Kio«. 6. K io
540 ii5oo,o(?) 700 38,7
542 822,0 (?) -ùo 3 1,7
Conclusions.
Mesures absolues. — Notre appareil n'était pas disposé spécialement en vue des mesures absolues. Nous pensons que les déterminations absolues faites pour l'eau et le bismuth présentent une incertitude de 3 pour 100. Nous avons trouvé pour coefficient d'aimantation spécifique K de l'eau Kio" = — ^579? pour celui du bismuth K 10'' = — 1 ,35 ( ' ).
Les autres déterminations peuvent être considérées comme des déterminations relatives par rapport à l'eau, ramenées aux valeurs absolues en adoptant pour l'eau K lo*' = — 0.79.
(') Les mesures de Quincke pour l'eau Ivio^ = — o,Si5 et de Du Bois pour l'eau Kto''=: — 0,8.37, ^'- celles d'Eltingshausen pour le bismuth Kio^= — 1,38 présentent, je pense, le même degré d'incertitude que les nôtres. Il serait bien utile d'avoir une bonne mesure absolue pour l'eau par une méthode plus directe. La mélhode indiquée par M. Gouy (Comptes rendus, t. GIX, 1889, p. 986), employée avec une balance très sensible, donnerait, je crois, d'excellents résultats.
Résultats numériques. — Le Tableau XX donne les valeurs des coefficients d'aimantation spécifiques pour divers corps à diverses températures et pour des champs compris entre 20 et i35o unités.
Tableau XX.
TempéraLures.
lo^K.
Bismuth solide 20
» solide 273
» liquide 2730a 4o5
Antimoine déposé par électrolyse. . . 20
» solide 540
» à la température am-
biante après chauffe à
Phosphore ordinaire, solide ou liquide 19a 71
Phosphore rouge (valeur jjrossière-
ment approchée) 20 à 189
Eau i5 à 189
Sel gemme 16 à 4^^
Chlorure de potassium 18 à 465
Sulfate de potasse > 7 à 460
Azotate de potasse, solide ou liquide
(fusion à 35o") 18 à 420
Quartz parallèlement ou normalement à l'axe 18 à 43o
Soufre octaédrique, prismatique, en
fleur, solide ou liquide i5 à 225
betenium, solide ou liquide \ , .
Tellure 20 à 3o5
Brome 20
/oofe, solide ou liquide (fusion à io4"). 18 à 164
Palladium <
Air 20
Oxygène { , ,
! Champ de [3oo unités 20
Champ de 20 unités 20
Champ de 25 à i3oo unités.. 1000
Le coefficient d'aimantation du bismuth varie en fonction de la
— o,385 -f- 5,3 + 0,87 + 26,7 -)- I i5.o -+- 46,5 -*- 166000,0 -}-544oooo,o + 27,6
température 0 entre i5° et la température de fusion 27.3'' suivant une loi linéaire; on a, dans ces limites de température,
1 0*5 Kq = — 1 , 3 5 [ i — G , 00 1 1 5 ( 6 — 20 )] .
Le coefficient d'aimantation spécifique des corps faiblement magnétiques est donné à diverses températures par la formule
io«K,= A,
où A est une constante et T la température absolue. Cette loi se vérifie sensiblement pour les corps suivants :
L'oxygène, entre i5" et ^yi'\ avec A =. 38700
Le palladium, entre -lo" et 1870°, avec A = i52o
Le sulfate de protoxyde de fer (dissous), entre 12"
et 108", avec A = 2400
Les chlorures ferreux et ferrlques, le sulfate de nickel, l'azotate de cobalt, le ferricyanure de potassium, le sulfate de manganèse dissous dans l'eau (d'après les expériences de IMM. \YiedeiTumn et Plessner) entre 12" el 70°.
Le sulfate de manganèse et le sulfate de cobalt desséchés (d'après M. Plessner) entre 12" et 60".
La magné tite, enire 85o" et i36o", avec A = 28000
La fonte blanche, entre 85o" et 1267", avec A == . . . 385oo
Le /e/' ('), entre 980" et 1280", avec A = > à
Aux nombres qui précèdent, il faut joindre, pour avoir l'exposé de nos résultats :
Les Tableaux XII et XIII, qui résument nos expériences sur le fer doux (p. 3oy et 3 14);
Le Tableau XIV relatif à \^ fonte (p. 828 );
Le Tableau XV relatif au nickel (p. 324);
Le Tableau XIX qui résume nos expériences sur la magnétite (p. 325).
(') L'échantillon G (entre ioi5° et 1182°) est bien en accord avec celte loi; pour les échantillons E et F entre gSo" et 1280, les résultats sont grossièrement représentés par la formule; la loi de variation est, en réalité, moins rapide.
œuVRES DE P. CUItlE.
Comparaisons des propriétés magnétiques des corps étudiés. — Le coefficient d'aimantation spécifique des corps diamagnéti(jues est indépendant de l'intensité du champ. Il est aussi généralement indépendant de la température : c'est ce qui arrive pour l'eau, le sel gemme, le chlorure de potassium, le sulfate de potasse, l'azotate de potasse, le quartz, le soufre, le sélénium, le tellure, l'iode, le mercure, le phosphore, le bismuth fondu. Du moins, on peut dire que le coefficient de variation du coefficient d'aimantation de ces corps est fort petit, de l'ordre de grandeur du coefficient de dilatation des corps solides, par exemple.
L'antimoine et le bismuth font exception à cette règle; le coefficient d'aimantation de ces corps diminue assez rapidement en valeur absolue, quand la température augmente. Pour le bismuth, qui a été étudié spécialement, la loi de variation est linéaire.
Les changements d'états physique ou chimique n'ont souvent qu'une influence insignifiante sur les propriétés diamagnétiques; celles-ci se révèlent alors comme des propriétés dépendant seulement de l'état des dernières particules de la matière et indépendantes de leur arrangement. Nous citerons, comme n'ayant pas d'influence, la fusion de l'azotate de potasse à 35o", celle du phosphore blanc à 44'\ celle de l'iode à 104", celle du soufre; les transformations diverses qu'éprouve le soufre quand on le chauffe, les changements d'états allotropiques, tels que ceux du soufre prismatique et du soufre en fleur, se transformant en soufre octaédrique. Cependant il n'en est pas toujours ainsi : le coefficient d aimantation du sélénium semble diminuer en valeur absolue de 3 à 4 pour 100 par la fusion; le coefficient d'aimantation du phosphore blanc éprouve une diminution bien plus considérable quand ce corps se transforme en phosphore rouge; l'antimoine se dépose par électrolyse dans un état allotropique beaucoup moins diamagnétique que la variété ordinaire; enfin, le coefficient d' aimantation du bismuth devient, par fusion, vingt-cinq fois plus faible.
Les corps faiblement magnétiques ont aussi un coefficient d'aimantation indépendant de l'intensité du champ; mais ces corps se comportent tout autrement au point de vue des changements produits par la température. La loi de variation du coeffi-
cient craimantalion a une allure hyperbolique et le plus souvent le coefficient d'aimantation spéciftcjiie varie simplement en raison inverse de la température absolue.
G est au moins comme première approximation ce qui arrive pour Toxygène, pour le palladium, pour les sels magnétiques dissous et desséchés.
La diflérence d'action de la température sur le coefficient d'aimantation des corps magnétiques et diamagnétiques est absolument tranchée et ces résultats sont en faveur des théories qui attribuent le magnétisme et le diamagnétisme à des causes de natures dijjérentes (').
Les propriétés des corps ferromagnétiques et des corps faiblement magnétiques sont, au contraire, intimement reliées. Un corps ferromagnétique se transforme progressivement quand on le chauffe et prend les propriétés d' un corps jaiblement magnétique. Nous avons étudié sur le fer la transformation continue des courbes I^y(H) reliant l'intensité d'aimantation à l'intensité du champ, depuis la température ambiante jusqu'à 760°, température à partir de laquelle ces courbes ne sont plus que des droites passant par l'origine pour les limites des champs employés.
Lorsque Ion élève la température d'un corps ferromagnétique, et lorsque les propriétés magnétiques ont subi la première baisse rapide caractéristique qui correspond à ce que l'on appelle point de transformation magnétique (baisse qui a lieu vers "43" pour le fer, vers 53o" pour la magnétite, vers 34o" pour le nickel), le coefficient d'aimantation est indépendant du champ magnétisant pour des champs inférieurs à i35o unités. Mais les coefficients d'aimantation sont encore considérables, si on les compare à ceux des
(') Si ces causes de natures diffcrenies se superposent dans un même corps, on peut s'attendre à trouver une loi de variation avec la température sous la forme
I^t = T — Kn
A et IV( étant deux constantes, Kj caractérisant les propriétés diamagnétiques généralement invariables. En général, les propriétés magnétiques sont assez fortes pour masquer complètement l'exiotence d'un terme tel qiieKj; mais ceci n'a peutêtre plus lieu pour des corps très faiblement magnétiques, comme le palladium, par exemple, auquel semble correspondre pour Iv une loi de variation un peu plus rapide que la loi inverse de la température absolue.
33o OEUVRES DE P. CIRIE.
corps faiblement magnétiques. Si l'on augmente encore la température, les coefficients baissent rapidement. Prenons comme type la magnétite, qui a été étudiée jusqu'à i3^o° et ne présente pas d'anomalies : nous verrons le coefficient d'aimantation finir par varier de 85o" à iS^o" sensiblement en raison inverse de la température absolue; c'est la loi trouvée pour les corps faiblement magnétiques. De plus le coefficient d'aimantation de la magnétite est alors précisément de l'ordre de grandeur des coefficients d'aimantation de ces corps. Les expériences sur la fonte, sur le nickel et même celles sur le fer (' ), convenablement interprétées, tendent à prouver la généralité des conclusions qui précèdent. Il semble donc probable que, lorsque l'on élève la température, la loi inverse de la température absolue est une loi limite ve/s laquelle tend la loi de variation du coefficient d^ aimantation spécifique d' un corps ferromagnétique, lorsijue la température est suffisamment éloignée de celle de transformation.
Analos'ie entre la manière dont augmente Vintensité d' aimantation d\in corps magnétique sous V influence de la température et de V intensité du champ, et la manière dont augmente la densité d'un fluide sous V influence de la température et de la. pression. — Il y a des analogies entre la fonction y(I, H, T)=o relative à un corps magnétique et la fonction /(D, />, T)=ro relative à un fluide. L'intensité d'aimantation I correspond à la densité D, l'intensité du champ H correspond à la pression /;», la température absolue T joue le même rôle dans les deux cas. Pour un corps faiblement magnétique ou un corps ferromagnétique à une température suffisamment élevée au-dessus de celle de transformation, on a la relation
(■) Prolongeons (y?g'. 12) la droite qni représente en coordonnées logarithmiques les lois de variations du coefficient d'aimantation de l'oxygène. Cette droite prolongée conviendra approximativement pour représenter les coeflicients d'aimantation du fer entre 925" et 1280". Si l'on admet que la loi de variation de l'oxygène entre i5° et 4''o° se vérifie aux températures élevées, il en résulte qu'entre 925» et 1280° l'oxygène et le fer ont presque les mêmes coefficients d'aimantation spécifique.
PROPIUKTÉS MAGNÉTIQUKS DES CORI'S. 33l
OÙ A est une constante. De même pour un fluide suffisamment éloigné de sa tem])éralure de liquéfaction, on a la relation
^- ÏÏ T'
oïl - est une constante. La loi de la constance du coefficient d'ai- R
mantation. quand le champ varie, et la loi inverse de la température absolue pour le coefficient d'aimantation sont les lois qui correspondent aux lois de Mariette et de Gaj-Lussac.
La manière dont varie l'intensité d'aimantation en fonction de
Fig. i4.
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vVW^"!"^
^^^^^irrr— -200
----______22ii~^65
1 yb
la température dans le voisinage de la teuipérature de transformation, le cliamp restant constant, rappelle la façon dont varie la densité d'un fluide en fonction de la température dans le voisinage de la température critique (la pression restant constante). L ana-
CœUVRES DE P. CURIE.
logie a lieu entre les courbes I = tp(T), que nous avons obtenues, et les courbes D = C3(T) correspondant aux pressions critiques. La figure i/\, construite avec les données déterminées par M. Amagat sur l'acide carbonique, et la figure i5, construite d'après mes expériences sur le fer, permettent de saisir cette analogie.
Les courbes de la figure i4 donnent, d'après les expériences de M. Amagat, les densités par rapport à l'eau de l'acide carbonique
Fi:;. i5.
BO
«cW \
