MAGNETISME

36i. Il est quelques substances minérales dans là nature qui ont la propriété d'attirer lé fer et que l'on appelait autrefois pierres d'aimant , à cause de leur formes irrégulières ou de leur structure pierreuse; mais leur véritable nom est celui à* aimants naturels. Tous n'ont^pas la même puissance d'attraction ; ce qui dépend probablement d'une disposition toute particulière de leurs molécules.

Lorsque l'on veut étudier la force attractive

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d'un aimant, il faut le plonger par une extrémité dans de la limaille de fer. Plus la houpe ferrugineuse qui se forme à cette extrémité sera longue et touffue, plus l'aimant aura d'énergie.

L'épreuve se fait également sur des fragments de fer qui d'ailleurs seront retenus avec d'autant plus de force, qu'ils auront inoins de pesanteur et que l'aimant sera plus puissant.

Les caractères les plus généraux de l'aimant sont : i° que sa force s3 exerce à distance ; i° à travers l'air, le vide et tous les corps , excepté le fer; 3° quelle diminue a mesure que la distance augmente.

C'est cette force considérée comme un fluide , que l'on nomme fluide magnétique ou magnétisme.

Tout aimant a une ligne moyenne et deux pôles • car si l'on approche successivement tous les points d'un aimant naturel ou artificiel d'une barre de fer suspendue par un fil, on s'aperçoit bientôt que les extrémités sur-tout lui impriment une plus grande déviation, tandis qu'au milieu l'effet est presque nul. Cette proposition est encore démontrée par l'arrangement lis que prend la limaille aux — ~**^/jfv" deux extrémités d'un aimant quelconque ; l'on appelle pôles ces parties , où la force de l'aimant se montre avec le plus d'intensité {voy. la figure).

362. Les propriétés de l'aimant ne sont pas les mêmes à ses deux pôles , auxquels on donne, pour des raisons que nous exposerons plus loin, les noms de pôle boréal et de pôle austral.

Les pôles de même nom se repoussent dans tous les aimants. C'est en vertu de ce principe et de la neutralisation qui tend à s'établir entre des forces

identiques pour le fer, mais contraires pour les aimants, que l'on peut, par la superposition d'un pôle d'un aimant , à l'extrémité d'un autre pôle contraire, faire tomber le corps qui s'y trouve attaché. Ainsi, AB sont les pôles contraires de deux aimants d'égale force : si j'approche l'extrémité B du second vers l'extrémité A qui suspend la masse F, elle tombera* mais si je place, au contraire, le pôle A du premier vers A du second, la masse y sera retenue par une force double.

D'après cela il semble que si l'on cassait un aimant par le milieu , on devrait séparer les pôles : cependant l'expérience prouve le contraire; car il reste encore à chaque morceau deux pôles , comme dans l'aimant tout entier.

L'analyse chimique a fait voir que les aimants naturels n'étaient que des oxides de fer ou des mélanges de ces oxides. D'un autre côté , si l'on fait chauffer un aimant jusqu'au rouge , quoique ses éléments matériels , saisissables à l'investigation chimique , ne changent pas, sa vertu magnétique disparaît. On peut donc attribuer V action magnétique a un fluide particulier ; et puisque nous avons reconnu deux pôles , nous admettrons deux fluides différents.

Le fer devient aimant lui-même sous l'influence d'un aimant; mais cet effet a lieu sans quele fluide magnétique passe dans sa masse. En effet , si l'on aimante un morceau de fer par un contact très long-temps prolongé avec un aimant, celui-ci ne perdra rien de sa force; détachez ce morceau de fer qui s'aimantait ainsi par adhérence , et il ne conservera aucune trace du magnétisme qu'il avait acquis. D'où il faut conclure que le fer et tous les corps possèdent, à l'état naturel, ces deux fluides particuliers . et qu'ils ne les développent qu'en présence

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d'un aimant qui attire l'un et repousse l'autre.

363. Un des caractères saillants de l'acier, c'est d'exiger des frictions longuement répétées avant d'acquérir des propriétés magnétiques, et le second, c'est de les conserver pour toujours. On ne peut expliquer ce fait qu'en admettant une force coërcitivequi s'oppose d'abord à la séparation des deux fluides , et en second lieu , à leur réunion. Cette force varie nécessairement pour chaque acier, et s'y rencontre en raison directe de la dureté de sa trempe.

D'autres substances sont encore essentiellement magnétiques , telles sont le nikel , le cobalt , le chrome , le manganèse , etc.

Pour reconnaître si un corps est simplement magnétique ou s'il est aimanté , il faut en approcher toutes les parties d'une aiguille aimantée : le corps sera sans magnétisme, apparent du moins, si l'action est nulle ', il sera simplement magnétisé, si l'action est toujours attractive j enfin il sera aimanté, si l'on obtient attraction et répulsion par rapport à l'aiguille.

364« Une aiguille aimantée posée sur un pivot ou suspendue par un fil de soie , prend une direction déterminée vers un point de l'horizon, et tend toujours à y revenir, quelque soin que l'on prenne de l'en écarter. Ceci ne s'explique qu'en admettant une force directrice, dans chaque pôle de la terre. Car si cette direction étai; due à l'influence des masses de fer cachées dans son sein ou répandues à sa surface , le point d'attrait varierait , au moins pour quelques régions du globe , et de plus il n'y aurait pas répulsion.

Partant donc de ces considérations, nous concevrons la terre comme un vaste aimant qui a sa ligne moyenne à l'équateur et ses deux pôles boréal çt austral dans les régions opposées nord et sud.

Et puisque les fluides de noms contraires s'attirent

le pôle de l'aiguille qui regarde le nord sera donc son pôle boréal , et vice versa.

365. C'est sur la connaissance de ce fait qu'est fondée l'usage de la boussole , instrument formé par une aiguille aimantée , mobile sur un pivot ou suspendu à un fil, et servant à indiquer la position des pôles terrestres. La boussole a été en usage chez les Chinois long-temps avant d'être connue en Europe; plus de mille ans avant Jésus-Christ , ils employaient cet instrument pour les diriger dans leurs voyages. On commença à s'en servir en Europe vers le milieu du treizième siècle , mais son usage ne fut un peu répandu que vers l'an mille trois cents.

On croyait dans les premiers temps que l'aiguille aimantée se tournait directement au nord dans tous les lieux de la terre , mais il n'en est pas ainsi , et l'angle qu'elle forme avec le méridien est ce qu'on appelle déclinaison de l'aiguille aimantée.

Le grand cercle de la sphère qui passe par la direction de l'aiguille, dans un lieu quelconque, se nomment méridien magnétique.

1/ équateur magnétique est le grand cercle de la sphère dont le plan serait perpendiculaire à celui du méridien magnétique; en sorte que la série de points qui forme autour de la terre une courbe sur laquelle l'aiguille garde par-tout l'horizontalité , s'appelle équateur magnétique.

U inclinaison est l'angle que fait avec l'horizon une aiguille qui peut se mouvoir librement autour de son centre de gravité dans le plan vertical du méridien magnétique. De même que la déclinaison varie pour chaque lieu, de même l'inclinaison change pour chaque latitude.

Nous disons que l'aiguille a des déclinaisons et des inclinaisons différentes pour chaque contrée; mais il existe encore une autre grande variation danslemême

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lieu pour chaque jour et chaque heure- ainsi des mouvements périodiques s'observent d'ordinaire à l'occident, depuisle matin jusqu'à une heure aprèsmidi , et dans le sens inverse, à partir d'une heure jusqu'à onze heures du soir , époque vers laquelle l'aiguille devient immobile jusqu'au jour suivant, pour recommencer une oscillation pareille.

Ces mouvements sont souvent brusques et accidentels ; dans ce cas on les nomme des perturbations.

La foudre, les aurores boréales , et l'apparition d'autres météores , sont les causes qui déterminent ce dernier phénomène.

366. On connaît plusieurs procédés d'aimantation : celui de la touche simple, de la touche séparée et de la double touche; les deux premiers ne sont employés que pour aimanter de petites pièces j le dernier se pratique lorsqu'il s'agit de développer une grande quantité de magnétisme dans des barreaux très épais.

Pour aimanter par la touche simple , il suffit de promener, dans toute la longueur d'une lame ou d'une aiguille , le pôle d'un aimant assez puissant , ayant soin de frictionner toujours dans le même sens.

Le second procédé , qui est celui de Duhamel, consiste à faire empiéter chaque extrémité d'une aiguille sur le pôle opposé de deux aimants placés en regard l'un de l'autre ; puis à faire glisser simultanément, sous un angle de iS° à 3o° , à partir du milieu, les barreaux dont chaque main est armée et dont le pôle qui marche, doit être de même nom que celui vers lequel chacun d'eux est dirigé par la friction. On peut aussi faire que les pôles des barreaux mobiles soient de noms contraires • mais l'action est bien moins énergique. '

Enfin , le procédé de la double touche ou d'Epinus

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ressemble en tout au précédent pour la disposition- seulement l'inclinaison varie de i5°à'2o°, et les deux barreaux sont portés ensemble du milieu, vers une extrémité , ramenés à l'autre , puis rapportés vers le milieu ; alors on enlève les barreaux glissants, et l'on recommence , si l'on veut, le mouvement de va et vient. Il faut cependant ne pas oublier, i° de finir toujours au milieu; 2° d'y arriver par îa droite si on a commencé par la gauche , et vice versa.

Quoique l'on puisse graduellement augmenter la force magnétique d'un corps par l'emploi successif de barreaux toujours croissants en puissance , cependant la quantité de magnétisme qu'il conserve est constante. C'est là ce qu'on appelle alors le point de saturation ; c'est-à-dire qu'un aimant pourra tour à tour faire cent oscillations en 3o',2o', etc.; mais qu'à la longue, il perdra de plus en plus cette croissance magnétique pour revenir à 4o' par exemple, si tel doit être son point de saturation.

Pour reconnaître ce point , il faut , par une des trois méthodes indiquées , réaimanter le corps en expérience. S'il ne prend qu'une faible augmentation magnétique, on pourra être certain que le corps avait été saturé. N'en concluons pas cependant qu'on peut indéfiniment augmenter l'intensité magnétique d'un corps; ces applications ont aussi leur limite, et d'ailleurs les résultats sont extrêmement modifiés par la force coërcitive de la trempe.

367 . Un barreau peut avoir plusieurs points où se manifeste l'existence de deux pôles. On les nomme points conséquents.

368. Les armatures sont des pièces de fer doux appliquées à V extrémité des pôles d'un aimant ,.

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non-seulement pour le préserver de la perte qu'il pourrait éprouver ', mais aussi pour accroître encore son énergie.

Nous citerons, avant de terminer le magnétisme, un phénomène assez remarquable, c'est celui de la surcharge. Si vous chargez, en effet, graduellement un aimant quel qu'il sqit, vous arriverez facilement au summum de son magnétisme; mais si tout-à-coup l'excès de poids devient trop fort, la charge tombe, et ce n'est plus qu'avec le temps, et un recommencement de toutes les charges , qu'il est possible de lui faire reprendre son premier fardeau.