SUR L'UNIVERSALITÉ

DE LA

FORCE MAGNÉTIQUE

PAB K. XX SOC^ZUm DE BAXiPJLT,

Le respect imposé par une grande auloPité à Tappuî d^une opinion admise devait éloigner pour loogtemps ridée de Tuniversalité du magnétisme, c^est-à-dire de la disposition de tous les corps à acquérir Tétat magnétique. Aussi les traités de physique les plusrécenls, ainsi que les plus anciens, ont-ils considéré cette diposition comme une propriété spéciale, avec cette diflérence que les plus anciens Tattribuaient au fer seul et à ses composés, tandis quelesnouveauxraccordent encore au cobaltet aunickel. Les faits, qui de nos jours, placèrent ces deux métaux dans la même classe que le fer, auraient dû éveiller dans les esprits des doutes bien légitimes sur un principe que Ton croyait à Tabri de toute objection, parce quMl semblait sanctionné par le temps. QuoiquMl n'eût pas Tanalogie en sa faveur, il conserva cependant son influence sur les esprits,s^élant trouvé en dernier lieu fortifié

par ropinion du savant et iDgénieux auteur des lois statiques de réiectricité. Si le premier j^osai réclamer en faveur de Tunivcrsalité du magnétisme, en présence de TAcadémie des sciences, je ne fis que céder à la conviction produite par de nombreuses expériences, dont j^ai réuni en dernier lieu les résultats principaux dans un opuscule, publié sous le titre d^ Histoire du magnétisme dont les phénomènes sont rendus sensibles par le mouvement i^V). Je pouvais, à cette époque, croire le principe reconnu, et je ne serais pas revenu sur ce sujet si un jeune physicien qui, à des talents héréditaires, joint une perspicacité conslatée par des suc<Jës justement ^préciés, n^eût reproduit contre Tuniversalité du magnétisme des objections conformes à Topinion de Coulomb (2).

Diaprés les recherches du grand physicien que je viens de nommer, celles de M. Edmond Becquerel et celles quej^ai publiées, il est prouvé que tous les corps, quand ils sont convenablement disposés, obéissent à Pinfluence des deux pôles opposés d^un seul ou de deux aimants combinés s^ils jouissent d^une certaine énergie. 11 ne s^agit donc plus maintenant de prouver que tous les corps sont magnétisables ; mais bien de déterminer si celte faculté leur appartient en propre ou sMls ne la doivent qu'au fer qu'ils contiendraient^ à raison, at-on

(1) Nancy, 1843, Grimblotet veuve Raybois, in-So.

(2) Comptes rendus de TAcadémie des sciences, 9 juin 18i3.

dit y de rabondaoce avec laquelle il est répanda dans la natare. Cette manière d^'expliqaer les phéooménes magnétiques que nous présentent généralement lescorps^ reproduisant la spécialité du fer et faisant reculer une théorie philosophique jusqu^aux premiers âges de la science , m^a semblé mériter un examen spécial ; j^ai donc cherché à déterminer si les corps sont magnétisables par eux-mêmes ou s^ils doivent cette propriété à la présence du fer. Mais avant de produire les faits nouveaux qui peuvent éclairer cette question , j^essayerai: de la considérer dans son ensemble, d^un point de vue général et dans les rapports que Tagent magnétique doit avoiravec les grands pouvoirs de la nature. Je désigne sous cette dénomination les causes des phénomènes attribués à des substances impondérables. Quelle que soit Topinion que Ton veuille adopter sur la nature de ces agents , soit qu^avec les dynamistes on considère les grands phénomènes qui leur sont attribués comme de simples modi-' fications de la matière, dont le mouvement serait la cause commune ; soit qu^on les regarde comme résultant d^actioD» produites par des fluides impondérables , on est toujours forcé de reconnaître en eux les agents des causes qui agissent- sur les corps- de la manière la plus générale, la plus absolue et la moins sujette à exception. On n^en trouve aucune dans la loi de tendance; j^appelle ainsi là force qui détermine les corps à se porter les uns vers les autres, en vertu de la seule condition de leur coexisteDce, loi que nous nommons attraction ou pesaur

teur, quand il s'agit des niasses , et affinité quand elle dirige les molécules matérielles dans leur dernier degré d^atténualion. De même on ne connaît aucune exceplion dans les effets de Tagent désigné sous le nom de calorique; son pouvoir est universel , bien qu^il y ait des corps réfractaires et de mauvais conducteurs, car il n'y a ici que des différences, mais aucune exception. Il en est de même delà lumière. Quoique certains corps soient dils opaques et absorbants, tous réfléchissent on transmettent une portion de la lumière lorsquUls sont rédaits en lames d'une minceur extrême. Il en est encore de même de Félectricité ; car, bien qu'on distingue les corps en idioélectriques et anélectriques , ou cohibants et déférants, il n'en est aucun qui coërce absolument l'expansion du fluide électrique , aucun qui ne paisse le recevoir de ceux qui le contiennent en excès. D'après ces faits généraux, dont j'abrège l'énumération, comment pourrait-on refuser au magnétisme l'universalité que je lui reconnais? Si, comme le pensent beaucoup de physiciens, il n'est qu'un mode particulier de l'électricité; si les phénomènes qui le caractérisent appartiennent i ces deux parties de la même science et ont une même cause , il faut bien reconnaître que l'agent magnétique est universel. Enfin si , comme quelques savants Tadmettent, tous les agents ne sont que des modes d'une cause universelle, pourra-t«on refuser l'universalité à b cause des phénomènes magnétiques?

Ces raisonnements basés sur l'analogie, quoique

conformes aux principes de la philosophie naturelle) no suffisant pas cependant pour résoudreioutesles difficultés que peuvent opposer les partisans du magnétisme spécial,c^est donc à Texpérience quMl faut en appeler de nouveau pour éclaircir ces difficultés. Si la faculté d^acquérir Tétat magnétique n^appartient qu^â un seul corps, les partisans de celte spécialité , de ce privilège anormal^ doivent prouver : U que la substance privilégiée existe dans tous les corps; ^ que tous en contiennent une quantité suffisante pour rendre les phénomènes magné* tiques appréciables; 3® que, quel que soit Tétat de pureté ou de combinaison de ce corps^ sa seule présence sufSt toujours pour développer les phénomènes magnétiques^

Examen de la présence du fer dans les corps.

L^abondance avec laquelle le fer est répandu dans la nature ayant fourni Targument principal en faveur ds la spécialité du magnétisme , le premier pas à faire dans cette carrière doit être de constater si ce métal existe dans tous les corps magnétisables ; ensuite si Texclusion du fer anéantit ou laisse subsister la disposition à acquérir Tétat magnétique ;. enfin si Texclusion du fer ou la purification des composés dans lesquels il se trouve est au-dessus desmoyens de la chimie. Les deux premières questions seront traitées dans le cours de ce mémoire ; la dernière demande un examen préalable. Il semble en effet trop hardi d'affirmer Timpossibilité de purifier

chimiquement les corps et en particulier de les prÎTer de fer, car ils le contiendront comme élément de composition ou seulement comme mélange. Dans le premier cas, soit par la réaction simple ou le concours des affinités doubles, on doit parvenir à le soustraire ; daDS le second cas, n^étant retenu que par la force d^aggrégation, rien ne peut s^opposer à Faction du réactif convenablement employé pour enlever ce métal ; tel est Tacide chlorbydrique, qui a pour le fer une si puissante affinité. Il me semble, diaprés ces considérations, qu^on réduira la question aux dernières limites de la convenance et de Tutilité , en prouvant qu^on peut , par les réactions chimiques, rendre sensibles et soustraire à un composé de fer des quantités qu^on peut dire infiniment petites , telles qu^au delà de ce terme elles échapperaient à tout moyen dMnvestigation.

On connaissait depuis longtemps la divisibilité prodigieuse de Tazotate d^argent, qui, étendue dans une quantité d^eau qu^on pourrait dire immense, est rendue sensible par quelques gouttes diacide chlorhydrique. P£aiff a prouvé qu^un treize-millionième pouvait être saisi et rendu apparent. Gomme dans le but que je me proposais d^atteindre il était important de connaître si, par un procédé analogue à celui qui a été suivi daas Fexpérience que je viens de citer, on ne pouvait pas de même reconnaître la présence du fer, quand sa quantité ne serait qu^une firaction minime du corps auquel il serait uni ou combiné) j^al résolu cette question en dissolvant

un décigramme de sulfate ferrique dans 500 grammes d^eau distillée, auxquels on a ajouté cinquante à soixante gouttes diacide azotique. On a versé dans cette dissolution un gramme de cyanure de potassium purifié, dissous dans SOO grammes d*eau pure, et la réaction résultant de ce mélange a donné un précipité bleu trés-foncé, qui, étendu de nouveau dans 500 grammes d^eau, offrait encore une teinte bleu-céleste à travers un vase transparent d^un centimètre d^épaisseur. Il put être étendu dans une quantité d^eau égale à mille grammes et conservait encore une teinte bleue sensible , quand on Tobservait sur un corps blanc dans Taxe d^un tube de deux décimètres de longueur fermé par des glaces. Il est résulté de cette expérience qu^un cinq-millioniéme de sulfate de fer peut être rendu sensible par notre procédé, et, comme le fer dans le sulfate ne compose pas la moitié de ta masse du sel ferrique employé, ce nombre approximatif pourrait être diminué de moitié ; ce qui nous dispense sans doute de pousser plus loin ce calcul.

Je donne le détail de cette expérience parce que le cyanure de potassium est le réactif que j'ai le plus ordinairement employé. La marche que j^ai suivie généralement a consisté à dissoudre, parPacide chlorhydrique étendu, le fer engagé avec d'autres substances à Pétatde mélange ou de combinaison, à le porter au maximum d''oxydation par une légère addition diacide azotique et à le précipiter par le cyanure de potassium. Les corps qui ne contenaient que des quantités de fer infiniment

petites étaient réduits en poudre impalpable, iaciuérés quand ils étaient combustibles et souvent chauffés avant Tapplication de Facide. On ne s^attend pas sans doule à me voir examiner la multitude presqu^infinie des substances dans lesquelles le fer peut se trouver, car ce travail serait de nature à rebuter le physicien le plus zélé et serait d^ailieurs inutile pour atteindre le but proposé, puisque j^ai à prouver seulement les deux propositions suivantes : 1* que, parmi les corps magnétisables , il en est qui ne contiennent pas de fer ; 2"" que, parmi ceux qui en renferment, il y en a beaucoup dans lesquels ce métal ne peut jouer le rôle qu^on lui assigne ordinairement; 3^ que Ton peut enlever le fer aux corps qui le contiennent, en usant des moyens que la chimie met entre nos mains. Comme on ne peut soumettre à notre procédé indicateur de la force magnétique que les corps à Fétat solide, leur nombre se trouve notablement réduit; il Test encore davantage par Tanalogie qui nous permet de considérer ceux qui appartiennent aux mêmes classes chimiques comme jouissant de propriétés analogues, et par conséquent comme devant avoir les mêmes dispositions i acquérir la force magnétique , seulement à des d^és variés. Dans le choix que nous avons fait nous avons dû préférer les corps qui, par leur nature connue ou diaprés les analyses qui en ont été faites par les chimistes les plus habiles, sont généralement regardés comme exempts de fer ou qui peuvent en être plus ûcilement privés. Aucun n^a été employé sans avoir été soumis au procédé

indiqué plus haut; procédé dont les résultais ont été contrôlés par une contre-épreuve rationnelle, qui consiste à ajouter une petite goutte d^une liqueur d'épreuve dans la solution soupçonnée de contenir du fer. Ainsi , après avoir soumis à Faction de Pacide chlorhydrique le corps convenablement préparé , après avoir filtré la liqueur et ajouté la solution de cyanure de potassium et la petite dose diacide azotique , si la couleur caractéristique du fer n^apparait pas ^ on ajoute une goutte atomique de sulfate ferrique , qui , développant cette couleur, prouve suffisamment que le fer eût été reconnu, si la substance examinée eût contenu la plus faible dose de ce métal. La liqueur d^épreuve dont on s^est servi était composée d^un décigramme de sulfate ferrique dissous dans soixante grammes d^eau distillée, et on puisait la goutte avec un tube frés-délié.

Parmi les combustibles non métalliques, nous avons choisi : le carbone , le soufre^ le phosphore. Le carbone a été représenté par la fumée des lampes ou le noir de fumée léger. Pour le soufre, nous avons employé la fleur de soufre lavée à Tacide chlorhydrique et sublimée. La pureté du phosphore employé a été constatée par sa combustion avec le nitre, dans un vase de platine.

Les métaux suivants ont été préférés : For a été obtenu du départ; Targent par la réduction du chlorure; le cuivre a été préparé par le procédé de la galvanoplastie; Fétain des Indes a été trouvé assez pur ; le plomb a été précipité de Tacétale par le zinc ;le zinc a été dii^Ué; nous avons aussi employé Tantimoine et le bismuth.

Parmi les bases salifiables on a choisi : la potasse préparée à Falcool^en yase d^argent; la baryte a été tirée de l'azotate décomposé au feu ; la chaux précipitée da chlorure de calcium et préparée en yase de platine, ou tirée du marbre saccharoïde le plus blanc et le plus pur; Talumine a été précipitée deFalun par Tammoniaque oa préparée par la calcination ; la magnésie précipitée da sulfate par la potasse pure.

Les produits des combustibles non métalliques em* ployés sont : le sulfure de potasse préparé avec ses composants purifiés ; le chlorure d^ammoniaque fait de toutes pièces parla combinaison directe de ses deux composants gazeux ; le sulfure de mercure laré et sublimé ; le protochlorure du même métal.

Parmi les produits de Foxigéne combiné à différentes bases, on a choisi : Toxyde de zinc, le blanc de fard, le blanc de plomb purifié, Toxyde rouge de mercure dit précipité.

Parmi les acides d^origine inorganique , nous n^arons pu employer que ceux qui sont à Pétat solide : les acides borique, antimonique et arsénieux purifiés, enfin Pacide silicique trés-pur.

Les sels, desquels nous pouvions choisir un bien grand nombre, nous ont fourni les sulfates d^alumine, de potasse , de baryte , de chaux ; le fluate de chaux natif translucide et cristallisé; les azotates de potasse, d^aiigent; le borate de potasse; le phosphate de chaux, et le oarbonate^^ammoniaque, tous essayés et purifiés.

Dans les substances organiques, nous ayons choisi : la gélatine tirée de richthyocolle ou du parchemin blanc lavé àTacidechlorhydrique, Talbumine du blanc d^œuf, la gomme arabique translucide, la résine, le copal, |a cire d'abeille, la cétine, le sucre cristallisé trés-blanc, le sucre de lait, Tos, Tivoire, la nacre, tous après avoir été essayés par la carbonisation et le lavage à Tacide.

Après rénumération des substances, qui nous ont paru assez exemptes de fer pour être soumises à Fessai magnétique , nous devons faire connaître Pinstrument employé et les procédés suivis dans ces recherches.

Essai magnétique des différents corps.

Cet instrument ayant été décrit dans le mémoire que j^ai cité et dans V Histoire du magnétisme doni lesphéno^ mènes sont rendus sensibles par le mouvement, il suffira d^en rappeler la disposition principale qui consiste en un support assez ferme, disposé pour recevoir un fil simple de cocon qui soutient un étrier en papier de soie gommé, dans le pli duquel on place les corps soumis à Fessai magnétique. La pièce à laquelle s'^attache le fil de suspension peut par sa rotation indiquer et mesurer la force magnétique acquise, et par ses mouvements d^élévation et d'abaissement les amener dans Taxe des aimants entre les p6les desquels ils sont placés.

Depuis mes premiers essais , j'ai substitué aux deux faisceaux magnétiques un aimant en fer à cheval portant 25 kilogrammes,qui, placé verticalement dans ime mon-

Cure appropriée, exerce son influence sar les corps magnétisables au moyen de deux pièces en fer doui, qui reposent sur les deux pôles, et que Ton glisse à la rencontre de ces corps. Cette disposition rend Pappareil plus puissant et plus commode. J^aurais pu sans doute, an moyen de Tinduction, employer des aimants plus énergiques , mais ceux auxquels j^ai eu recours suffisent pour rendre sensibles tous les phénomènes caractéristiques de Puniversalité du magnétisme. Je ne voudrais pas même assurer quMl n^y eût pas d^inconvénients à employer des appareils dont la puissance surpasse de beaucoup celle des moyens ordinaires de la nature; car il me semble qo% peuvent en imposer sur les phénomènes naturels, en les exagérant et en modifiant les corps d'aune manière anormale.

Je n^en suis plus â prouver, comme je Pai £siit antérieurement, que les phénomènes du mouvement imprimé aux corps soumis à Tinfluence des aimants sont des effets magnétiques des signes de la force acquise aux corps par cette influence. En eflet, quelle pouvait être leur nature, quand on sait qu^ils oscillent sous Tinfluence des aimants, qu^ils résistent à la force qui tend à les écarter de la direction qui leur a été communiquée , quMIs la reprennent dès que la force qui les en écarte vient à cesser, quMls peuvent même présenter le phénomène de Tafifolement, quand on les place entre deux aimants opposés par les pôles homonomes, qu^enfin ils se conduisent exactement comme le ferait une aiguille de boussole

placée dans les mêmes circonstances. Que ces phénomènes soient rendus sensibles par les oscillations de trèspetites aiguilles, comme le faisait Coulomb, ou, comme je le fais, par la torsion du fil simple de cocon avec des aiguilles beaucoup plus longues , peut-on trouver une cause différente de la force magnétique? Le procédé du grand physicien, dont j^honorerai toujours la mémoire et dont j^ai éprouvé la bienveillance, suffisait sans doute pour reconnaître le fait général, mais non pour en mesurer les degrés et moins encore pour reconnaître le mode de magnétisation récemment annoncée par M. Faraday, qui peut être reconnu seulement par le procédé que j^ai depuis longtemps employé.

J^arrive maintenant à Texamen de la question qui est l'objet principal de ce mémoire : Tessai magnétique des substances dont la pureté a paru suffisante pour qu^elles soient considérées comme exemptes de fer. Ces substances se trouvant rarement pourvues de la forme allongée qui convient seule à nos expériences, il est donc souvent nécessaire de la leur donner artificiellement, en les convertissant en petits cylindres ou en prismes de 15 à 20 millim. de longueur. Pour les métaux , cela n^offre aucune difficulté : le moulage , la filière et la lime nous en fournissent les moyens. Les substances qui, sans être malléables, avaient assez de cohésion pour être taillées, ont reçu leur forme par le clivage ou autres procédés mécaniques. ^Quant à celles qui manquent de cohésion , il a fallu les mouler, en

réunissant leurs parties avec quelque substance glatineuse ou emplaslique , que nous avons choisie parmi celles où nous n^avons pu découvrir le fer : telles qae la gomme arabique, la cire d'abeille et la térébenthine fondues ensemble. En donnant à ces cylindres la même longueur , il eût été bien désirable de les réduire ao même poids, mais cela présentait des difficultés iosormontables pour un certain nombre , ce qui nous obligera à tenir compte des poids et de leur influence sur la force de torsion. Chaque substance soumise à Fessai magnétique a donc été pesée, et le tableau qui sait présente le poids de chacune avec Tindication de la force magnétique acquise, estimée en degrés de torsion. Je ne prétends au reste donner ces résultats que comme des approximations, dont la connaissance peut ne pas être sans utilité. Avant de parcourir ce tableau, on doit remarquer que pour les corps que j^avais appelés neutres, et que M. Faraday nomme diamagnétiques , la force de torsion doit être affectée du signe — , qui indique la torsion nécessaire pour le ramener dans la direction du courant.

Tableau des corps soumis à Cessai magnétique et résultats

des expériences.

NOM ET ÉTAT

DE LÀ SUBSTANGB.

Charbon. Noir de fumée en trochisques.

Fleur de soufre en trochisques ,

Soufre foivdu ,

Phosphore en prisme taillé dans du phosphore très-pur.

Or pur en fil

Or alué en fil

Argent pur en fil...

Argent allié en fil...

Cuivre pur en fil

Cuivre allié en fil

Zinc en prisme fondu.

Etain id

Antimoinb id

Plomb id

Bismuth id

Potasse pure en prisme.

Baryte en trochisques.

Chaux id

Alumine id

Magnésie id

Sulfure de potasse...

Sulfure de mercure en trochisques ,

Sulfure de plomb natif en trochisques.....

Chlorure de mercure en trochisques

Un cylindre de glace faite d*eau pure....

OxYDK DE ZINC en trochisques

Oxyde de bismuth en trochisques

Oxyde d'antim, blanc de fard en trochisq.

Oxyde rouge de mercure, PRÉCIPITÉ en trochisques

POIDS

décig.

/ad.

décig.

décig. —

FORCE