qui a reconnu que le galvanisme faisait décliner l'aiguille aimantée. »

(1) Ixarn, Manuel du galvanisme , Paris, 1804, p. 1?0.

(3) Jean Aldini, Essai théorique et pratique sur le geUvmnisme, avec une série d'expériences faites en présence des commissaires de F Institut national de France. Paris» iSOI, tl,p. 340.

L'ÉLECTRO-MAGNÉTISME

Il est très-surprenant que ces mentions si expresses aient été complètement oubliées seize ans pltts tard, quand Œrsted publia sa découTerte ; car elles contiennent cette découTerte, non pas seulement en germe, mais tout entière.

Nous dirons pourtant que, lorsqu'on examine de plus près les titres de Romagnosi à la découYerte de Télectro-magnétisme, et quand on consulte le texte dont il s'agit, ces titres paraissent beaucoup moins solidement établis qu'on ne Ta déclaré. Voici, en effet, le document original sur lequel s'a]>puient les réola nations des compatriotes de Romagnosi. C'est un article qui parut le 3 août 1802, dans un journal politique de Trente, le Ristretto deiFoglietti universali. 11 a été reproduit récemment par l'abbé Zantedeschi, à roccasion de Tinauguration d'un monument qu'on avait élevé à Romagnosi, à Plaisance, sa ville natale (1). On va voir que ce document ne justifie pas les prétentions de ceux qui ont essayé de revendiquer pour le célèbre Plaisantin, une des plus grandes découvertes de notre siècle.

< M. le conseiller Gian-Domenico Romagnosi, est-il dit dans ce faU divers du Journal italien, demeurant ici et connu de la république des lettres par d'autres profondes productions, s'empresse de faire connaître aux physiciens de TËurope, une expérience relati?e au fluide galvanique, appliqué au magnétisme. Ayant préparé la pile de M. Volta avec des disques de cuivre •t de sinc> séparés par des rondelles imprégnées d'une •olution ammoniacale, l'auteur fixe à cette pile un fil d'argent, brisé en plusieurs points comme une chaîne. La dernière articulation de cette chaîne passait par un tube de verre, et se terminait à iin boaton d'argent qui sortait du tube. Ensuite, il prit ime aiguille aimantée ordinaire, disposée à la manière d'une boussole marine, et fixée dans une diape prismatique de bois ; puis^ ayant enlevé lie couvercle de verre, il plaça l'aiguille sur un isolateur en verre, à peu de distance de la pile. Ceci fait^ fl saisît la chaîne par le tube de verre, et en appliqua le bouton terminal à l'aiguille aimantée. Après BQ contact de quelques secondes, l'aiguille se délooma de plusieurs degrés de sa position polaire.

(t) Corrispondensa tdentifica im Roma, n. 42, 9 avril

La chaîne ayant été soulevée, l'aigaille conserva cette déviation. Quand on appliqua la chaîne de nouveau, l'aiguUle s'écarta encore un peu, et garda ensuite sa nouvelle position, comme si sa polarité avait été détruite. Void comment M. Romagnosi a rétabli cette polarité. Il a pressé des deux mains, entre le pouce et l'index, les bords de la boite en bois isolée, et il a vu, au bout de quelques instants, l'aiguille revenir lentement à sa position polaire, non pas tout d'un coup, mais par pulsations, comme une aiguille des secondes. Cette expérience a été faite au mois de mai, elle a été répétée en présence de plu-sieurs personnes. »

11 est question ensuite, dans le même article, d'une autre expérience de Romagnosi, qui aurait obtenu des phénomènes d'attraction électrique, en approchant la rondelle d'argent d'un fil de chanvre mouillé d'eau ammoniacale, et suspendu à un bâton de verre.

Toutes ces expériences devaient être exposées dans un mémoire que Romagnosi se proposait de publier sur l'électricité et le galvanisme, mais qui ne vit point le jour. Elles sont, il faut en convenir, incompréhensibles; car rien ne fait supposer, qu'il s'agisse ici d'un circuit voltaique fermé. L'auteur met le conducteur même de la pile en contact avec l'aiguille aimantée, ce qui ne revient nullement à fermer le courant, et ne peut produire le phénomène électro-magnétique qu'il était réservé à Œrsted de réaliser le premier. L'abbé Zantedeschi s'efforce de démontrer que Romagnosi devait avoir touché la pile de manière à établir une communication entre les deux pôles ; mais cette interprétation tardive est en contradiction avec le texte.

En fin de compte, la prétendue découverte de Romagnosi n'exerça aucune espèce' d'influence sur le progrès de la science électri^ que ; tandis que celle d'Œrsted, qui n'apparut que dix-huit ans plus tard , révolutionna le monde scientifique.

11 n'est pas rare de rencontrer, dans l'histoire des sciences, des faits de tout point analogues à celui qui vient de nous occuper. Les grandes découvertes sont quelque temps, pour ainsi dire, dans l'air, avant qu'un

homme se renconlic qui en comprenne la portée, et qui rende fécond le germe depuis longtemps créé. Quoique Mojon et Romagnosi eussent djservé, selon ton le apparence, des phénomènes dYlectro- magnétisme, aucun physicien, pas même eux, ne se ' doutait de Texistence d'un phénomène de ce genre a Tépoque où OErsted publia Fimmortelle expérience qui \int montrer à tous les yeux, Tinflucnce du courant électrique fermé sur les aimants.

Fig. 378,— Christian OErstec],

OErsted avait partagé jusquïn f820 les

opinions généivilement répandues sur fiden* tité absolue de réleclricilé et du magnélisme* Dans ses Réfiexiom sur les lois de la dnmie^ publiées en 18i2, il s'efforce encore de démontrer par des fjiits, l'identité de la (hIc et d'un aimant. Dans ses cours publics, il Taisait des expériences destinées a mettre cette identité en lumière; mais ces expériences ne réussissaient pas. La pile ne pouvait être assimilée à un aimant ; en d autres termes^ elle n'avait deux pôles contraires que lorsque ses pôles étaient libres et le courant inlerrom|ni, cest-à dire ouvert. Or, c'est jus- Icuiunt dans ce cas qu'elle est San; influence

sur les aimants. C'était donc à tort qoe Œrsted et des physiciens de son temps toqlaient établir cette assimilation.

Dans les idées qui régnaient alor$, on cou* rant électrique fermé ne pouvait être doué d'une polarité quelconque. Aussi ne se préoccupail-on nullement du courant fermé.

Mais si le circuit fermé était considère comme dépourvu de toute action, comment donc, va dire le lecteur, OEi-sted put-iJ ttrc conduit à faire cette expérience du circuit fermé , qui fit subitement jaillir des léoèbres la lumière tant cherchée? Cette expérience fut tout simplement le fait du hasard. Le hasard, qui avait déjà provoqué la découverte du galvanisme, fut aussi la bénissable fée, qui présida à la naissance de rélectro-magnétisme.

Pendant Fhiver de 1819 à 1820, OErsted faisait son cours de physique à rUniversilé de Copenhague. Il était occupé à montrera son auditoire, la puissance calorifique de la pile de Votta, en portant à rincandescencc un fil de platine tendu entre les deux pôles. Une aiguille aimantée se trouvait par hasard, placée sur la table, à quelque dislance de h pile. Or, au moment où la pile fut mise en action, cette aiguille aimantée se mit à osciller d'une façon singulière. Ce phénomène inattendu éveilla l'attention des assistants. On n<^ comprenait pas que le fit qui joint les deui pôles de la pile et forme le courant voltaïque, put exercer une influence quelconque sur une aiguille aimantée, car, en réunissant les deux pôles, il semblait que, par cela même, on anéantissait le courant. Mais il fallut se rendre à l'évidence et reconnaître qu'un courant électrique fermé jouit d*une action propre et très-manifeste (f).

(I) On a dit qii*à Tune de acs leçons, OErsted, sais^isant vivement \m deux flh qui, par leur contiict, fermaïcnl le courant ëteclrique, sVcna,dana une fîorle de mouvement oratoire : « Je ne puis croire que cet appareil soU sadi ûd ion sur les aimants l • el que, parce geste involontaire, il approcha le circuit Terme de faiguiile aimantée, qui fut aussi lût dé vice de sa position d'eijuiïibre. Mais celte %tssion théâtrale manque de preuves*

Pig. 379. — ÛËrsted découvro lii déviatîon de l'aiguille aîmatUëe par le eotiranl olcctrique fermé (ISSO).

La leçon terminée, et quand tous les assistants se furent retirés, OErsted s'empressa de répéter rexpérience qui s'était faite, pour ainsi dire toute seule, sous les yeux du public et des élèves. Il plaça une aiguille aimantée mobile, près de la même pile qu'il remit en action, et il vit l'aiguille dévier avec la plus grande énergie, quand on rapprochait du fil conjojictif qui reliait les deux pôles de la pile, L'éleclro-niagnélisnie était découverl ï

Il est probable, pourtant, que l'immense

magnétisme.

OErsted publia sa découverte au mois de juillet 1820, dans un mémoire de quatre pages, écrit en latin , et intitulé : Expérimenta circum effecîum con/îichh ehctrid m

arctim magnettcum {Expériences relatives à l'effet du conflit électrique sur Faiguille aimantée)^ qui ne tarda pas à être traduit en allemand et en français (1).

Le lundi, 11 septembre 1820, M. de La Rive, qui arrivait de Genève, répéta l'expérience d'Cffirsted, à Paris, devant l'Académie des sciences.

Le lundi suivant, Ampère donnait déjà communication d'un autre fait, qui complétait le premier et constituait définitivement l'électro-magnétisme.

C'est depuis ce jour, que la science électrique a fait des pas de géant.

Hans - Christian Cffirsled était né le 14 août 1777, à Rud Kjerbig, dans l'île danoise de Langeland, où son père exerçait la pharmacie. Après avoir fait ses études à Copenhague, il obtint, en 1800, le grade d'agrégé de la Faculté de médecine, et prit, en même temps, la direction d'une pharmacie. L'année suivante, le jeune OErsted eut la bonne fortune d'obtenir le stipetidium cappelianum^ espèce de bourse qui lui donnait les moyens de voyager pendant cinq ans en Europe pour son instruction. C'est le prix de Rome des jeunes savants danois, institution excellente, et qui manque à la France, comme hélas ! tant d'autres institutions concernant les sciences. Œrsted profita largement de cette occasion d'étendre le cercle de ses connaissances.

De retour à Copenhague, il fut nommé professeur de physique à l'Université de cette ville. Quelque temps après, il fut, en outre, chargé d'un cours de sciences naturelles à l'École militaire.

En 1822, il entreprit un nouveau voyage, qui le conduisit à Berlin, à Munich, à Paris, àLondresetà Edimbourg, etquiluivalutpartout des ovations enthousiastes. Sa découverte, qui avait dévoilé le lien secret qui existe entre le n^agnétisme et l'électricité, et ou-

(1) Ànnaies de chimie et de physique^ vol. XIV, ISiO.

vert à la science des horizons nouveaux, avait fait tout à coup un homme célèbre da modeste professeur de Copenhague. Les sociétés savantes, les gouvernements et les particuliers, rivalisaient à qui lui donnerait des témoignages éclatants de considération. La Société royale de Londres lui décerna sa grande médaille d'or, la distinction suprême dont elle dispose. Le roi de Danemark le nomma chevalier de l'ordre du Danebrog, et cet exemple fut imité par d'autres gouvernements.

Vingt ans plus tard, en 1842, l'Académie des sciences de Paris élut Œrsted comme un de ses associés étrangers.

A peine de retour à Copenhague, OErsted y fonda la Société danoise pour la propagation des sciences naturelles. En 1828, il fut créé conseiller d'État par le roi de Danemark. L'École polytechnique de Copenhague ayant été fondée en 1829, il fut nommé directeur de cette école. 11 a conservé ce poste jusqu'à la fin de ses jours.

(£rsted est mort, le 9 mars 185i , à l'âge de 74 ans.

Le physicien de Copenhague a laissé sur différentes branches de la physique, un grand nombre de mémoires, qui sont disséminés dans les recueils spéciaux, et dans les Comptes rendus de la Société royale des sciences de Copenhague^ dont il fut le secrétaire perpétuel depuis 1815. On lui doit l'invention du piézomètre^ instrument qui sert à mesurer la compressibilité des liquides. 11 ne s'était pas seulement adonné à la physique. Chimiste distingué, il a fait des analyses très-délicates. On lui doit encore des mémoires très-estimés sur riiistoire et la philosophie de la chimie. Les nombreux ouvrages qu'il a laissés, et dont plusieurs ont été traduits en allemand et en français, nous montrent Œrsted comme un excellent écrivain, en même temps qu'un savant hors ligne. Tous ses écrits se distinguent par une tendance philosophique, et par un langage à la fois poétique et populaire,

L'ÉLECTRO-MAGNETISME

qui explique leur succès immense. Son Esprit de la nature a été récemment traduit en Trançais par M. Martin.

Revenons à rexpérience fondamentale d'OËrsted, qui a été le point de départ de la science de Télectro-magnétisme. Essayons de la préciser.

On sait que le fil métallique qui réunit les deux pôles d*une pile de Volta, est traversé sans cesse par un courant électrique, c'està-dire par les deux fluides contraires, qui se combinent aussitôt qu'ils prennent naissance à chacun des pôles. C'est grâce à ce mouvement de rélectricité, que le fil conjonctif acquiert

des propriétés nouvelles. Si Ton dispose audessus d'une boussole, et parallèlement à la direction de son aiguille, c'est-à-dire dans lesensdu méridien magnétique,unfilde cuivre ou de platine, isolé, sa présence n*a aucun effet sur l'aiguille aimantée. Mais si Ton fait communiquer ce fil par ses deux extrémités, avec les deux pôles d'une pile, on voit aussitôt l'aiguille aimantée changer de direction, et se dévier de sa position d'équilibre, d'une quantité d'autant plus grande, que la pile est plus énergique et le fil plus rapproché de l'aiguille (fig. 380). Si le courant est très-intense et très-près de la boussole, la déviation

Fig. 380 et 381. — Couriiil magnétique.

peut aller jusqu'à 90 degrés, c'est-à-dire que l'aiguille se place perpendiculairement au méridien magnétique. Mais dès que le courant cesse de traverser le fil, l'aiguille revient à sa position primitive, et n'obéit plus qu'à l'action directrice de la terre.

Nous avons supposé que le fil conjonctif est placé au-dessus de l'aiguille aimantée. Si on le place au-dessous^ sans rien changer à la disposition de l'expérience, la déviation sera la même en quantité, mais elle aura lieu en sens contraire. Si le fil supérieur dévie le pôle nord de l'aiguille vers l'ouest, le fil inférieur le transportera vers l'est. Le sens de

la déviation sera encore renversé lorsqu'on changera le sens du courant dans le fil conjonctif.

On est convenu de dire que le courant va du pôle positif au pôle négatif. On le renverse en mettant le pôle positif en communication avec l'extrémité du fil conjonctif qui d'abord aboutissait au pôle négatif, et le pôle négatif avec' l'extrémité qui était fixée au pôle positif.

Supposons maintenant que le courant se dirige dans le fil F, F', tendu dans le méridien magnétique, du sud vers le nord {fig. 380).

Le fil est disposé au-dessus d'une aiguille

mobile AB, dont le pôle austral A regarde le nord, et le pôle boréal B, le sud. (On est convenu d'appeler/^/e boréal celui des deux pôles d*un aimant qui, saturé de fluide boréal, est attiré par le pôle sud ou pôle austral de la terre, et se dirige vers le sud ; et de même, pôle australj celui qui se dirige vers le nord de la terre.) La déviation auralieu, ainsi que le montre la figure, du nord vers Fouest, et du sud vers Test. Si le fil est en bas, la déviation se fera en sens contraire {fiç. 381).

Pour faciliter Fénoncé de ces résultats. Ampère eut Tidée étrange, mais singulièrement ingénieuse, de personnifier, pour ainsi dire, le courant.

On suppose que le courant traverse un observateur, en entrant par les pieds et en sortant par la tête ; ou bien que l'observateur descend au fil du courant. Puis, identifiant

FIg. 382. — Courant électrique personnifié.

ce courant avec l'observateur lui-même, on dit que le courant a une face, un dos, une droite et une gauche ; c'est la face, le dos, la droite ou la gauche de l'observateur imaginaire. 11 suffit alors de se figurer l'observateur, comme le représente la figure 382, et de le tourner de manière qu'il regarde toujours Taiguille aimantée AB, pour comprendre tous les phénomènes de déviation dans un énoncé très-simple : le pôle austral (pôle nord) de r aiguille se dirige toujours vers la gauche du courant.

Ce singulier énoncé d'Ampère s'accorde avec l'expérience, que le fil soit vertical ou horizontal, qu'il soit au-dessus ou au-dessous de l'aiguille. 11 contient en germe la théorie de l'électro-magnétisme, telle qu'elle a élé

développée par Ampère. Il fournit enfin le moyen de reconnaître immédiatement l'existence et la direction d'un courant galvanique par la déviation qu*il imprime à Taiguille d'un galvanomètre. En outre, la grandeur de cette déviation mesure l'intensité du courant.

Ces propriétés de déviation des courants doivent, au premier abord, paraître bien singulières. Tout le monde sait qu'un levier qui peut tourner autour d'un pivot fixe, ne se déplacerait pas si on le tirait dans le sens de sa longueur; pour le faire marcher, il faut le pousser transversalement. Or c'est, en apparence du moins, le contraire de ce qui arrive pour les courants mis en présence de l'aiguille d'une boussole. Quand le fil conjonctif que traverse un courant, est placé suivant l'axe longitudinal de l'aiguille, la force déviatrice est à son maximum; quand le courant se présente à l'aiguille dans une direction perpendiculaire au méridien, l'effet est insensible, l'aiguille reste en repos.

« Telle est l'étrangeté de ces faits, dit Arago^ que, pour les expliquer, dlYers physiciens eurent recours à un flux continu de matière électrique circulant autour du fil conjonctif, et produisant la déviation de l'aiguille par voie d'impulsion. Ce n'était rien moins, en petit, que les fameux tourtùllons qu'avait imaginés Descartes, pour rendre compta du mouvement général des planètes autour da soleil. Ainsi, la découverte d'OErsted semblait devoir faire reculer les théories physiques de plus de deux siùcles (i). »

C'est OSrsted lui-même qui émit cette hypothèse étrange des tourbillons éléctriquescirculant autour du fil conjonctif, en deux hélices, de directions contraires pour les deux fluides.

Cette théorie a été aussi vite abandonnée que conçue, parce qu'elle donne lieu à trop d'objections. Mais il faut ajouter que jusqu'à ce jour, elle n'a été remplacée par aucune autre qui explique la nature intime des cou- Ci) Arago, Notice biographique sur Ampère^ vol. U des Œuvres.

L'ÊLECTRO-MAGNÉTISME.

rants électriques. Nous connaisîîons les lois del'aclioii des courants, mais nous ne savons pas encore ce que c'est que Télectricité.

La découverte d'OErsted, bien qu'immédiatement appréciée par les physiciens, resta quelque temps encore, avant de faire son chemin dans le monde savant. C'est qu'on croyait d'abord que la déviation des aiguilles ne pouvait s'observer qu'avec une pile trèsjuiissante; tandis qu'il suffit, pour cela, d'une force électromotrice insigniHante. Mais dès que l'expérience fut présentée dans son véritable jour; dès que Ton reconnut que tout observateur peut, avec les moyens d'expérience les plus simples, se livrer à l'étude de ce nouveau genre de phénomènes, on vit des hommes de toutes les classes, médecins, naturalistes, amateurs de toute sorte, s'emparer avec une ardeur incroyable, des phénomènes de 1 électro-magnétisme. De cette émulation universelle, sont sorties les plus belles et les plus importantes découvertes de notre siècle dans rélectricité-

André-Marie Ampère fonda la science de l'électricité dynamique, en étudiant l'action des courants sur les aimants et celle des courants sur les courants. 11 fut le législateur de cette branche de la physique ; et, comme l'a dit M. Babinet, « si OErsted avait été le Christophe Colomb du magnétisme, Ampère en fut le Pizarre et le Fernand Cortez. »

Pour étudier l'action de la pile sur l'aiguille aimantée sans être gêné par le magnétisme terrestre. Ampère imagina sa boussole as!at(gii€y dont Taiguilte est mobile dans un plan perpendiculaire à la direction de la force magnétique de la terre, direction donnée par lus observations de l'inclinaison . On comprend que l'aiguille ainsi disposée ne peut pas céder à l'action directrice de la terre, puisque cette action, s'exerçant perpendiculairement au plan de rotation de Taiguille, est détruite par la résistance du support* Dès lors, cette dernière obéit librement à l'intluence des courants que l'on fait naître dans son voisinage.

Mais Ampère ne se contenta pas de ctierchcr les lois de cette action des courants sur kf^ aimants, Il conçut une généralisation merveilleuse de ce genre de phénomènes : Fiïi- (luence des courants sur les courants.

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Fig. 383. - A,. M. Ampère,

Cette idée avait à peine travc fécond en ressources, qu'il imagina u.

sitions exlrémement ingénieuses pour rendre moliile une certaine étendue d'un fil corijonctif, sans que ses extrémités eussent à se

détacher des pôles de la pile. Ainsi, par exemple, il suspendit verticalement aux colonnes métalliques H, H', un rectangle de fil de cuivre defg {fig. 384), dont les extrémités redressées et terminées en crochets a, 6, plongeaient dans de petits godets pleins de mercure. Ce rectangle pouvait donc tourner librement autour d'un axe vertical, sans que le courant fût interrompu dans le cir? cuit dont le rectangle faisait partie.

Cet appareil permit à Ampère de constater Faction mutuelle de deux courants, phénomène qu'il avait deviné à priori^ et le 18 septembre 1820, c'est-à-dire une semaine après l'annonce de la découverte d'Œrsted à l'Académie des sciences, Ampère faisait déjà connaître la sienne, a Je ne sais, dit Arago, si le vaste champ de la physique offrit jamais une si belle découverte, conçue, faite et complétée avec tant de rapidité. »

Ampère avait trouvé que deux courants parallèles s'attirent quand ils sont de même sens, et se repoussent lorsqu'ils vont en sens contraire. Ce fait inattendu forme la base de l'électro-dynamique. On voit qu'il est en opposition avec les faits connus jusqu'alors en électricité. En effet, tandis que les corps chargés d'électricité ou de magnétisme de même nom, se repoussent, les courants semblables, loin de se repousser, comme les corps électrisés, s'attirent. Les courants inverses se repoussent, tandis que les électricités contraires ou les pôles opposés de deux aimants, s'attirent, comme tout le monde le sait. Cette différence essentielle entre les deux sortes de phénomènes, constitue un des côtés les plus nouveaux de l'électricité dynamique.

Quelques savants, jaloux de la gloire naissante d'Ampère, prétendirent que l'action mutuelle des courants aurait pu se prévoir d'après le principe de l'action et de la réaction, puisque chacun des fils, pris séparément, agit sur l'aiguille aimantée. Ces détracteurs furent réduits au silence par l'argument suivant, dû à Arago :

« Voilà, leur dil-il, deux clef» en fer doux. Chacune d'elles attire cette boussole : si vous ne me prouvez pas que, mises en présence l'une de l'autre, ces clefs s'attirent ou se repoussent, le point de départ de vos objections est faux. »

A cet argument, il n'y avait rien à répliquer.

Ampère se mit alors à chercher la théorie mathématique de ces phénomènes compliqués. 11 la trouva en étudiant divers états d'équilibre entre des fils conjonctifs de certaines formes, placés l'un devant Tautre. Il démontra par ces observations, que l'action réciproque des éléments de deux courants s'exerce suivant la ligne qui unit leurs centres; qu'elle dépend de leur inclinaison mutuelle, et qu'elle varie d'iitensité dans le rapport inverse des carrés des distances.

Armé de cette loi fondamentale, Ampère aborda le problème général des actions électrodynamiques, et il ne tarda pas à déduire de ses formules ce résultat remarquable : Qu'une suite de courants circulaires mobiles, mis en présence d'un courant rectiligne, tendraient à se placer parallèlement à ce dernier, — et que si ces mêmes courants circulaires étaient enfiles sur un axe horizontal mobile, ils l'entratneraient et le forceraient à se placer en croix par rapport au courant rectiligne.

Ce résultat donne la clef des phénomènes électro-magnétiques. 11 explique la direction en croix de l'aiguille aimantée par rapport à un courant rectiligne, en supposant que chaque aimant soit un système de courants circulaires.

Ampère s'empressa de soumettre à l'épreuve de l'expérience cette conception ingénieuse. 11 imita un système de courants circulaires fermés, en faisant traverser par un courant un fil enveloppé de soie et plié en hélice à spires très-resserrées CD {fig. 383).

Deux physiciens allemands, MM. Schweigger et Poggendorff, avaient découvert qu'il est facile d'isoler le courant, dans un fil métallique, en le recouvrant de soie ou d'un vernis résineux, sans que cet isolement empêchât les

L'ÉLECTRO-MAGNÉTISME

effets magnétiques de se manifester à distance. Ampère mit à profit cette observation pour former ces systèmes de courants circulaires dont nous venons de parler, et auxquels il donna le nom de solénoïdes.

Fig. 385. — Hélice magnétique ou soïénoXdt.

La ressemblance entre les effets des solénoïdes et ceux d'un aimant fut si grande, que ridée d'une identité complète entre les uns et les autres, jeta des racines profondes dans Tesprit de l'illustre géomètre. Ampère fit voir qu'il est permis d'assimiler les aimants à des systèmes de courants circulaires, de même sens, circulant autour des molécules du fer ou de Tacier. L'ensembledecescourantspréexiste dans ces substances ; mais ils sont dirigés en tous sens et se contrarient les uns les autres, jusqu'à ce qu'une action magnétisante vienne les orienter tous dans le même sens et provoquer la polarité propre aux solénoïdes. Aimanter le fer, c'est donc ramener au parallélisme, les petits tourbillons électriques qui circulent autour des molécules : ici comme ailleurs, l'union fait leur force.

Cette nouvelle théorie, aussi simple qu'ingénieuse, rend compte de tous les faits de la science magnétique ; elle ramène à une cause unique le magnétisme et l'électricité dynamique. Si son exactitude n'est pas entièrement

démontrée, elle est pourtant infiniment préférable à l'hypothèse des deux fluides ma* tériels accumulés dans les aimants. Elle explique même l'action directrice de la terre sur les aiguilles aimantées, en supposant que la terre est entourée de courants circulaires. Enfin, elle fit prévoir à Ampère que les courants mobiles seraient dirigés par la seule action de la terre, tout comme les aiguilles aimantées. L'expérience a confirmé cette prévision.

Nous arrivons à la grande découverte qui a permis de réaliser la télégraphie électrique, et toutes les applications du même genre. Nous voulons parler de Vaimantation temporaire du fer par le courant électrique, découverte due au célèbre physicien français Arago.

Cette seconde découverte eut encore pour point de départ l'expérience d'OErsted.

Arago avait vu répéter l'expérience du physicien danois, à Genève, dans le laboratoire de M. de La Rive. En la vérifiant à son tour, il remarqua que le fil conjonctif de la pile se charge de limaille de fer, comme ferait un aimant ; mais qu'il n'attire point la limaille de cuivre ou de laiton. Le courant fait donc naître dans le fer doux, la vertu magnétique, et cette vertu disparait dès que le courant est interrompu.

En employant une aiguille à coudre, c'està-dire un petit barreau d'acier, Arago parvint à aimanter le métal d'une manière durable par le courant électrique.

Cette grande découverte fut consignée le 20 septembre i 820 (1). dans les procès-verbaux des séances du bureau des Longitudes.

Le 25 septembre, c'est-à-dire moins d'une semaine après la première communication d'Ampère, Arago fit connaître sa découverte à l'Académie des sciences.

Ampère lui conseilla aussitôt d'employer un fil roulé en hélice, au centre de laquelle l'aiguille d'acier serait placée. « D'après ma

(1) Arago, Note sur l^électro-magnéUsme. CEuvres com' plètes, vol. IV, p. 409.

MERVKILLES DE LA SCIENCE

théorie, disait Ampère, on doil obtenir ainsi le maximum d'aclioii. »

Cette conjecture ayant été aussitôt soumise h Vcxpérience par nos deux physiciens réunis, ils virent uneaiguille d'acier placée au centre d'une bobine de lil de cuivre, s'aimanter forlemeiil. La position des pûles se trouva conforme au résulUitqu*Ampère avait déduit, à l'avance, de la direction des éléments de l'hélice. C'était Jà une preuve nouvelle de la vérité de sa théorie.

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Vï^. aro -^ Frnnçoia Arago

Ces expériences apprirent donc qu'il esL possible de former un aimant artificiel par la seule intervention de réiectricité en mouvement. On trouva, en même temps, que Tactton des courants qui circulent en spirale autour d'un morceau de fer ou d'acier, est analogue à celle des aimants ordinaires, en ce qu*elle ne communique au fer doux qu'une aimantation temporaire, tandis que Tacier garde la vertu magnétique une fois acquise.

C'est sti." ^îette aimantation temporaire du fer doux par Taetion du courant voltaïque, que repose le mode d'action des télégraphes

éleclriques^des moteurs électro-magnétique^ de rhorlogerie électrique, etc-, ainsi que ooui l'expliquerons avec tous les détails nécessaires, dans d'autres parties de cet ouvrage.