INTRODUCTION
Les corps se divisent, au point de vue de leurs propriétés magnéliques, en trois groupes distincts :
1° Les corps diamagnétiques, qui comprennent le plus grand nombre des corps simples et composés ;
2° Les corps faiblement magnétiques, parmi lesquels se trouvent l'oxygène, le bioxyde d'azote, le palladium, le platine, le manganèse, enfin les sels de manganèse, de fer, de nickel, de cobalt, de cuivre, de didyme ;
3° Les corps ferro-magnétiques, qui comprennent lé fer, le nickel, le cobalt, la magnétite (Fe304) et encore l'acier, la fonte et divers alliages.
À première vue, ces trois groupes sont absolument tranchés ; cette séparation supporte-t-elle un examen plus approfondi? Existe-t-il des transitions entre ces groupes? S'agit-il de phénomènes entièrement différents,
(‘) Les résultats généraux de ce travail ont été déjà publiés dans les Comptes rendus de l’Académie des Sciences, t. CXV, p. 805 et 1293. 1892; t. CXVI, p. 136, 1893; t. CXVIIL, p. 337, 396 et 1134, 1804.
ou avons-nous affaire seulement à un phénomène unique plus ou moins déformé? Ces questions préoccupaient beaucoup Faraday qui y revient souvent dans ses Mémoires. On lui doit sur ce sujet une expérience importante : On savait depuis fort longtemps que Île fer perd à la chaleur rouge ses propriétés magnétiques. Faraday a montré qu'aux températures élèvées le fer reste encore magnétique, bien que faiblement. Un même corps peut donc appartenir successivement au troisième et au second groupe.
Indépendamment de toute théorie, on sent qu’un phéuomène est connu dans les grandes lignes lorsque nos connaissances forment un tout continu, lorsque nous pouvons, entre deux cas donnés, imaginer toute une série de cas intermédiaires aussi rapprochés que l’on voudra. On n’en est pas encore là pour les phénomènes magnétiques, et l’on doit faire de nouvelles expériences,
Pour résoudre le problème, il faut, je pense, étudier les propriétés magnétiques de divers corps dans des conditions aussi différentes que possible de température, de pression, d'intensité de champ magnétique. Je me suis proposé dans ce travail de faire varier la température dans des limites très étendues, et je suis parvenu à étudier certains corps depuis la température ambiante jusqu'à 1350°.
J'ai étudié à diverses températures, parmi les corps diamagnétiques : l’eau, le sel gemme, le chlorure de potassium, Île sulfate de potasse, l’azotate de potasse, le quartz, le soufre, le sélénium, le tellure, l’iode, le phosphore, l’antimoine et le bismuth; parmi les corps faiblement magnétiques : l'oxygène, le palladium, le sulfate de fer; parmi les corps ferro-magnétiques : le fer, le nickel, la magnétite et la fonte.
Mes expériences n’ont amené aucun rapprochement entre les propriétés des corps diamagnétiques et celles des corps paramagnétiques, et Îles résultats sont favorables
aux théories qui attribuent le magnétisme et le diamagnétisme à des causes de natures différentes.
Au contraire, les propriétés des corps ferro-magnétiques et celles des corps faiblement magnétiques sont reliées intimement. Un corps ferro-magnétique se transforme progressivement, quand on le chauffe, en corps faiblement magnétique et l’on peut donner une image générale des phénomènes en remarquant que la façon dont l'intensité d’aimantation varie sous l'influence de la température et de l'intensité du champ :magnétisant rappelle la façon dont la densité d’un fluide varie sous l’influence de la température et de la pression.
Bien que ce travail comporte un nombre considérable de mesures, il doit surtout être considéré comme une recherche d'investigation générale. Les mesures ne sont pas très précises, l’incertitude des coefficients d'aimantation déterminés est, en effet, de l’ordre de grandeur de 1 à 2 pour 100, même au point de vue des valeurs relatives. Enfin, j'ai pu examiner assez complètement les propriétés magnétiques de quelques corps, mais l’étude de plusieurs autres a été à peine ébauchée, et les nombres que j’ai déterminés pour ceux-ci doivent être considérés comme le résultat d'une simple reconnaissance destinée à rendre compte de la manière générale dont ils se comportent au poiut de vue de leurs propriétés magnétiques lorsque la température varie.
La variation du coefficient d’aimantation des corps diamagnétiques avec la température n'avait été l’objet jusqu'ici d’aucune étude systématique, cependant Plucker (!) avait remarqué que, lorsque la température augmente, le diamagnétisme de la stéarine, du soufre et du mercure reste invariable, tandis que le diamagnétisme du bismuth diminue.
(*) WIEDEMANN, Traite d’Électricité et de Magnétisme.
CS
Les sels magnétiques ont été l’objet d'une étude de Wicdemann; il est arrivé à cette conclusion importante que leur coefficient d'aimantation diminue quand la température augmente et que le coefficient de variation est le mème pour tous les sels magnétiques. Ce coeflicient a une valeur absolue voisine de celle du coefficient de dilatation des gaz. M. Plessner a repris le travail de Wiedemann et il est arrivé aux mêmes conclusions (!).
Rowland, en 1874, a étudié la susceptibilité du nickel, du cobalt et du fer à o° et à 230°. Il a montré que la susceptibilité du nickel diminue lorsque la température augmente et que le champ magnétique est intense et commence au contraire par augmenter en mème temps que la température lorsque le champ est faible.
M. Bauer, en 1880, et M. Berson (?)} ont repris cette question. M. Berson a construit les courbes de l'intensité d’aimantation d’un barreau de nickel jusqu’à la température de 340° à laquelle cette intensité d’'aimantation tombe à des valeurs extrêmement faibles.
M. Ledeboer (*) a étudié, jusqu'à la température de transformation magnétique, l'induction dans un barreau de fer par une méthode élégante, fondée sur la mesure du coefficient de self-induction d’une bobine dont le barreau de fer constitue le noyau. Il chauffait le morceau de fer dans l’intérieur de la bobine à l’aide d’un courant électrique, et mesurait la température avec un couple Le Chatelier. La bobine était préservée de l’échauffement par un courant d’eau. Nous avons, dans notre travail, utilisé ces excellents procédés de chauffage et d'évaluation des températures. Le courant électrique permet de porter une
(*) WIEDEMANN, Traité d'Électricité et Pogg. Ann.,t. CXXVI, p.1; 1865. — PLESSNER, Wiedemann, t. XXXIX, p. 336; 1890.
(2) Ewiwa, Magnetic induction, p. 163. — BERsoN, Journal de Physique, p. 437; 1886.
(°) Journal de Physique, »° série, t. VII, p. 199; 1888.
partie inaccessible d’un appareil délicat à des températures très élevées ; toute autre méthode ne saurait résoudre un pareil problème.
M. Hopkinson a fait un travail considérable sur les propriétés des corps ferro-magnétiques jusqu’à leur température de transformation. Il a étudié le fer, le nickel, l'acier et toute une série d’alliages de fer et nickel ou de fer et manganèse qui lui ont donné des résultats inattendus (!).
M. Hopkinson a étudié les propriétés du fer et du nickel jusqu’à leur transformation magnétique (vers 770" pour le fer et 340° pour le nickel); il a fait une étude détaillée des phénomènes, et il n’y aurait pas eu d'intérêt à reprendre pour ces corps un pareil travail, si ce n'eût été pour étendre les limites de champs et de températures entre lesquelles il avait opéré. M. Hopkinson avait utilisé des champs magnétisants variant de 2 à 40 unités: J'ai pu me servir de champs variant Je 25 à 1350 unités et j'ai pu suivre les propriétés du fer après sa transformation magnétique jusqu’à 1370°; enfin, je me suis attaché à analyser la nature des phénomènes aux températures où se produit la transformation.
Le fer passe encore, quand on le chauffe, par d’autres transformations qui ont été signalées par un grand nombre d’observateurs et dont l’étude a une grande importance au point de vue de la métallurgie du fer. Nos expériences sur le magnétisme sont venues joindre leur témoignage à ceux qu avaient donnés d’autres propriétés physiques, et
(:) Philos. Trans., p. 443 (fer); 1889.— Proceed. R S.,t. XLIV, p. 317 (nickel); 1888. — Proceed. R. S.; 1889, 1890. — M. Hopkinson a trouvé que le ferro-nickel à 25 pour 109 de nickel était faiblement magnétique à la température ambiante; refroidi à — 4o°, il devient ferro-magnétique et conserve cette propriété lorsqu'il revient à la température ambiante. Pour ramener le ferro-nickel à l’état primitif, il faut chauffer au-dessus de 600°.
ce témoignage est singulièrement probant, parce que Îles propriétés magnétiques éprouvent des perturbations considérables lorsque le fer se transforme (‘).
Ce travail a été exécuté à l’École de Physique et de Chimie industrielle, où j'ai trouvé toutes les facilités pour le mener à bien. Je tiens à remercier bien sincèrement M. Schützenberger, directeur de l'École, et M. le professeur Dommer, dans le laboratoire duquel j'ai travaillé; je suis aussi fort reconnaissant envers M. le professeur Baille et M. Ferry, chef des travaux, qui m'ont prèté l'électro-aimant qui m’a servi dans ces expériences pendant plusieurs années.
