IV

horizontale, telles qu'on les trouve dans le Mémoire des physiciens de Modène :

Le disque de cuivre produit 55° de déviation.

Le zinc ilp

Le laiton. .... il*

L'étain 10°

Le plomb. .... 8°

L'ordre d'intensités magnétiques, résultant des observations de Coulomb, serait, en allant aussi du grand au petit:

Plomb , étain , argent , cuivre et or ;

c'est précisément l'inverse de ce que donnent les expériences de déviation.

Tous les physiciens, en y comprenant MM* Nobili et Bacelli, qui se sont occupés des phénomènes auxquels le magnétisme des corps en mouvement donne naissance, les ont d'abord expliqués à fort peu près de la même manière : Si une aiguille, ont-ils dit, est suspendue horizontalement sur un plateau métallique indéfini, il doit se former sous chaque pôle de l'aiguille, sous le pôle nord par exemple, un pôle de nom contraire ou attractif, provenant de la décomposition du fluide neutre du plateau. Quand, ensuite, ce plateau tournant sur lui-même, le pôle attractif est entraîné dans le sens de la rotation, un nouveau pôle semblable se forme sous l'aiguille, pour être aussi entraîné à son tour, et ainsi de suite. Supposons maintenant que ces pôles par influence naissent presque instantanément et qu'ils aient besoin de quelque temps pour disparaître, l'aiguille sera alors précédée d'une série

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ÉLECTRO-MÀGNÊTISMB. 135

de pôles tous attractifs, et qui la dévieront de sa position ordinaire dans le sens du mouvement du plateau.

Cette explication 1 s'était aussi présentée à mon esprit quand je communiquai, pour la première fois, les expériences de rotation à l'Académie ; je n'en fis cependant aucune mention : une hypothèse qui ne rendait compte que du sens du déplacement de l'aiguille, ne me paraissait pas reposer sur des fondements suffisamment solides. Ce qu'il fallait surtout prouver, à mon avis, c'est qu'un plateau de cuivre, qui, dans l'état de repos, dévie à peine une aiguille aimantée d'une seule seconde, peut, par le seul fait de son mouvement et à la même distance, l'entraîner de 90* et plus; j'avouerai franchement que cette épreuve, je ne l'avais pas trouvée. Au reste, j'ai tout lieu de m' applaudir de ma réserve : de nouveaux essais m'ont en effet montré que l'hypothèse en question est, je ne dis pas seulement insuffisante, mais de plus directement contraire aux résultats de l'expérience ; en voici la démonstration en peu de mots :

Les pôles sud que le pôle nord de l'aiguille sème, pour ainsi dire, suivant la théorie de MM. Herschel, Babbage, Nobili, Prévost, etc., sur le contour d'un plateau de cuivre tournant, doivent évidemment, par leur action combinée, attirer ce pôle nord et tendre à le rapprocher du plateau; je me suis assuré, au contraire, que la composante, perpendiculaire au plateau de toutes les forces

i. C'est notre confrère M. Duhamel quia, je crois, donné le premier l'explication dont il s'agit Sa lettre à r Académie a été lue le lundi 27 décembre 1824, et imprimée par extraits dans quelques journaux du surlendemain.

auxquelles son mouvement donne naissance, est une force répulsive! En effet, qu'on suspende, à l'aide d'un fil, un aimant fort long, dans une direction verticale, au fléau d'une balance; qu'on l'équilibre à l'aide de poids, d'une nature quelconque, placés du côté opposé; si l'on fait ensuite tourner un plateau de cuivre sous l'aimant, l'équilibre ne subsistera plus; l'aimant semblera être devenu plus léger; il se soulèvera: le plateau, enfin, le repoussera.

L'expérience peut se faire plus aisément encore à l'aide d'une aiguille d'inclinaison. Quand le plan d'une telle aiguille est exactement dirigé vers le centre du disque tournant que je suppose toujours horizontal, si l'aiguille est horizontale elle-même, tout mouvement de rotation autour de l'axe qui la traverse ne peut évidemment résulter que d'une force perpendiculaire au disque : or, si nous supposons qu'un seul des pôles de l'aiguille corresponde verticalement au plateau, nous trouverons, comme dans l'expérience de l'aimant vertical suspendu, que pendant le mouvement de rotation ce pôle est constamment soulevé.

L'action qu'un disque métallique, circulaire, horizontal et tournant sur son centre, exerce sur l'un des pôles d'une aiguille aimantée, peut être décomposée en trois forces : la première, verticale ou perpendiculaire au disque; la seconde, horizontale et perpendiculaire au plan vertical qui contient le rayon aboutissant à la projection du pôle de l'aiguille; la troisième, dirigée parallèlement au même rayon. La première est répulsive , comme on vient de le voir ; la seconde est la force tangcntielle qui

donne le mouvement de rotation aux aiguilles horizontales; on peut étudier les propriétés de la troisième en se servant d'une aiguille d'inclinaison, placée verticalement et de manière que son axe de rotation soit contenu dans un plan perpendiculaire à l'un des rayons du disque' : dans cette position, l'aiguille ne se mouvra qu'en vertu de la composante dirigée vers le centre.

Concevons qu'une semblable aiguille corresponde verticalement au centre du disque tournant; le mouvement de rotation, comme de raison, ne la déviera pas. 11 existe un second point, plus voisin du bord que du centre, et dans lequel la verticalité de l'aiguille se conserve aussi. Entre ces deux points, le pôle inférieur est constamment attiré vers le centre, quelle que soit la vitesse de rotation; plus loin , il est repoussé. L'action est encore sensible et répulsive quand la direction verticale de l'aiguille prolongée est déjà au delà du contour circulaire du disque. Je pourrais demander comment cette force répulsive, dirigée suivant le rayon, se déduirait de l'action des pôles attractifs distribués sur la face supérieure du métal, si je n'avais déjà prouvé l'insuffisance de cette théorie, par le seul fait de l'existence d'une force répulsive perpendiculaire au disque tournant.

Faraday, en 1832, a fait voir le premier, en se servant d'un galvanomètre dont les fils étaient placés sur les diverses parties de disques métalliques mobiles audessus desquels était un aimant fixe , qu'il y a , dans ces disques métalliques, des courants induits par l'aiguille aimantée, et on a pensé tirer de là l'explication complète de tous les phénomènes que j'avais découverts. Je ne

partage pas cette opinion. A la date du 25 septembre 1844, j'ai fait part de mes doutes au bureau des longitudes; voici ce que contient, à ce sujet, le procès-verbal de la séance :

« M. Arago rappelle les expériences qu'il a faites, il y a fort longtemps, sur la diminution d'amplitude qu'éprouvent les oscillations d'une aiguille aimantée, quand ces oscillations s'opèrent à une petite distance d'une lame de verre, de glace (eau gelée) ou de la surface d'une couche liquide. M. Arago cite les circonstances de ses expériences, desquelles il résulte que, dans le cas particulier du verre, de la glace ou des liquides, îe phénomène ne dépend pas d'une induction. M. Arago a cru ne pouvoir l'attribuer qu'à une condensation de l'atmosphère à la surface des corps. II indique les expériences qu'il se propose d'entreprendre pour mettre ce résultat hors de toute contestation. » '

Ce n'est pas que je prétende que l'électricité ne joue le rôle principal dans les phénomènes dont il s'agit; mais je dis qu'on ne peut les expliquer complètement par la naissance des courants aussitôt disparus que nés à la surface seulement de corps qui, dans cette hypothèse, devraient nécessairement être très-bons conducteurs du fluide électrique qu'on fait circuler rapidement à leur surface. Je n'ai pas été le dernier à montrer que, dans les phénomènes de rotation, l'électricité et le magnétisme produisent des effets analogues. En 1845, j'ai dû réclamer contre une inexactitude qui, à cet égard, s'était propagée dans le monde scientifique, sur la foi d'un des hommes les plus illustres de notre époque.

Dans son bel ouvrage, Faraday, dont l'amitié m'est si précieuse, attribue à Ampère la découverte du mouvement que prend un fil parcouru par un courant voltaïque, quand il est placé horizontalement à quelque distance d'un disque métallique rotatif. Voici comment les faits doivent être rétablis :

J'ai pensé, vers le commencement du mois d'août 1826, que mes expériences de rotation devaient être renouvelées en substituant des courants aux aiguilles magnétiques. N'ayant pas de pile, je priai mon ami Ampère de faire monter l'appareil dans le cabinet de physique du Collège de France. Le répétiteur, M. Ajasson de Grandsagne, prit les dispositions nécessaires; mais le jour où Ton fit le premier essai, au moment même où le fil commençait à s'ébranler, l'axe rotatif du plateau se brisa. Comme je partais le lendemain pour les Pyrénées, j'autorisai Ampère à continuer l'expérience. M. Colladon présida à la reconstruction de l'instrument, et y introduisit des perfectionnements importants. Cette fois, le fil s'ébranla presque à l'instant même où le plateau de cuivre commença à tourner. Ampère s'empressa de me transmettre le résultat obtenu.

Ces explications ne me semblèrent pas d'abord nécessaires ; car, en publiant l'expérience, Ampère eut soin de me citer. Cependant, puisque la Note de l'illustre et si regrettable physicien a trompé un homme tel que Faraday, il ne me parait pas inutile de mettre la lettre d'Ampère sous les yeux du public. Je n'en citerai que ce passage :

Paris, l,r septembre 1826.

« Vous verrez dans cette Note que j'ai soin de dire que l'idée de cette expérience vous appartient exclusivement.

« 11 me reste, mon cher et excellent ami, à vous rappeler que vous m'avez promis, si cette expérience réusissait, de défendre ma théorie comme la vraie explication des phénomènes. En la joignant à tout le reste et aux calculs du Mémoire qui s'imprime dans ceux de l'Académie, je ne vois pas ce qu'on pourrait encore m'objecter. .

« J'ai aussi à vous prier, si vous trouvez la Note que je vous envoie comme elle doit être, d'écrire à M. Savary de l'insérer telle qu'elle est dans les Annales de Chimie et de Physique, sauf tous les changements ou additions que vous êtes parfaitement libre d'y faire, puisque l'expérience a été imaginée par vous. »

J'ajouterai, car ceci n'a jamais été imprimé dans son entier, qu'immédiatement après mon retour à Paris, je répétai avec les courants les expériences déjà faites avec des aiguilles, et qu'elles eurent les mêmes résultats quant à la direction des forces en se servant de disques pleins, et quant à leur affaiblissement en se servant de disques coupés.

Je viens de prononcer le mot de disques coupés. Je dois saisir cette occasion pour répéter ici les mêmes observations que j'ai déjà faites en 1845, en offrant à P Académie des sciences une brochure de mon ami M. de Haldat, intitulée : Histoire du magnétisme dont les phéno-

ÉLECTRO-MAGNÉTISME. iii

mènes sont rendus sensibles par le mouvement. Une inexactitude a échappé au savant secrétaire de l'Académie de Nancy. Dans son ouvrage, M. de Haldat rappelle, pages 11 et 42, que les disques métalliques tournants perdent une grande partie de leur puissance lorsqu'on y a pratiqué des solutions de continuité dans la direction des rayons. Ce fait, dès l'origine, parut capital ; il montrait que les phénomènes du magnétisme en mouvement ne dépendent pas d'actions purement moléculaires. Mais M. de Haldat commet une erreur en attribuant la découverte de ce fait à MM. Herschel et Babbage; dans les Mémoires qu'ils ont publiés, les deux savants anglais déclarent que leurs expériences avec des disques ont été faites à l'imitation de celles de M. Arago : a fier M. Arago, disent MM. Herschel et Babbage (voir le tome cxv des Transactions philosophiques, p. 480).

Pour décider la question de la cause de l'influence exercée par une aiguille magnétique en mouvement sur tous les corps, et réciproquement par tous les corps en mouvement sur une aiguille aimantée en repos librement suspendue, il faut étudier ce qui se passe avec les substances réputées les moins conductrices de l'électricité, telles que la résine ou la gomme laque par exemple. Il faut voir, en outre, si, à de très-petites distances des corps non conducteurs, distances du même ordre que celles auxquelles on fait osciller les barreaux magnétiques, des barreaux de laiton, ayant absolument les mêmes formes et les mêmes dimensions que ceux-ci, ne seraient pas influencés dans leurs oscillations par une condensation

de l'air atmosphérique à la surface des corps. Ces sortes d'expériences ont été entreprises à ma demande par deux de mes amis, MM. Laugier et Barrai. J'ai rendu un compte verbal des résultats obtenus à l'Académie des sciences , dans la séance du 7 mars 1853. Dans l'état de santé où je me trouve aujourd'hui, je ne peux plus espérer voir ce travail poussé jusqu'à ses dernières limites. Je dois donc me contenter de consigner ici les résultats numériques constatés, et de les rapprocher de ceux que j'avais moi-même obtenus lorsque mes forces et l'état de ma vue me permettaient d'observer.

A cause de la rapidité de la diminution de l'amplitude des oscillations d'une aiguille de cuivre qui ne se meut que sous l'influence de la torsion d'un fil de platine, il a fallu apporter un changement à la méthode que j'employais. Il était nécessaire que les oscillations du barreau de cuivre eussent une vitesse au moins égale à celle des oscillations d'un barreau aimanté , et un fil de torsion assez court et d'un assez fort diamètre pouvait seul être employé. En conséquence, MM. Laugier et Barrai ont dû chercher quelle était la diminution d'amplitude produite pour un nombre déterminé d'oscillations. J'opérais, au contraire, comme on a pu le voir par les chiffres que j'ai cités plus haut , en comptant le nombre d'oscillations effectuées pendant que l'amplitude des oscillations diminuait d'un nombre donné de degrés. Du reste , MM. Laugier et Barrai ont expérimenté avec la même cage de verre et exactement dans les mêmes conditions que j'avais choisies. Quelques modifications, jugées indispensables par ces deux savants physiciens,

avaient été seulement faites à mes appareils par notre habile artiste M. Brunner.

Pour éviter toute erreur provenant d'un défaut de centrage, M. Laugier observait l'amplitude des oscillations d'un côté, tandis que M. Barrai les marquait de l'autre, et on prenait la moyenne des deux observations. Dans les expériences que j'ai faites, j'observais les déviations du barreau aimanté , tantôt à droite et tantôt à gauche, et je prenais de même la moyenne des observations.

Voici maintenant les résultats obtenus par MM. Laugier et Barrai :

En se servant d'un barreau de cuivre suspendu à un fil de platine auquel on donnait toujours la même torsion, et en mesurant la diminution de l'amplitude en dix oscillations, on a trouvé :

Au-dessus d'un disque de fer,

mill. degrés.

A une distance de 1, une diminution d'amptitude de 69.8

Au-dessus du mercure, avec un autre fil de platine donnant des oscillations plus lentes :

mill. degrés.

A une distance de 0.7, une diminution d'amptitude de 32.0

— 8.5, - - 32.4 En ôtant le mercure, — 31.6

Au-dessus d'un gâteau de résine, avec un fil de platine donnant des oscillations plus rapides :

mUl. degré».

A une distance de 0.5, une diminution d'amplitude de 95.3 En ôtant le gâteau, — 95.1

Au-dessus d'un gâteau de gomme laque, avec le même fil de platine :

mil). degrés.

A une distance de 0.7, une diminution d'amplitude de 98.7 En ôtant le gâteau, — 97.5

Au-dessus du même gâteau de gomme laque, avec un fil de platine donnant des oscillations plus lentes :

mill. degrés.

A une distance de 0.5, une diminution d'amplitude de 72.25 En enlevant le gâteau, — 71.20

Chaque expérience était répétée cinq fois, et les chiffres inscrits ci-dessus sont la moyenne des cinq résultats constatés , qui ne différaient d'ailleurs les uns des autres que de 2 degrés au plus.

Il est bien évident que la présence ou l'absence d'un corps étranger n'a en rien agi sur les oscillations du barreau de cuivre, malgré les petites distances auxquelles on a opéré. Si donc, avec un barreau aimanté, on trouve des différences très-grandes, il faudra bien les attribuer au magnétisme.

Avec le barreau aimanté, MM. Laugier et Barrai, écartant le barreau de 76 degrés du méridien magnétique, commençaient à compter les oscillations quand il n'en était plus éloigné que de 71 degrés , et ils marquaient la perte produite au moment où s'accomplissait la cinquantième oscillation double. Leurs résultats sont consignes dans le tableau suivant :

Matières Distances Diminution

an -dessus desquelles du barreau aimanté de l'amplitude

le barreau oscillait. aux corps éprouvés. en 50 oscillations.

mill.

degrés

Dans Tair ...........

R Art

Avec 4 24». 5 d'eau distillée dans ce

rd.

flrt VU

Avec 249^.5 d'eau distillée dans le

Avec la boite seulement qui contenait

la résine, et à une distance du fond

En mettant dans la boite la résine

pulvérisée* • ••••••

Avec un erâteau dft eromme lanue. • •