CHAPITRE PREMIER

ORSKRVATIONS ET ÉTUDES QUI ONT PRÉCÈDE L\ DÉCOUVERTE D'amSTED. — IDÉES DES PHYSICIENS DO XVUI* SIECLE SUR L'IDENTITE DES FORCES ÉLECTRIQUES ET MAGNÉTIQUES. — UVRE DE M A RAT. — IDÉES DE VAN SWtMDEN. — OPINION DE RITTER APRES LA DÉCOUVERTE DE LA PILE. — TJIAVACX DE MUNCEE ET DR GRUNER. — EXPÉRIENCES DE RONAGNOS1, DE PLAISANCE. — CE QU'lL PAUT EN l'KNSER. — DECOUVERTE d'OCRSTED. — PHÉNOMÈNES GENERAUX DE L'ÉLECTRO-MAGNETISME. — DÉCOUVERTE DE L'AIMANTATION TEMPORAIRE DU FER PAR LE COURANT ÉLECTRIQUE. — EXPERIENCE D'ARAGO. — EXPÉRIENCES D'aRAGO ET AMPERE.

Les travaux d'OErsted 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. H 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 l'esprit des observateurs, mais qu'elle ait été amenée par une série de recherches antérieures, et de tâtonnements de l'expérience et de l'esprit.

Ce sont ces préliminaires de la découverte de l'électro-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 OErstcd. Rien pourtant, jusqu'à cette époque, n'avait pu justifier nettement cette idée. Ses partisans 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 xvuT 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 variées 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 l'hypothèse 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 eflets attribués à ces

forces, qui, évidemment, se transforment tous les jours, sous nos yeux, l'un 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 auxvui* siècle, n'étaient basées sur aucune démonstration expérimentale, et se réduisaient à des assimilations três-hasardées. Les physiciens du temps de Nollet 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 chargé 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 applications de l'électricité, 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 C 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 do

(I) Recherches physique* sur riketricité, par M. Mare!, docteur en médecine et médecin des garde» du corps de M. le comte d'Artois. Paria, MM, in-8, avec figaree.

L'ÉLECTRO- MAGNÉTISME

fer saturé d'électricité, le docteur Marat cherche, dès le premier chapitre de son ouvrage, à établir cette proposition que « le fluide électrique et le fluide magnétique diffèrent essentiellement. » 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 l'action 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 météorologie, une série de points de ressemblance qu'il découvre entre les corps électrisés et l'aimant, s'exprime comme il suit:

• Ces différent* traits d'analogie entre le* matières électriques et magnétique*, me font soupçonner que ces deux matières n'en font qu'une, diversement modifiée et susceptible de différents effets, dont on commence & apercevoir l'unité do 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 iden tifier.

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 no laisse pas que d'être assez amusante. L'élément du feu, lorsqu'il se combine avec l'air, produit la lumière ; combiné 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! Je «c sais si le lecteur se rend compte de ce que peut être un feu 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. Il 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 Volta découvrit 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. Rittcr 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 do 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, «t

(1) Estais sur télettrieUé, vol. Il, p. 37.

(2) Analogie de l'électricité et du magnétisme. [Recueil de mémoires couronnés par l'Académie de Bavière.) La Haye, 1786, 2 voL ln-«.

MERVEILLES DE LA SCIENCE

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

Un programme du cours d'Ampère , imprimé en 1802, porte encore la mention suivante: « Le professeur <#mwi/rera que lesphéa nomènes électriques et magnétiques sont « dus à deux fluides différents, et qui agis- « sent indépendamment l'un de l'autre (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 l'identité de ces deux forces, par la théorie mathématique?

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

Ils cherchèrent ensuite à reconnaître si des piles vol laïques 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. 11 fallait, comme le fit plus tard, QErsted, 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 Be présenta pas à nos deux physiciens.

Malgré l'i nsuccès des expériences de Muncke et de Gruner, les idées de Ritter concernant l'identité 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 très-réelles, et les objections que soulevait sa théorie.

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

« Le galvanisme, écrivait un anonyme au Monthhj Magasine en avril 1802, est, pour le moment, la grande occupation de loua les chimistes cl physiciens allemands. A Vienne, on a annoncé une découverte importante : un aimant artificiel, employé à la place de la pile vol laïque, décomposerait l'eau aussi bien que celle-ci ou que la machine électrique. On en conclut que les fluides électrique, galvanique et magnétique sont les mêmes. »

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 derniér fait, précurseur de l'immortelle découverte d'OErsted. 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 aimantée, et que l'on 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

(I) Arngo, AV/ice ùiot/raphù{ue sut toi. Il, p. bO.

Œuvres,

• Mojon, dit-Il, a magnétisé des aiguilles à coudre, de la longueur de deux pouces, par un appareil A tasses de cent verres. Celle nouvelle propriété du galvanisme a été constatée par d'autres observateurs, et dernièrement, par M. Romagnosi, qui a reconnu que le galvanisme faisait décliner l'aiguille aimantée. »

(1) ha ru, Manuel du galvanisme, Paris, 1*04, p. lîO.

(I) Jean Aldini, Estai théorique et pratique sur le gah-alutme, avec une série d'expériences faites en présente des commissaires detlnstitut national de France. Paris, 1801, L I, p. MO.

L ÉLECTRO-MAGNÉTISME

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

Nous dirons pourtant que, lorsqu'on examine de plus près les titres de Romagnosi à la découverte de l'électro-magnétismc, et quand on consulte le texte dont il s'agit, ces titres paraissent beaucoup moins solidement établis qu'on ne l'a déclaré. Voici, en effet, le document original sur lequel s'appuient les réclamations des compatriotes de Romagnosi. C'est un article qui parut le 3 août 1802, dans un journal politique de Trente, le Ristretto dei Foglielti universali. Il a été reproduit récemment par l'abbé Zantedeschi, à l'occasion de l'inauguration 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 dan» ce fait divers du journal italien, demeurant ici et connu de la république des lettres par d'autres profondes productions, s'empresse de Taireconnaltre aux physiciens do l'Europe, une expérience relative au fluide galvanique, appliqué au magnétisme. Ayant préparé la pile de M. Volta avec des disques de cuivre et de zinc, séparés par des rondelles imprégnées d'une solution ammoniacale, l'auteur fixe à celte 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 un bouton d'argent qui sortait du tube. Ensuite, il prit une aiguille aimantée ordinaire, disposée à la manière d'une boussole marine, et fixée dans une chape prismatique de bois ; puis, ayant enlevé le couvercle de verre, il plaça l'aiguille sur un isolateur en verre, à peu de distance de la pile. Ceci Tait, il saisit la chaîne par le tnbe de verre, et en appliqua le boulon terminal à l'aiguille aimantée. Après un contact de quelques secondes, l'aiguille se détourna de plusieurs degrés de sa position polaire.

(I) Con-iiponde*za scitntifica ta lioma, a. 42, 0 avril 1*49.

La chaîne ayant été soulevée, l'aiguille conserva celle déviation. Quand on appliqua la chaîne de nouveau, l'aiguille s'écarta encoro un peu, et garda ensuite sa nouvelle position, comme si sa polarité avait été détruite. Voici 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 plusieurs 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 01 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 voltaïque fermé. L'auteur met le conducteur môme 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 OErstcd 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 espèco d'influence sur le progrès de la science électrique; tandis que celle d'OErsted.qui n'apparut que dix-huit ans plus tard , révolutionna le monde scientiûque.

11 n'est pas rare de rencontrer, dans l'histoire des sciences, des faits do 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

MERVEILLES DE LA SCIENCE

homme se rencontre qui en comprenne la portée, et qui rende fécond le germe depuis longtemps créé. Quoique Mojon et Romagnosi eussent observé, selon toute apparence, des phénomènes d'électro-magnétisme, aucun physicien, pas même eux, ne se doutait de l'existence d'un phénomène de ce genre à l'époque où Œrsted publia l'immortelle expérience qui vint montrer à tous les yeux, l'influence du courant électrique fermé sur les aimants.

Flg. 378. — Christian OErslcd.

Œrsted avait partagé jusqu'en 1820 les opinions généralement répandues sur l'identité absolue de l'électricité et du magnétisme. Dans ses Réflexions sur les lois de la chimie, publiées en 1812, il s'efforce encore de démontrer par des faits, l'identité de la pile et d'un aimant. Dans ses cours publics, il faisait des expériences destinées à mettre cette identité en lumière; mais ces expériences ne réussissaient pas. La pile ne pouvait être assimilée à un aimant ; en d'autres termes, clic n'avait deux pôles contraires que lorsque ses pôles étaient libres et le courant interrompu, c'est-à-dire ouvert. Or, c'est justement dans ce cas qu'elle est sans influence

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

Dans les idées qui régnaient alors, un courant électrique fermé ne pouvait être doué d'une polarité quelconque. Aussi ne se préoccupait-on nullement du courant fermé.

Mais si le circuit fermé était considéré comme dépourvu de toute action, comment donc, va dire le lecteur, Œrsted put-il être conduit à faire cette expérience du circuit fermé , qui fit subitement jaillir des ténèbres 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 finissante fée, qui présida à la naissance de l'électro-magnétisme.

Pendant l'hiver de 1819 à 1820, Œrsted faisait son cours de physique à l'Université de Copenhague. Il était occupé à montrer à son auditoire, la puissance calorifique de la pile de Volta, en portant à l'incandescence un (il de platine tendu entre les deux pôles. Une aiguille aimantée se trouvait par hasard, placée sur la table, à quelque distance de la 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 ne comprenait pas que le fil qui joint les deux pôles de la pile et forme le courant voltaïque, pût 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 (1).

(I) On a dit qu'à l'une de ses leçons, Œrsted, saisissant vivement les deux fils qui, par leur contart, fermaient le courant électrique, s'écria, dans une sorte de mouvement oratoire : « Je ne puis croire que cet appareil soit sans action sur les aimants! » et que. parce geste Involontaire, il approcha le circuit fermé de l'aiguille aimantée, qui fut aussitôt déviée «le sa position d'équilibre. Mais cette version théâtrale manque de preuves.

Cm». ,1, Cr«W *t 9i\$, lmf. Fan», l«u»t M Cic, Mi.

Flg. 319. — (Ented découvre 1., déviation de l'aiguille aimantée par le courant électrique fermé (I8C0).

La leçon terminée, et quand tous les assistants se furent retirés, OErsted s'empressa de répéter l'expérience 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 môme pile qu'il remit en action, et il vit l'aiguille dévier avec la plus grande énergie, quand on l'approchait du fil conjonctif qui reliait les deux pôles de la pile. L'électro-magnétisme était découvert !

11 est probable, pourtant, que l'immense

portée de ce fait nouveau, ne fut pas, tout d'abord, appréciée par l'auteurde cette découverte, quoiqu'il se soit efforcé plus tard, de prouver que ce sont ses recherches théoriques sur les effets de la réunion des deux électricités dans les courants fermés, qui l'ont conduit à la découverte de l'électromagnétisme.

OErsted publia sa découverte au mois de juillet 1820, dans un mémoire de quatre pages, écrit en latin , et intitulé : Expérimenta circum effeeltim confite lits eleclrici in

arcum magneticum {Expériences relatives à | l'effet du conflit électrique sur l'aiguille aimantée), qui ne tarda pas à être traduit en allemand et en français (1).

Le lundi, il septembre 1820, M. tle La Hive, qui arrivait de Genève, répéta l'expérience d'Œrsted, 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.

llans- Christian OErsted était né le 14 août 1777, à Rud Kjerbig, dans l'île danoise de Langcland, 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 stipendiutn 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. OErsted 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, h Londres et à Édimbourg, et qui lui val ut partout desovationsenthousiastes. Sa découverte, qui avait dévoilé le lien secret qui existe «•ntre le magnétisme et l'électricité, et ou-

(I) Annales de chimie et de /%««?*•, roi. XIV, I8*>.

vert à la science des horizons nouveaux, avait fait tout à coup un homme célèbre du 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 OErsted comme un de ses associés étrangers.

A peine de retour à Copenhague, OBrsted y fonda la Société danoise pour la propagation des sciences natttrelles. 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.

OErsted est mort, le 9 mars 1851, 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 comprcssibiiité des liquides. Il 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 l'histoire 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 OErsted 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-MAGNÉ-TISME.

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

Revenons à l'expérience fondamentale d'OErsted, qui a été le point de départ de la science de l électro-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 l'électricité, que le fil conjonctif acquiert

des propriétés nouvelles. Si l'on dispose audessus d'une boussole, et parallèlement à la direction de son aiguille, c'est-à-dire dans le sens du méridien ma gnétique , un fil de cuivre ou de platine, isolé, sa présence n'a aucun effet sur l'aiguille aimantée. Mais si l'on 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-inet très-près de la boussole, la déviation

Fig. MO et Ml. - Courant

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 61 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 so 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

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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 austral, celui qui se dirige vers le nord de la terre.) La déviation aura lieu, ainsi que le montre la figure, du nord vers l'ouest, et du sud vers l'est. Si le fil est en bas, la déviation se fera en sens contraire [fig. 381).

Pour faciliter l'énoncé de ces résultats, Ampère eut l'idée 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

Flg. 3Sî. — 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 l'aiguille aimantée AB, pour comprendre tous les phénomènes de déviation dans un énoncé très-simple : le pôle austral' (pôle nord) de l'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. Il contient en germe la théorie de l'électro-magnétismc, telle qu'elle a été

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 l'aiguille 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 cet fait», dit Arago, que, pour les expliquer, divers physicien» eurent recourt 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 tourbillons qu'avait imaginés Descartes, pour rendre compte du mouvement général des planètes autour du soleil. Ainsi, la découvert» d'Œrsted semblait devoir faire reculer les théories physique» de plus de deux siècles (t). »

C'est OErsted lui-même qui émit cette hypothèse étrange des tourbillons électriques circulant autour du fil conjonctif, en deux hélices, de directions contraires pou ries 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 autre qui explique la nature intime des

(I) Arago, Notkt biographique sur Ampire, vol. Il do» UKuvpm.

L' ÉLECTRO-MAGNÉTISME

rants électriques. Nous connaissons les lois de l'action des courants, mais nous ne savons pas encore ce que c'est que l'électricité.

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 trèspuissante ; tandis qu'il suffit, pour cela, d'une force électromotrice insignifiante. Mais dès que l'expérience fut présentée dans son véritable jour ; dès que l'on 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 l'électro-magnétisme. De cette émulation universelle, sont sorties les plus belles et les plus importantes découvertes de notre siècle dans l'électricité.

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. Il fut le législateur de cette branche de la physique ; et, comme l'a dit M. Babinet, « si Œrsted 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 asiatique, dont l'aiguille est mobile dans un plan perpendiculaire à la direction de la force magnétique de la terre, direction donnée par les 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 l'aiguille, est détruite par la résistance du support. Dès lors, cette dernière obéit librement à l'influence des courants que l'on fait naître dans son voisinage.

Mais Ampère ne se contenta pas de chercher les lois de cette action des courants sur les aimants. Il conçut une généralisation merveilleuse de ce genre de phénomènes : l'influence des courants sur les courants.

Kig. 384. — Boussole «statique.

sitions extrêmement ingénieuses pour rendre mobile une certaine étenduo d'un fil conjonclif, sans que ses extrémités eussent à se

MERVEILLES DE LA SCIENCE

détacher des pôles de la pile. Ainsi, par exemple, il suspendit verticalement aux colonnes métalliques H, H', un rectangle de fil de cuivre defy {fi?. 384), dont les extrémités redressées et terminées en crochets a, A, 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 circuit 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'OErsted à l'Académie des sciences, Ampère faisait déjà connaître la sienne. « 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 sui tes 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 flls, pris séparément, agit sur l'aiguille aimantée. Ces détracteurs furent réduits au silence par l'argument suivant, dù à Arago :

■ Voilà, leur dil-11, deux ciels en fer doux. Chacune d'elles attire cette boussole : si vous ne me prouves 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 l'autre. 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'intensité dans le rapport inverse des carrés des distances.

Armé de cette loi fondamentale, Ampère aborda le problème général desactions électro* dynamiques, 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 enfilés sur un axe horizontal mobile, ils l'entraîneraient 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. 385).

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

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e IFets magnétiques de se manifester à distance. ! Ampère mit à profit celte ol>servation pour former ces systèmes de courants circulaires dont nous Tenons de parler, et auxquels il donna le nom de solénoldes.

Fig. 385. - Hélice magnétique ou solénolde.

La ressemblance entre les effets des solénoïdes et ceux d'un aimant fut si grande, que l'idée d'une identité complète entre les uns et les autres, jeta des racines profondes dans l'esprit de l'illustre géomètre. Ampère fit voir qu'il est permis d'assimiler les aimants à des systèmes de courants circulaires, de môme sens, circulant autour des molécules du fer ou de l'acier . L'ensemble de ces cou rants préexiste 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 couse unique le magnétisme et l'électricité dynamique. S« son exactitude n'est pas entièrement

démontrée, elle est pourtant infiniment pré- I férable à l'hypothèse des deux fluides ma- I téricls 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 courantsmobilesseraientdirigésparlaseuleaction 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 Y aimantation 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 disparaît 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 1 820 (1 ), dans les procès- verbaux des séances du bureau des Longitudes.

Le 2o 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

(I) Arago, Soie sur Mettro-magnétisme. Œmrtt cmnplète*, vol. IV, p. MX).

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théorie, disait Ampère, on doit obtenir ainsi le maximum d'action. »

Cette conjecture ayant été aussitôt soumise à l'expérience par nos deux physiciens réunis, ils virent une aiguille d'acier placée au centre d'une bobine de lil de cuivre, s'aimanter fortement. La position des pôles se trouva conforme au résultat qu'Ampère avait déduit, à l'avance, de la direction des éléments de l'hélice. C'était là une preuve nouvelle de la vérité de sa théorie.

Flg. 3M. — François Arago

Ces expériences apprirent donc qu'il est possible de former un aimant artificiel par la seule intervention de l'électricité en mouvement. On trouva, en même temps, que l'action 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 l'acier garde la vertu magnétique une fois acquise.

C'est sur cette aimantation temporaire du fer doux. par l'action du courant voltaïque, que repose le mode d'action des télégraphes

électriques, des moteurs électro-magnétiques, de l'horlogerie électrique, etc., ainsi que nous l'expliquerons avec tous lesdétails nécessaires, dans d'autres parties de cet ouvrage.