SÉRIE, JOUE XI

Lorsque le résultat des recherches faites surlaconcenlratioD de la force magnétique à la surface des ainiants fut présenté à TAcadémie des sciences , plusieurs inenobres de cette illustre compagnie parurent désirer l^^on déterminât plus rigoureusement cette loi et

(3) q^u^on s'assurât si celte force est accumulée à la surfacedes corps à l'état magnétique, comme la force électrique Test à la;surlace des corps électrisés, ou si elle est seulement accumulée près de la surface des aimants, selon Texpression que j^arais employée pour caractériser le fait. Me pouvant répondre au désir des savants académiciens qu^au moyen de nouvelles recherches, je les ai entreprises et les ai consignées dans ce complément au premier mémoire (1).

Le mode dMnvestigation était non-seulement indiqué, mais il était même obligatoire, pour ne pas être privé du terme de comparaison entre les anciennes expériences et les nouvelles. Afin de prouver la concentration de la force magnétique vers la surface des aimants, j^avais pris dans un canon de fusil A une portion formant un tube de 20 centimètres de longueur , de 22 millimétrés de diamètre extérieur, dont le poids était de 280 grammes ; j^y avais introduit un cylindre de fer doux qui en remplissait la capacité ; il avait 16 millimétrés de moins en longueur et pesait 340 grammes. Le tube de fer était contenu dans un manchon de laiton enveloppé de fils de . cuivre* couverts de soie, pour le constituer à Pétat magnétique. Je prouvais la concentration vers la surface du tube, en comparant la force magnétique qu^il possédait lorsquMl contenait le cylindre additionnel, à celle qu^il conservait quand il en était séparé.

(i) Annales de Physique et de Chimie, nouvelle série, tomeXff page 458.

Voalant démontrer que la Ibrce magnétique est coneentrée trés-prés de la surface , puigqu^il est impossible de prouver qu^elle Test absolument à la surface, et comme on ne pouvait le faire qu^'en conservant la surCaice du même aimant et en diminuant de plus en plus sa masse, j^ai pris dans le même canon de fusil deux autres portions parfaitenaent égales en longueur et en capacité ; j'en ai diminué la masse , sur le tour, au point que cette seconde coupe B pesait seulement 160 grammes, et la troisième C seulement 90. Toutes trois, d^ailleurs, ont été armées du même mancbon inducteur et remplies ou privées du cylindre solide dont le poids,tel que je l'ai indiqué, a été constamment de 540 grammes.

Les différences dans la force magnétique communiquée aux trois pièces de notre appareil ont été appréciées, comme dans le premier mémoire, par la boussole de sinus, mais principalement par les oscillations de Taiguille qui offrent des résultats plus constants et plus faciles à constater. L^aiguille employée était aimantée i saturation, trés-mobile et fixée dans une position iut* variable. Elle indiquait et mesurait les forces relatives des trois aimants, par le nombre des oscillations exécutées dans une durée de 45". L'appareil est demearé constamment dans la direction de Téquateur magnétique et Ton a fait état 1* de la force communiquée .à Fai* goille par le courant «terrestre ; 2^ de la même force résultant de Taclion de la terre et de la force propre des pièces de Pappareil , agissant par leur seule

énerpe ; S^ encore de cette même force résullant de Pinduction ; 4® enfin de toutes ces forces réunies et combinées, ce qu^indique le tableau suivant :

!â poids de 280 I grammes.

jB poids de 160 I grammes.

C poids de 90 grammes.

laflueoce de

la terre sur le

tube plein.

15 à 16 oscil.

i5àl6 id.

15^16 id.

Jofluence de

la terre sur le

tube vide.

14 à 15 oscil.

14 à 15 id.

Inflaeocw

do courant

d'iodactioa

sarle tube

plein.

Influence

da courant

d'induction

sur le tube

▼ide. I

72 oscil.

72 id.

15 id. 71 id.

12 oscil.

71 id.

70 id.

Une aiguille de moindre dimension que la premiére, mais donnant un nombre plus grand d^oscillations dans le même temps , a été consultée comparativement et quoique, en raison de leur rapidité, il puisse s^étre glissé quelque erreur légère dans la supputation de ces oscillations, elles ont cependant confirmé les expériences que nous venons de rapporter, n^ayant varié, qu^entre 89 et 91 oscillations, toujours en 45", soit que les tubes eussent été pourvus du cylindre additionnel , soit qu^iis en fussent privés.

Les expériences faites avec la boussole de sinus, comme dans le premier mémoire , ont encore concouru à confirmer Fexactitude des résultats que nous venons de rapporter , soit que chacun d^ nos tubes ait été aimanté par induction, soit qu^il ait été pourvu ou privé du cylindre additionnel. Si maintenant nous comparons

«eotre eut les résultats des expériences exécutées avec i'aiguille, nous trouvons qu'en retranchant 40 oscillations produites par Pinduction et 22 par Faction de la terre, il en reste 18 à 20 qui représentent Tétat magnétique des lobes vides et pleins ; et comme avec des masses trésfiffirentes leurs surfaces différent trés-peu , on doit attribuer Tégalité frappante des résultats' à la surface sur laquelle s^accumule la charge magnétique.

Ayant réduit le tube C n<* 5 à une épafsseur qui

fiWédait pas celle d^une feuille de la Me employée à

conduire la fumée des poêles, et forcé de renoncer à un

amincissement plus grand , j^ai dû chercher d^autres

preuves de la concentration de la force magnétique

à la surface des aimants. Je pense les avoir trouvées

dans les procédés du magnétisme par rotation , en sou-

mellant à Tinfluence d^un aimant rotateur des disques

métalliques de la plus faible épaisseur. La rotation en

effet , dans cette classe d^expériences , selon la théorie

que nous avons adoptée (1), n^étant produite que par

le développement instantané de la force magnétique

dans les parties du disque qui correspondent aux pôles

deTaimant, ces faits se rattachent évidemment au sujet

foenous traitons. Comme les disques employés sont

tout en surface, ne sommes- nous pas nécessairement

<^Qduit à considérer les effets comme des arguments en

^veur de la concentration de la force magnétique à la

(Monnaies de Chimie et de Physique, tome LXVII, page 203.

(6) périphérie des oorps dans lesquels elle se développe. Quelle qu^en soUau reste rexpKcaUoDy cesfsutsoAriront toujours des phénomènes curieux, qui prouvent inviociblemeatle peu d^influence de la masse dans le déreloppement du magnétisme.

Les conditions exigées pour le succès de ces expériences consistent: 1* à donner aux disques un diamètre égal à la longueur de Faimant rotateur; 3* à diminuer aiilaat que possible leur force d^inertie par la dimînatioo de leur masse, ce qu^on obtient en collant sur des carions minces les feuilles métalliques employées, quand elles ont trop peu d^épaisseur pour conserver leur forme lors^ qu'on les place horizontalement; 3« à suspendre les disques à des fils de cocon dédoublés, avec de petits crochets de 5 à 6 centimètres de longueur qui s^implaotent aux sommets de petits cônes en bois dont la base se fixe au centre de la surface supérieure du disque avec une substance emplastique; 4' à les maintenir dans une situation horizontale et à la plus petite distance possible de Faimant dont ils doivent être séparés seulement par la glace mince qui couvre Paimant rotateur.

Les disques que j^ai employés sont d^espéces très-va-* riées; il ne sera question ici que de ceux qui sont fonpés avec des substances métalliques. Plus denses que les au* très substances, les métaux, réunissant sous le même volomeun plus grand nombre de molécules, sont nécessaire* ment les plus facilement mafgnétisables; etPapplication de Tagent magnétique au corps de cette classe est d^autant

plus efficace, pour en opérer la rolalion j que plusieurs, susceptibles d^étre réduits en feuilles minces, sont plus ayantageusement soumis à Taction de Taimant rotateur et en éprouvent plus facilement Tinfluence. Toutefois, les différences qu'ils présentent ne répondent pas à leur densité, en sorte que le fer et le cuivre , dont la densité est moindre que celle de plusieurs d^entre eux , tels que le platine. For, le plomb, sont cependant bien plus facilement magnétisables.

J^avais essayé d^apprécier approximativement ces différences au moyen du petit cabestan micrométrique sur lequel sVnroule le fil suspenseur des disques. Ce petit instrument est fixé au sommet de la clocbe de verre qui abrite les disques et dont le col leur transmet le fil de suspension. Les disques métalliques dont l'épaisseur est trop peu considérable pour conserver leur forme dans une position horizontale doivent être fixés sur des disques de carton, comme on Ta dit. Il serait trop hardi d^affirmer que la dureté soit absolument sans influence; mais ici, comme la surface est autrement grande relativement à la solidité, ces disques fournissent encore un argument favorable à Topinion émise dans la première partie de ce mémoire complémentaire.

La manière de déterminer la rotation des disques métalliques ne diffère en rien du procédé ordinaire. Une rotation uniforme et d^une vitesse moyenne est ce qui convient le mieux; seulement, quand ces disques paraissent peu disposés à recevoir Pinfluence de Paimant, on

pettt déterminer la rotation en commençant par ta méthode des oscillations et même encore en imprimant aux disques le mouvement le plus léger possible y que Ton accélère en faisant osciller Taimant , ainsi que je Tai expliqué ailleurs (1). A Taide de celte manœuvre, on finit par leur donner un mouvement à la vérité fort lent, mais que Ton rend plus sensible en plaçant un repaire à leur surface supérieure.

La ductilité étant la condition indispensable pour réduire les métaux en lames minces, il semblait que pour ceux qui en sont dépourvus nous dussions être privés du moyen par lequel nous avons reconnu la condensation du magnétisme à la surface de plusieurs substances métalliques ; mais le fer, après avoir perdu sa cohésion, s^étant montré susceptible d^acquérirle magnétisme et même de former des aimants doués de polarité, quand on en réunit les parcelles dans des tubes allongés et qu^on les tasse modérément^ j^ai présumé que les métaux fragiles réduits en poudre se montreraient encore sensibles à Tinfluencemagnétique(2);c^esten effet ce que Texpériencea confirmé. Des disques de carton suspendus comme nous Ta vous dit et couverts à leur face inférieure de poudres de bismuth, d^antimoine, de cobalt et d^arsenic fixées avec delà colle, ont tous obéi à Tinfluence de Taimant rotateur.

(i) Mémoires de rÂcadémie de Nancy. 1840. (2) Annales de Physique et de Chimie, tome LXY, page S14. Année i837.

(9) Faifons observer cependant qu^on ne doil pas s'^allendra

é les voir prendre immédiatement un mouvement rapide, comme cela a lieu pour les disques minces de fer ou de cuirre. Ce mouvement en effet n''est ni subit ni rapide , parce qu^il faut d^abord que la force d'inertie du disque soit surmontée par Taction de Taimant rotateur et que ce n^estque par la répétition de nombreux efforts magnétiques, c'est-à-dire après plusieurs révolutions, que cette résistance est vaincue, et de plus parce qu'il faut détruire robstacle produit par la roideur du fil de suspension. Getle résistance ne doit pas être négligée, parce que souvent le poids des disques ne permet pas d'employer des fils simples de cocon , mais des fils composés au moins de quatre de ces fils élémentaires. Leur résistance en effet devient évidente dés qu'on a fait exécuter au disque une demi-rotation ] car alors il n'avance que très-lentement, souvent s'arrête et revient de lui-même contre la direction qui lui avait été communiquée. Ces expériences sont très-simples ; toutefois elles exigent, pour obtenir l^effet désire, quelque exercice et surtout une grande patience.

ia dernière partie de mes expériences doit être considérée plutôt comme propre à compléter le mémoire >Qr les causes de l'altération de la force magnétique (1), îtfà prouver la concentration de cette même force à *a surface des aimants. Ces expériences ont été exécutées

0) Mémoires de l'Académie de Nancy. 1845.

(10) avec des disques de carton couverts de poudres métal-» liques dans lesquelles la disposition à recevoir Pinfluence magnétique était affaiblie, ou presque éteinte parla combinaison avec des substances peu ou pas magnélisables par le mouvement communiqué, telles que le soufre, le phosphore , le carbone, Toxygéne*

Les composés de fer et de ces substances se montrent en effet des plus indifférents à Tinfluence de Tairoant rotateur. Le sulfure de fer est le premier sur lequel j^ai observé quelques indices de disposition à recevoir Pétat magnétique. L^espéce employée appartenait à un cube trés-régulier de sulfure naturel. Un autre essai a été fait avec le sulfure artificiel composé de partie égale de Tune et de Fautre substance, et comme ce composé, que Ton doit considérer comme Tun des plus riches en soufre, ne montrait que de faibles dispositions à acquérir Tétat magnétique, il n''était pas sans importance de constater si ces dispositions variaient avec les proportions des éléments de ce composé.

Les essais faits dans ce but m^ont prouvé que la disposition au magnétisme diminuait à mesure que croissait la proportion du soufre. Déjà les minéralogistes avaient reconnu cette vérité en admettant parmi les moins riches en soufre une espèce minérale à laquelle ils ont donné le nom de pyrite magnétique. J^avais espéré trouver dans le petit cabestan micrométrique le moyen d^apprécier, au moins approximativement, le rapport qui sans doute existe entre la disposition à acquérir Télat

(tl)

magnétique el les proportions relatiyes eu soiifre uni aa fer ; maïs les diffërences inappréciables dans les dislances auxquelles Taimant rotateur agit ou cesse d^agir sur les disques ont opposé à mes vues un obstacle insurmontable. La combinaison du carbone avec le fer a été moins significative encore à raison du petit nombre de combinaisons en proportions définies qui existent entre ces deux substances. La plus riche en carbone , le tricarbure obtenu de la décomposition du bleu de Prusse par le calorique, n^a montré aucune disposition à prendre Fétat magnétique, tandis que Facier et la fonte, que Ton considère comme peu chargés de carbone, sont, on le sait, facilement magnétisables , moins cependant que le fer, ainsi que nous Payons prouvé (1).

La diimiet qui n^admet que deux degrés dans Foxjdation du fer, nous laisse aussi fort peu d^espérance de parvenir à la solution de la question que nous nous étions proposée. En eflfet, tous les oxydes que Ton regarde comme moins chargés d^oxygéne que le sesquioxyde ou colchotar, tels que le safran de mars,roxyde obtenu par la décomposition de Peau, la rouille, les batitures, etc., que Ton considère comme oxydés au minimum, sont tous à peu prés également magnétisables, tandis que le sesquioxyde a offert une indifférence qui ne peut être vaincue que par le procédé de Coulomb.

Ces exemples sont sans doute peu propres à éclairer

(1) Mémoires de rAcadémie de Nancy. 1838.

la qiiestion sor la disposition au magnétisme consertée par le fer dans ses combinaisons. Cependant on ne peot méconnaître que la combinaison n^éteint cette disposition, que quand la proportion du corps combiné au fer est considérable, comme dans le sesquioxyde qui, sur cent parties de fer, contient prés de moitié d^oxygéne. Ce métal, le plus magnétisable de toutes les substances de cette classe, ne perd donc la propriété qui le distingue, que quand Téquivalent qui lui est donné prédomine dans la combinaison. Ici Pagent magnétique se montre moio» puissant que la lumière, laquelle éprouve les mêmes modifications par les composés que par leurs éléments, ce que M. Biot a prouvé dans ses recherches sur la polarisation des liquides. Tous les faits que nous venons de rapporter ont encore été confirmés par un autre moyen, qui consiste à magnétiser des tubes de verre remplis des poudres métalliques dont nous avons parlé, et à les essayer avec une aiguille astatique d^une grande sensibilité.

Si, diaprés les inductions qui semblent résulter de ces expériences, on essayait de remonter à la cause de Faltération de la force magnétique dans les combinaisons du fer, et qu^on la cherchât dans les lois de Taffinité, on ne parviendrait pas à en dissiper Tobscurité ; car il est des composés dans lesquels toutes ou presque toutes les propriétés des éléments du composé sont détruites, tandis qu^il en est d^autres dans lesquels une ou plusieurs de ces propriétés subsistent en partie

C18) âpres la combinaison. Où ne serait pas plus heureux en cherchaDl cette cause dans rarrangement moléculaire, puisque Tétat magnétique subsiste dans les aimants qui ont subi des modifications évidentes dans cet arrangement. Mais ne pourrait-on pas supposer quel serait le résultat d^opposilion de la force magnétique des parties composantes,lorsque, les unes étant positives et les autres négatives y elles se neutraliseraient réciproquement | comme je Taî montré dans les aimants formés de particules de fer sans cohésion, dont on change les situations respectives en leur communiquant des secousses capables de les faire tourner sur elles-mêmes, de se correspondre par des pôles hétéronomes et par là même, de se neutraliser (1). Au reste, je me suis assuré que le mélange ne suf&t pas pour modifier la disposition à acquérir la force magnétique. G^est donc â Taffinité qu^il faut reconnaître le pouvoir le plus énergique pour diminuer cette force dans les corps. Si Ton voulait se livrer aux recherches indiquées par ces considérations, on aurait à examiner non-seulement Paltération de la disposition à acquérir la force magnétique dans les sels à base de fer, mais auparavant , les modifications produites par les alliages de ce métal dans lesquels cette disposition semblerait devoir se conserver plus complètement. On sait déjà que dans quelques-uns, celte disposition est plus ou moins altérée, ce dont je me suis assuré pour le nikel dans X^pafong / mais ces recherches exigent un nouveau travail.

(1) Annales de Chimie et de Physique , tome LXV, page 214.

Des faits eompris dans ce second mémoire on peut conclure, comme déjà je Pai fait à la suite du premier :

l"" Que la masse exerçant Irés-peu d^influence sur la force des aimants, celle-ci réside nécessairement dans les couches moléculaires qui composent les sur&ces.

2* Que Tinstrument du magnétisme dont les phéno* mènes sont rendus sensibles par lemouyement, pouvant rendre cette force appréciable dans les substances métalliques dont la sur&ce a une étendue extrêmement grande, relativement à la solidité , on en peut tirer un argument très- favorable à la loi de la concentration de la force magnétique à la surfiice des aimants.

5* Que, par le moyen de cet instrument, on peut rendre sensible la disposition à acquérir la force magnétique dans des substances métalliques privées de la force de cohésion entre leurs parties constituantes, et même dans celles qui sont composées de parties hétérogènes et tirer de là des preuves en faveur de Tuniversalité du magnétisme.