MAGNÉTISME

Phénomènes généraux. Les minérais de fer ont la propriété d'attirer le fer, le nickel, le cobalt ; on les désigne sous le nom d’aimants naturels ou de pierres d’aimants.

Lorsque l’on plonge un aimant dans de la limaille de fer, elle y adhère et cette dernière se précipite même sur lui, à une petite distance. Cette attraction à lieu dans le vide comme dans l’air et à travers les corps solides. Car si l’on promène un aimant au-dessous d’un carton, sur lequel se trouve répandue de la limaille de fer, on verra la limaille se mouvoir sur la surface du carton et y former des courbes régulières, qui toutes se dérigent vers les deux pôles de l’aimant, et si, sous le récipient de la machine pneumatique, l’on suspend un fil de fer par un fil de soie, et, qu’après avoir fait le vide, l’on présente en dehors un aimant, le fil de fer est attiré par l’aimant.

Lorsqu'on a plongé un aimant dans de la limaille, l’on s’aperçoit que la limaille ne s’est pas distribuée uniformement sur toute sa longueur, mais qu’elle s’est portée en plus grande quantité vers les extrémités, là où paraît résider d’avantage la force magnétique : on appelle ces deux points les deux pôles d’un aimant. L’action de l’aimant va en s’affaiblissant jusqu’au centre de l’aimant où elle est nulle. Si l’on coupe cette aimant a peu près vers le milien, il se forme un nouvel aimant qui a ses deux pôles, et en quelques parties que l’on réduise des aimants, chacune des parties aura toujours ses deux pôles.

Si l’on suspend un aimant au moyen d’un fil vertical par son milieu, et de manière qu’il se trouve horizontalement dans toute sa longueur, la ligne des deux pôles se dirige sensiblement parallèlement au méridien, ou ce qui est la même chose, à peu près du Nord au Sud; si on l’écarte de cette position, après qu’on l’a laissé à sa liberté, il revient à ce point primitif.

Lorsque l’on suspend deux aimants à deux fils de la même manière que le précédent, on s’aperçoit que, si l’on présente les pôles de Pun aux pôles de l’autre, dans une circonstance ils s’attireront, et que dans

une autre ils se repousseront ; l'on remarquera que les pôles de l’un et de l’autre qui se tournent vers le Nord se repoussent ainsi que l’un et l’autre pôle qui se tournent vers le Sud, tandisque !e pôle de l’un qui se tourne vers le Nord attire celui de l’autre qui se tourne vers le Sud; ces effets sont analogues à ceux de l’électricité ordinaire.

Comrunication de la vertu magnétique. Lorsque le fer est en contact avec l’aimant, ce dernier acquiert la propriété magnétique. Placez un petit barreau de fer doux à une petite distance d’un aimant, et dont toute Ja longueur sera parallèle au prolongement de l’aimant, recouvrez ensuite également l’aimant et le barreau d’un morceau de carton sur lequel est répandue de la limailles de fer, vous voyez nonseulement la limaille se diriger vers les deux pôles de l’aimant, mais aussi vers les deux extrémités du barreau de fer. Ensuite, si vous enlevez l’aimant de dessous le carton et que vous laissiez le reste au même état, le mème phénomène ne se réproduit plus, ce qui prouve que le fer a été magnétisé par influence, et qu’aussitôt qu’il est laissé à lui-même, il perd sa faculté magnétique, comme un conducteur isolé non-chargé d’électricité, mais électrisé par influence, à l’approche d'un conducteur isolé électrisé perd aussitôt sa faculté électrique, lorsqu'on l’a soustrait à l'influence du corps électrisé.

On peut encore faire expérience suivante pour prouver que le fer s’aimante par influence ; on met une des extrémités du barreau de fer en contact avec un aimant et l’on plonge l’autre dans de la limaille, qui y adhère, comme au pôle d’un aimant naturel. La limaille ne sera point attirée vers le milieu du barreau, mais elle le sera de plus en plus à mesure qu’on ira vers les extrémités.

Le fer contient donc comme l'aimant les deux fluides magnétiques, mais ces fluides y sont combinés de manière à se neutraliser. Lorsqu’il est mis en présence d’un aimant, ces deux fluides sont séparés, celui de même nature que le pôle de l’aimant avec lequel il est en contact est repoussé à l’autre extrémité, et celui de nature contraire en est attiré.

Une propriété singulière du magnétisme, c’est qu’il ne se transmet pas et ne se perd pas par le contact comme l'électricité ordinaire et qu’il ne peut’ sortir du corps ou il se trouve répandu.

L’acier ne prend pas comme le fer à l’instant du contact les propriétés magnétiques, il faut qu’un barreau d’acier touche pendant assez long-temps un aimant pour que la séparation des deux fluides s'opère. Mais quand une fois il a acquis cette propriété magnétique, il ne la perd pas comine le fer, il la conserve longtemps et d’autant plus longtemps qu’il a mis plus de temps à lacquéir. On peut aimarter l’acier plus rapidement, en le frottant toujours dans le même sens avec le même pôle d’un aimant. L’acier s’aimante d'autant plus diffiicilement qu'il est plus fortement trempé ; mais des aciers d’une forte trempe peuvent conserver, sans altération sensible, pendant des siècles la vertu magnétique qu’on leur aura communiquée. La cause, quelle qu’elle soit, qui s'oppose à ce que l’acier ne puisse s’aimanter instantané ment, et qui l’empêche ensuite de perdre cette force acquise d’aimantation, porie le nom de force coércitive.

L’acier, le fer et aimant naturel, qui n’est autre chose qu'une combinaison de fer et d'oxigène, sont des substances magnétiques. La

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plupart des substances, avec lesquelles le fer se trouve combiné, ex. ercent une action sensible sur les aimants. Le nickel et le éobalt, métaux découverts dans le dernier siècle, sont dans le même cas que le fer, c’est-à-dire, qu’ils acquièrent à l’instant du contact avec un aimant, mais qu’aussitüt qu’on a éloigné l’aimant, ils perdent la vertu magnétique; cependant, ces substances, à l’état de pûreté, conservent cette vertu magnétique, mais leur faculté à conserver cette vertu est augmentée par le mélange des substances étrangères, tels que du phosphore, de l’arsenie, ou de l’étain ; et par la trempe.

Points conséquents. Il arrive quelquefois que lorsque les aiguilles ou les barreaux aimantés sont très longs, ils renferment plus de deux pôles et souvent un très-grand nombre de pôles intermédiaires à ceux qui existent aux Jeux extrémités; ce sont ces pôles intermédiaires que l’on désigne sous le nom de points conséquents. 11 est facile de vérifier leur position sur un barreau aimanté, en le plongeant dans de la limaille de fer; la limaille se porte plus abondamment aux extrémités du barreau ; mais on la voit aussi se grouper en plus grande quantité sur certains points que sur d’autres ; ces points sont les points conséquents ou pôles intermédiaires. Il est très-important d’éviter les points conséquents, car leur présence dans les aiguilles de boussoles, diminue leur force de direction, et dans certaines circonstances peut les rendre complètement inexactes. ,

Action magnétique de la terre. Si l’on suspend horizontalement sur un pivot libre une aiguille non-aimantée, et qu’on lui fasse prendre n’importe quelle position dans ce plan horizontal, elle y demeurera ; mais il n’en est pas de même de laiguille aimantée, comme nous Pavons déjà dit, quelque position qu’on lui fasse prendre, elle finira toujours par prendre la même direction, et se tournera toujours vers un même point de l’horizon, que l’on désigne sous les noms de déclinaison et d’inclinaison. Le même phénomène se reproduit partout, au pôle comme à l’équateur, sur les plus hautes montagnes, dans les profondeurs de la terre, dans l’atmosphère même à de très-grandes hauteurs, comme l'ont reconnu MM. Gay-Lusac et Arrago. Il y a donc une force magnétique qui fait sentir son action sur tous les points de Ja terre, mais dont la plus grande puissance se trouve a peu près vers les pôles de rotation ; et, en admettant les deux fluides magnétiques séparés et repoussés aux deux extrémités dans un même aimant, le fluide boréal abonderait autour du pôle Nord et le fluide austral autour du pôle Sud, ayant sa ligne moyenne a peu près vers l’équateur de la terre.

Boussole. Les instruments dont on se sert pour observer la déclinaison portent le nom de boussoles. La boussole marine ou compas de variation est une aiguille aimantée, montée sur un pivot libre, ayant la forme d’un losange (fig : 51.) et lestée à une de ses extrémités de manière à se tenir horizontale ; au-dessus de Paiguille est un cercle gradué qui se meut avec l’aiguille et qui porte la fleur d’indication du pôle Nord. L’instrument est disposé de manière que, quelle que soit l’agitation du vaisseau, l’aiguille et le cercle qu’elle porte demeurent toujours dans la position horizontale.

La boussole, suivant le Apper des missionnaires Jésuites, parait avoir été en usage chez les Chinois longtemps avant qu’elle fut connue en Europe. L'usage que l’on commença à en faire en Europe, date de l’an 1150, mais elle ne fut généralement employée qu’en 1300.

On doit placer la boussole bien loin des masses de fer qui se trouvent sur le vaisseau ; car les masses de fer qui entrent dans la construction ou dans la charge des vaisseaux exercent sur l'aiguille aimantée une action considérable, qui va même quelquefois de 15 à 20 degrés. Cette déviation de l’aiguille peut être due à trois causes, 19, à la décomposition des fluides magnétiques que l'aiguille peut opérer dans les substances ferrugineuses qui lentourent ; 29, par l’état permanent d’aimantation où peuvent se trouver ces corps en vertu de leur force de coërcition, c’est-à-dire, à la faculté qu’elles ont de conserver l’attraction magnétique après qu’elles l’out une fois acquise ; 39, par l’état magnétique variable qu’elles prennent par l’ifluence du magnétisme de la terre.

Les deux premières causes sont de peu d'importance et l’on parvient à neutraliser l’effet de la première, en plaçant l’habitacle à une grande distance des masses de fer du navire.

La troisième cause est beaucoup plus puissante que les deux autres, et ses effets sont sans cesse variables, parce que tous les corps magnétiques du navire, changeant de position par rapport à l’axe magnétique de la terre avec la position du navire, deviennent, parconséquent, des aimants dans lesquels l’intensité magnétique et la position des pôles changent continuellement, quand le navire tourne sur lui-même, et dont les variations sont encore modifiées, lorsque le navire est en marche, par les changements de direction et d’intensité du couple terrestre. (Cependant on n’est pas encore parvenu à résoudre d’une manière satisfaisante ce problème de variation magnétique de la boussole sur un vaisseau.

Variations de laiguille de déclinaison. L’aiguille de déclinaison, outre les variations dont nous avons parlé, et que l’aiguille éprouve par des changements de lieu, et dans le même lieu à de grands intervalles, est aussi sujette à des variations quelquefois régulières et périodiques, d’autres brusques et accidentelles. On désigne les premières sous le nom de variations diurnes et les secondes sous celui de perturbations,

Variations diurnes. C’est entre midi et trois heures du soir qu’a lieu le maximum de la déclinaison ; l’aiguille reste alors stationnaire ; mais elle se rapproche ensuite du méridien jusque vers les huit heures du soir, et reste stationnaire toute la nuite. À huit heures du matin, elle recommence à décliner et n’arrive encore à son maximum de déclinaison qu’entre midi et trois heures du soir.

Les plus grandes variations diurnes ont lieu entre les équinoxes du printemps et de l’automne, et les plus petites ont lieu en hiver. L’étendue des variations change avec les lieux. Les plus grandes sont à Paris de 13 à 16 minutes, et les plus petites sont de 8 à 10. Plusieurs physiciens ont remarqué que, pour les mêmes heures du jour, la pointe Nord de l’aiguille marche vers l’Est, depuis l’équinoxe du printemps jusqu’au solstice d'été, et vers l’Ouest le reste de l’année,

Les mêmes variations ont lieu, exactement en même temps, au fond des caves de l’observatoire, à plus de 80 pieds au-dessous du sol,

En s’avançant vers le Nord, on trouve que les variations sont plus grandes et moins régulières ; l’aiguille ne reste point stationnaire pendant la nuit, et c’est seulement vers le soir qu’elle atteint son maximum de déviation vers l’occident.

Si l’on s'approche de l’équateur, lon voit décroître les variations diurnes, qui deviennent nulles à l’équateur magnétique,

Les mêmes variations diurnes ont lieu de l’autre côté de l’équateur magnétique, et la pointe Sud de laiguille marche vers l'Est aux mêmes heures précisément que dans l’autre hémisphère elle marche vers l’Ouest.

Perturbations. La boussole de déclinaison est quelquefois dérangée de sa position et troublée dans ses variations diurnes par plusieurs causes accidentelles ; une des plus influentes est l’apparition d'une aurore boréale. Pendant toute la durée de ce météore, qui dure quelquefois de 10 à 12 heures, l'aiguille éprouve des agitations continuelles et des déviations souvent considérables, Cet eflet se reproduit à de grandes distances du lieu, d’où l’on peut apercevoir le phénomène; mais agitation de l’aiguille et sa déviation est d'autant plus grande que l’on est plus rapproché du lieu où se développe l'aurore boréale. Les tremblements de terre, les éruptions des volcans paraissent agir sur l’aiguille aimantée. Quand la foudre tombe sur les corps aimantés ou dans leur voisinage, elle allëse leur état magnétique et souvent renverse leurs pôles, de sorte que le pôle Nord tourne vers le Sud et que le pôle Sud tourne vers le Nord ; car on a vu des boussoles de navire éprouver subitement une déviation d’une demicirconférence par l’effet de la foudre.

On n’est pas encore parvenu à constater‘ de variation dans l’inclinaison de l’aiguille aimantée dans un même lieu.

De l’aimantation. Les méthodes d’aimantation directe sont au nombre de deux que l’on désigne sous les noms de simple touche et de double touche.

Simple touche. Pour aimanter un barreau d’acier par cette méthode l’on promène lentement sur ce barreau, en commençant par une extrémité et en allant jusqu’à l’autre, un barreau aimanté fortement, toujours par le même pôle ; on réitère plusieurs fois cette friction et toujours de la même manière. Cependant, ce procédé d’aimanta. tion offre deux grands inconvénients, d’abord, parceqw’il est sujet à faire naître des points conséquents, et, ensuite, parcequ’il ne développe qu’une faible puissance d’attraction magnétique.

Double touche. Le développement Cu magnétisme, obtenu par la double touche, est incomparablement plus puissant que celui que l’on obtient par la méthode précédente. L’on promène sur le barreau à aimanter les deux pôles opposés de deux barreaux aimantés du milieu jusqu’à l'extrémité droite, puis de là jusqu’à l’autre extrémité. L’on revient jusqu’au milieu où l’on enlève les deux aimants inclinés. (fig: 52.

Si le barreau n’est pas aimanté à saturation, on recommance la friction jusqu’à ce qu’il le soit. L'on a soin, pendant l’opération, d’ar-