CHAPITRE II.— DISTRIBUTION MAGNÉTIQUE

des courants circulaires de même sens, dont les plans sont perpendiculaires aux lignes AB, ab^ ..., et constituent ainsi un faisceau de solénoïdes.

A cause de la symétrie, la fiie de molécules centrale AB est Taxe du cylindre ; les autres soIénQïdes élémentaires abj a'b\ ..., se repoussant par leurs pôles de même nom, s'inclinent de manière à tourner leur convexité vers Taxe, et à présenter leurs pôles aux points a, a\ 6, b\ ,,, sur la surface extérieure.

On voit qu'un aimant présente, non un pôle unique, mais une multitude de pôles élémentaires de plus en plus nombreux vers les extrémités, de plus en plus rares et faibles vers le milieu, où il y a une ligne moyenne. Mais tous les pôles partiels de même nom

peuvent se résumer sensiblement en un seul situé sur Taxe, en a vers

^extrémité supérieure, en 3 vers le bout opposé.

Distribution du magnétisme dans les aimants. — D'après ces idées théoriques, nous devons nous attendre à trouver, à la surface desaimants d'une grande longueur et d'une section très-petite, des intensités magnétiques croissant depuis le milieu jusqu'aux pôles. Pour s'en assurer, Coulomb suspendait dans la balance de torsion une aiguille aimantée qui se dirigeait dans le méridien magnétique. Soit A (y?^. 375) la section de cette aiguille par un plan perpendiculaire,

CD une régie mince de bois, et ah un aimant fixe opposé à A par son pôle de même nom. La torsion qu'il fallait imprimer au fil pour établir le contact augmentait quand le point de recoupement m s'approchait de l'extrémité a, et dans chaque cas elle est sensiblement proportionnelle à l'intensité du magnétisme de ce point m. En effet, les points tels que p qX q agissant obliquement sur A et à des distances qui croissent rapidement à mesure qu'on s'éloigne de m, on peut dire que la force répulsive est exclusivement produite par un élément pq très-petit, ayant en tous ses points un magnétisme égal à celui de son milieu m. Mais si l'on amène le point a en face de A, il n'y a plus que la moitié de cet élément qui agit; alors il faut doubler l'intensité obtenue. C'est ce que fit Coulomb. 11 construisit la courbe des intensités en élevant en chaque point de la ligne AB {fig. 376) des ordonnées proportionnelles aux répulsions mesurées en ces points, et avec des signes contraires dans les deux moitiés, pour distinguer les deux magnétismes. En désignant par / la longueur AM , l'équation empirique de cette courbe est

Les ordonnées sont à peu près nulles sur tous les points, à l'exception des

Fig. 375.

Br

eitrémités, et croissent trés-ràpidement en approchant de A et de B. Toutes les aiguilles de diverses lonfpieurs extraites d'un même fil d'acier et aimantées

jusqu'à la saturation offrent "* ' * la même courbe aux extré-

mités.

Les pôles étant les points

d'application des résultantes

des actions exercées par un

\q\ point magnétique situé à l'in-

^ ^ M 7) B fini sur tous les éléments ma

A " ~ "NÎ.J ^ gnétîques de chaque moitié

\i du barreau, on trouvera ces

; pôles en cherchant les centres

de gravité G, G' des aires de chaque moitié de la courbe et les projetant en a et b sur l'axe de l'aimant. Comme on a l'équation de la courbe^ ceci n'est plus qu'une affaire de calcul, et l'on a trouvé que dans les aiguilles àh Coulomb les pôles étaient à 4i niillimétres des extrémités. Cette distance est constante pour toutes les aiguilles de même section et aimantées jusqu'à la saturation, puisque les deux branches de la courbe des intensités sont les mêmes dans tous ces aimants. Cependant, quand les longueurs diminuent indéfiniment, les courbes en se rapprochant finissent par s'altérer et par devenir deux triangles opposés à leur sommet, et leur centre de gravité étant au tiers de leur hauteur, les pôles se trouvent au tiers de chaque demi-longueur de l'aimant.

m. — SUBSTANCES MAGNËTiaiFES ET DIAHAGlTËTiaTFES.

Outre le ier, il y a encore quelques métaux attirables à l'aimant : ce sont le nickel, le cobalt, le manganèse et le chrome. Quant aux autres substances, on les a pendant longtemps considérées comme indifférentes.

Cela tenait à ce que Ton employait des aimants trop faibles. Faraday a étendu la liste des corps magnétiques, en opérant avec l'appareil suivant que construit M. Ruhmkorff (^. 377). Il se compose de deux électroaimants A et 6, dont les pôles contraires sont placés en regard en 0, et qui sont reliés l'un à l'autre par des équerres de fer doux pouvant glisser et se fixer sur un banc de même métal D. On place entre les deux pôles un supporte, destiné à soutenir par un fil de cocon CO les substances qu'on veut essayer. Supposons qu'on ait suspendu en 0 une petite aiguille de fer CD (Jig, 378 ) , elle s'aimantera longitudinalement et se placera suivant la ligne axiale AB; si on la remplace par une balle sphérique de fer, elle sera attirée par celui des pôles dont elle est le plus rapprochée.

CHAPITHE II. — D[AMAG>ÉT1SHE. 395

Ce n'est pas là du tout c« qui se passe quand on remplace le Ter par

du bismuth. Un petit barreau horizontal CD se place, suivant EE', per-

Fie. 3,8.

pendiculairement A la ligne des pôles ou équatorialement, et une petite balle est repoussée par chacun des deux pâles quand on la met en contact avec lui. L'action est d'ailleurs beaucoup moins énergique sur le bismuth qu'elle ne l'était sur le fer.

En étudiant toutes les substances qu'il put se procurer, Faraday trouva qu'elles SB conduisent toutes, ou comme le fer avec un degré d'énergie à la vérité beaucoup moindre, ou comme le bismuth. Les s secondes ont été nommées diamagné^ ' tiques, pour rappeler la position d'équilibre qu'elles prennent.

L Les métaux magnétiques sont plus nombreux qu'on ne l'avait pensé; outre ceux que nous avons déjà nommés, il faut citer le cérium, le titane, le palladium, le platines, l'osmium, le lanthane, le molybdène et l'uranium. Les sels de ces métaux sont généralement magnétiques eux-mêmes.

II. Tous les autres métaux sont diamagnétiques. Voici l'ordre dans lequel ils se rangent d'après leur puissance diamagnéliquo décroissante : bismuth, antimoine, zinc, étain, cadmium, mercure, plomb, argent, cuivre, or, tungstène.

m. Les métalloïdes sont diamagnétiques, ainsi que leurs composés;

premières sont magnéiiques,

ceux qui le sont le plus, sont : le soufre, le phosphore, le charbon, la cire, le bois, et en général les matières organiques.

IV. Pour étudier les liquides, on les enferme dans des tubes de verre Irès-minces qui n'éprouvent aucune influence sensible. On peut aussi, comme le fit Pliicker, les disposer en couches très -minces dans un verre de montre, ou sur une carte entre les pôles A et B sur des armatures planes et horizontales. S'ils sont magnétiques, ils s'accumulent sur les bords et y forment deux saillies parallèles {fig. 379). Quand ils sont

Fig. 379. Fig. 38o.

ortement diamagnétiques, on les voit se déprimer, et deux gorges creuses remplacer les deux saillies (7%. 38o).

On reconnaît par ces divers procédés que l*eau, l'alcool, l'éther, les huiles, les essences, 'le sulfure de carbone, etc., sont diamagnétiques.

V. L'action des aimants sur les gaz a été, pour la première fois, mise en évidence par Bancalari, au moyen d'une expérience fort belle : il plaça la flamme d'une bougie un peu au-dessous des deux pôles entre deux armatures terminées en pointe. Au moment où le courant commença à passer dans l'électro-aimant, il la vit se déprimer et se jeter des deux côtés de l'axe. Le même eflet se produisant sur un courant d'air chaud, il faut conclure que les gaz à une certaine température sont diamagnétiques, puisqu'ils sont repoussés.

Faraday étudia à la température ordinaire des courants gazeux qu'il rendait visibles par des fumées ammonfacales. Ils étaient attirés ou repoussés. On constata ainsi que l'oxygène est notablement magnétique, que le bioxyde d'azote l'est faiblement, et que tous les autres gaz, mais surtout l'hydrogène et le gaz d'éclairage, sont diamagnétiques.

Ces expériences nous montrent que les corps à tous les états physiques peuvent se partager en deux grandes classes : les uns magnétiques, attirés par l'aimant et se dirigeant suivant l'axe des pôles; les autres diamagnétiques, repoussés par chaque pôle, et se dirigeant équatorialement; et depuis le fer jusqu'au bismuth, on peut les classer en une série continue, d'abord ceux où la force est attractive et va en décroissant, ensuite ceux où elle est nulle, et enfin ceux où l'action est répulsive et augmente.

Divers expérimentateurs ont comparé le pouvoir magnétique ou diama-