PRÉTENDUS RAYONS MAGNÉTIQUES

En opérant avec des lames de métaux oxidables, on y vit la lame exposée an rayonnement dans Teau acidulée, prendre au liquide l'électricité positive ; effet inverse de celui qui aurait eu lieu si la lame eût été attaquée par Teau acidulée. Sous l'écran violet la déviation était plus grande que sous les autres écrans; elle était moins grande an contraire dans les rayons verts que dans les rayons violets.

Noos ne pourrons pas analyser les mémoires ou notes de IVIM. Kastner et Haeser, sur les propriétés magnétiques des rayons solaires, parce qu'il nous a été impossible de nous les procurer ; s'ils avaient da reste renfermé quelques faits entièrement nouveaux, nous en eussions trouvé des traces dans les recueils périodiques plus connus.

Que conclure de cet exposé rapide ? Nous ne le savons vraiment pas: les uns nient, les autres affirment que les rayons violets du spectre sont réellement magnétiques, que la lumière exerce vraiment une influence de nature électrique : et ce qu'il y a de plus incroyable, c'est qu'ils prétendent tous juger sur le témoignage de leurs sens , et en vertu d'expériences bien faites. Il nous semble cependant qne l'opinion négative offre un plus grand degré de probabilité, et qae l'action magnétique de la lumière violeite^ou blanche n'est réellement pas démontrée. Dans son intéressant ouvrage de la connexion des sciences physiques^ madame de Sommerville a volontairement omis tout ce qui concerne sa découverte et les curieuses expériences soumises autrefois par elle au jugement de la Société royale ; ce silence ne prouve-t-il pas qu'elle a été convaincue elle-même de l'insuffisance de sa démonstration. D'un autre côté» M. Baumgartner, plus fort de l'appui que lui prêtait M. Zantedeschi, prétend que les résultats négatifs de MM. Riess et Jacobi ne renversent en aucune manière les faits positivement observés par lui ; et l'autorité de H. Baumgartner a sans contredit une certaine valeur. En présence de ces jugements diamétralement opposés, nous hésitions encore, quand la note suivante de l'illustre Faraday, est venue dissiper en partie nos incertitudes.

» Je ne pense pas que les expériences de Morichini sur la production du magnétisme par les rayons violets extrêmes du spectre prouvent l'existence d'une relation de ce genre. Lorsque j'accompagnai à Rome sir Humphry Davy, en 181^, je passai plusieurs heures chez Morichini, travaillant avec son appareil, et sous sa direction ; mais je ne pus

réussir à aimanter une aiguille. Je n*ai aucune confiance dans ceteffet, considéré comme résultat direct dcTaction des rayons solaires ; mais je pense, que lorsqu'il s*est présenté, c'était comme effet secondaire, accessoire, et peut-être même accidentel ; parce qu'il peut très-bieo arriver que Taiguille conserve pendant toute la durée de Texpérience sa position nord-sud. » M. Faraday, cependant, après avoir dit; «Ainsi se trouve établi, pour la première fois, je pense, un rapport direct entre la lunjière et les forces électriques et magnétiques, 9 ajoute, è U date du 2 janvier 1 8/16, « je n'aurais pas écrii pour la première fois coaupe je l'ai fait, si je m'étais rappelé les expériences de M. Christie et ses mémoires, sur l'influence des rayons solaires sur les aimants, insérés dans les transactions philosophiques pour 1826, Les expériences de M. Christie étaient une confirmation de celles de l\loricbini et deioft* dame deSommerville ; si les unes doivent être acceptées, pourquoi repousserait- on les autres? Il y a ici contradiction dans les termes, et notre embarras recommence, d'autant plus[que M. KnQr,en 1840, et M. de Moleyns, en I8/42, après de longues expériences sur de Dombreuses aiguilles, affirment que l'action n)agnéiique de la lumière ne saqrait êire révoquée cndoute. Voici une analyse succincte de la note de M. de Moleyns. iPreconnut qu'une aiguille à coudre placée avec soin à la surface de l'eau, peut prendre une polarité manifeste, sans qu'il soit nécessaire de faire intervenir les rayons du spectre, elle se place d'elle même dans le plan du méridien magnétique, la pointe tournée vers le nord, et la tête du côté du sud. Mais vient-on àsoiH mettre l'aiguille à l'action des rayons réfractés, elle s'aimante en sens contraire ; et par conséquent dirige sa pointe du côté du midi. Cet effet se produit en donnant à l'aiguille les positions les plus différentes dans le spectre : en plaçant, par exemple, la pdinte dans le rayon bleu, et la tête dans le rouge ; ou celle-ci dans l'espace obscur situé au-delà du rayon violet, la pointe plongeant dans le violet extrême ; ou bien encore en mettant l'aiguille eu long dans le rouge, le bleu et le violet. Néanmoins, le renversement des pôles s'effectue plus rapidement sous l'influence des rayons bleu et violet que sous celle du rayon rouge; une autre circonstance importante à noter, c'est que ce renversement des pôles ne se manifeste qu'autant que la direction de l'aiguille n'est pas celle des courants magnétiques terrestres ; aussi, vient«on à faire tomber sur elle le spectre solaire pendant qu'elle flotte à la surf^ice

de Teaa dans le méridien magnétique, sa polarité n'éprouve aucun cbaogement, sa pointe continue à se diriger vers le nord.

Il n'en fut pas de même lorsque M. de Moleyns soumit raigullle à rinflaence du spectre lunaire : la pointe de instrument quitta alors la direction du pôle boréal, Taiguille se plaça dans le méridien terrestre, puis elle commença à se mouvoir latéralement, mais a?ec lenteur, vers cette partie du spectre ou prédominent les rayons Uea et violet , et finit par se placer perpendiculairement au plan magnétique. En soustrayant l'aiguille à l'influence des rayons, on reconnaissait que la pointe revenait toujours à sa position primitive, et sedtrîgeait vers le pôle nord, alors même qu'elle en avait été écartée et tournée vers le sud. Ainsijesrenversementsobtenusavec le spectre lunaire, ne sont pas permanents comme dans le cas ou ils se produisent par l'action du spectre solaire; ceux-ci persistaient au moins vingtquatre heures après qu'on avait fait cesser l'action de la radiation.

ilrrltons^nous, et laissons au temps & éelaircir ce diflicile mystère : chacun de nos lecteurs prendra à cet égard le parti qui lui semblera le plas raisonnable.

Dansions les cas, ci le pbotomagnétisme tel que l'avaient formulé lUorichini, madame de Sommerviile, MM. Baumgartner, Christie, Zantedeschi, n'est qu'un beau rôvc, il est démontré aujourd*hui jus- (f^*ï l'évidence, par lea magnifiques recherches de MM. Faraday et Mi'lf, que le magnétisme et rélectrioité exercent sur la lumière une action au moins indirecte et énergique, et que ces deux grandes classes de phénomènes ont entre elles des relations intimes. Nous în- Béferons Ici l'analyse de ces brillants travaux pour nous consoler ^s incertitudes pénibles que nous venons d'énumérer.

Recherches expérimentales sur la magnétisation de la lumière , et l'illumination des lignes de force magné- TiQtJE. Par M. Faraday.

Ce titre» il faut l'avouer, est irrationnel et bizarre ; H, Fàradav noMaalt lui-même qii*it a offensé beaucoup de savants i il ne se d4* (nA f|fi'eii aireiiiiic oaifemmit que les piprewioBa baiardles dont il

i016 NATURE INTIME DU SPECTRE SOLAIRE.

se sert doifent être prises dans un sens autre que leur sens oatareL t On a compris, dit-il, que cette phrase : illumination des lignes magné-' tiques, \oulait dire que je les avait rendues lumineuses : ce sens n*était pas dans ma pensée. Je n*ai pas voulu exprimer que les lignes de force magnétique sont illuminées comme la terre est illuminée par le soleil, ou comme la toile d*araignée est illuminée par h lampe de l'astronome : mais remploi d*un rayon de lumière nous permet de définir la direction des lignes magnétiques, de la rendre sensible, de montrer sa marche par les modifications imprimées au rayon et son effet sur Toeil ; c*est là ce que je voulais dire par le mot illumî* nation, ainsi que le prouve suffisamment mon mémoire. » Remarquons-le donc une fois pour toutes, M. Faraday ne prétend en aucune manière avoir rendu la lumière magnétique, ou la ligne de force magnétique lumineuse, et, sans vouloir le forcer à changer le titre de ce glorieux mémoire, reproduisons les faits capitaux qu'il renferme : nous le laisserons parler lui-même dans une traduction libre et abrégée.

§ 1. Action des aimants sur la lumière.

« Je veux définir avant tout certains termes dont je me servirai souvent : j'entends par lignes de force magnétique les lignes droites ou courbes suivant lesquelles l'action magnétique s'exerce, et qui tantôt partent d'un pôle donné ou se dirigent vers lui ; tantôt se contournent en cercles ou courbes magnétiques autour de l'un et l'autre pôle. Par ligne de force électrique, je veux désigner l'ac^on qui s'exerce dans la direction de la ligne qui joint deux corps agissant l'un sur l'autre suivant les lois de l'induction électrique statique : cette direction peut être aussi rectiligne ou curviligne. Enfin, j'appelle corps diamagnétique un corps que traversent les lignes de forces magné' tiques ou électriques, sans que sous leur influence ils soient magnétisés à la façon du fer ou des aimants naturels.

» Un rayon de lumière emprunté à une lampe d'Argant» après avoir été polarisé dans un plan horizontal par la réflexion à la surface d'une glace noire, était reçu sur un prisme de Nichol mobile autour d'un axe horizontal et le traversait, de manière à pouvoir être

analysé facilement Entre le miroir polarisear et le prisme on disposait denx pôles électro-magnétiques puissants; les deux pôles, par exemple, d*nn aimant en fer à cheval, ou les pôles contraires de deux aimants cylindriques, etc. La distance des deux pôles, mesurée dans la direction du rayon lumineux était de deux pouces environ : le rayon passait ou très-près des pôles en les rasant, ou entre les deux pôles ; et de manière à ce que sa direction fut toujours parallèle ou à peu près aux lignes de forces magnétiques qui sont ici les droites qui joignent les deux pôles. De celte manière, toute substance trans» parente placée entre les deux pôles sera traversée à la fois, en même temps et dans la même direction, par le rayon polarisé et les lignes de force magnétique.

» .... Une Tariété de verre pesant, dont j*ai décrit la préparation et les caractères généraux il y seize ans, et qu'en raison de sa composition on peut appeler boro-silica te de plomb, .... me fit découvrir le premier la relation qui existe entre la lumière et le magnétisme ; il possède à un plus haut degré que toute autre substance la propriété de mettre cette relation en évidence.

» Un morceau de ce verre, d'environ deux pouces carrés, et de huit pouces cinq environ de longueur, à faces planes et polies, fut [dacé entre les pôles d'un électro-aimant autour duquel le courant électrique ne circulait pas encore; dans cette disposition, le rayon polarisé qui traversait le verre dans, toute sa longueur, n'en éprouvait pas plus d'action que s'il avait traversé l'air, l'eau, ou toute autre substance indifférente ; si l'on tournait le prisme de manière à éteindre le rayon polarisé ou à le rendre invisible, il restait éteint malgré l'intervention du verre. Mais si en ce moment on déterminait l'aimantation en faisant passer le courant électrique dans les spires qui entouraient l'électro-aimant, le rayon jusque-là éteint s'illuminait tout-à-coup, on avait la sensation de la présence de la lampe, et cet effet durait autant que le passa<;e du courant. En l'interrompant et faisant cesser Faction magnétique^ on faisait aussi évanouir instantanément la lumière ; ces phénomènes se reproduisaient h toute heure et dans tontes sortes de circonstances : il y avait donc là relation de la cause à l'effet. Le courant employé dans les premières expériences était produit par cinq couples de la pile de Grove ; les électro-aimants portaient de vingt*huit à cinquante^six livres ; avec si peu de force

1018 NÀTCRB INTIME DU iPBGTRB SOLAIRE.

un œil peu exercé n'apercevrait presque rien. L'efiFet produit était un eflet de rotation, car lorsque Timage de la lampe était rendue vi« sible, la rotation plus ou moins grande du prisme à droite ou 5 gaucbe réteignait ; et, lorsqu'elle était éteinte, la rotation du prisme à droite ou à gauche la faisait reparaître avec des teintes compiémentair<» Tune de Tautre.

» Lorsque le pôle le plus voisin de Tobservateur était détermioé, que c'était, par exemple, le pôle analogue au pôle nord de Ta^guille aimantée, la rotation du rayon était dexiro-gyre, car le prisme devait tourner à droite, ou dans le sens des aiguilles d'une montre pour atteindre le rayon et ramener la sensation de la lumière* Lorsqu'on renversait les pôles, ce qui pouvait se faire instantanément par l'inversion du courant électrique, le sens de la rotation changeait aussi, elle était Icvo-gyre ; retendue de la rotation ou du déplacement était la mémo dans les deux cas : la direction de la force magnétique n'avak d'ailleurs pas changé. Lorsqu'on plaçait le verre, par rapport aux pôles, dans une série de positions faciles à concevoir, lesoffelsqb^ tenus étaient plus ou moins modifiés; rétendue du déplacem«ul vf riait, et il était toujours parfaitement défini ; mais la première position est la position type ou normale.

9 Les mêmes phénomènes se produisirent quatid le boro*siKci|tQ d« plomb fut soumis à TinOuence d*un fort aimant ordinaire en acitfr et sans courant électrique, Taetion seulement était plus faible. Aux électro-aimants massifs on substitua les deux pôles contraires de deux «yltiidres de fer creux et aimantés par le courant; le rayon polarisé passait suivant leur axe, et traversait le verre pesont ; Telfet fut en«core le même. Ou fit enfm usage d'un seul pôle magnétique, extrémité d*un électro-aimant cylindrique très- énergique; on plaça le verre auprès de l'aimant, en contact immédiat avec lui, et d'abord entre l'aimant et la glace polarisante ; la rotation se produisit dans un sens ou dans l'autre suivant la nature du pôle employé. Quand plus tard eu plaça le verre entre le pôle et rœil, la rotation produite par ce même pôle fut de sens contraire : quand on intervertissait les pôles, les rotations changeaient de sens. Lorsque le verre posant est placé au*dessus ou au-dessous du pôle, de telle sorte que la ligne de force magnétique traverse le verre, non plus parallèlement, mais per*peadicalaireoMnt au rayon polarisé, il n'y a plus d'effet fwodiiit* Oo

ACTION DES AIMANTS SUR h^ IVmm^* i0t9

saisira mieux ces particularités diverses h Taide de la figure ci-jointe.

dans laquelle aetb représentent les premières positions du verre, c et d les dernières ; et les lignes pointillées la direction du rayon lumin^llx. Si le verre est placé à Textrémité même de rajmant, il n'y a non plus aucune action.

» Il résulte de tout ce qui précède, que les lignes de force njagné' tique çn traversant 1^ boro-silicaie de plomb, lui communiquent la faculté d'agir sur un rayon polarisé parallèle ou oblique à leur di* rection ; mais non sur un rayon perpendiculaire. Cette action con^ siste dans une rotation imprimée au rayon, et elle s'exerce suivant une loi générale qu'on peut énoncer comme il suit : si une ligne d^ force magnétique part d'un pôle nord ou vient d'un pôle sud, suiyaqt la direction que le rayon polarisé parcourt pour arriver à l'observateur, elle fera tourner ce rayon vers la droite ; elle le fera an contraire tourner vers la gauche si elle vient d'un pôle nord ou part d'un pôle sud. Concevons un cylindre de verre aux extrémités du*«

quel on écrit les lettres Net S représentant les |>ôles d'un aimant : la ligne iV^peut être considérée comme une ligne de force magnétique : si maintenant on trace autour du cylindre une courbe terminée en pointe de flècbe pour mieux indiquer sa direction, ce sim{rie appareil placé k la hauteur de l'œil dans les diverses positions qu'il peut

prendre montrera nettement la loi énoncée dans toutes ses conséquences. Si l'on suppose qu*une montre représente le corps diaphane, et qu'on place en esprit, en avant, le pôle nord d'un aimant, derrière, le pôle sud : le mouvement des aiguilles indiquera le sens de la rotation imprimée au rayon polarisé par Tinfluence magnétique.

vYoicirensèmble des conditions qui affectent, limitent et déûnissent la nature et retendue de cette action nouvelle des aimants et de l'électricité sur la lumière.

»!<' La rotation est proportionnelle à la longueur de substance diamagnétique parcourue par le rayon et la force magnétique : on s'en assure en maintenant constante l'énergie de l'aimant, ainsi que la distance des deux pôles, entre lesquels on place successivement une, deux, trois, etc. pièces taillées dans un même morceau de verre pesant.

» 2* La rotation croît de même proportionnellement à l'intensité des lignes de force magnétique : on le constate en employant successivement des électro-aimants de plus en plus forts.

» 3® Il ne semble pas que l'étendue de la rotation soit modifiée par un mouvement quelconque imprime au corps diamagnétique, traversé à la fois par le corps lumineux et l'action magnétique.

» U"* L'interposition du cuivre, du plomb, de l'étain, de l'argent et d'autres substances non magnétiques, soit entre le pôle et le corps diamagnétique, soit dans une autre situation sur le passage de la force magnétique; ne diminue en rien l'étendue de la rotation.

»5**Lefer, au contraire, modifie considérablement les effets produits, soit parce qu'il change la direction des lignes de force, soit parce qu'il accroît ou diminue l'intensité de Taction magnétique. Ainsi, lorsque les deux pôles contraires sont situés du même côté du rayon polarisé, et que le verre pesant est placé entre eux dans la position la plus favorable, la présence d'un gros morceau de fer auprès du verre de l'autre côté du rayon peut affaiblir le pouvoir rotatoire de la substance diamagnétique. Cela tient à ce que les lignes de force magnétique qui d'abord traversaient le verre parallèlement au rayon, sont maintenant devenues obliques au rayon, parce que le fer a acquis lui-même deux pôles dont l'action se combine avec celle de l'aimant primitif. Si le fer était placé du même côlé que l'aimant, la rotation diminuerait encore, parce que l'action de l'aimant est déviée par

ACTION DEâ \1MAJKTS SUR LA LlJMliRE. 1021

celle des pdles acquis par le fer. L'influence du fer varie avec Ténergie de raimant, avec le volume et la pureté plus ou moins grande du métal.

» 6« Lorsqu'on met Télectro-aimant en communication avec la pile, la lumière produite par la rotation du rayon polarisé n'atteint pas immédiatement son intensité maximum ; elle augmente graduellement pendant une ou deux secondes ; et cette gradation est due au temps qu'exige le fer de Télectro-aimant pour acquérir toute la puissance magnétique que le courant électrique peut faire naître en lui. Si Ton interrompt la communication, la lumière diminue instantanément

» 7® On n'a pas remarqué que le verre pesant traversé par les lignes de force magnétique, développât à son tour une puissance magnétique, ou exerçât une action magnéto-inductrice de la nature de celles que l'on connaît jusqu'ici. J'en ai placé des quantités considérables dans diverses positions en présence d'aimants et d'aiguilles aimantées, sans avoir jamais pu constater par les procédés les plus délicats une influence quelconque.

8*" J'ai construit sous la forme de thermomètres très- sensibles des appareils contenant de l'eau, de l'alcool et d'autres liquides» sans avoir jamais pu apprécier la moindre variation de volume lorsqu'ils étaient dans la sphère d'activité des courbes magnétiques.

» 9° Un très-grand nombre de substances transparentes autres que le verre pesant possèdent, mais à des degrés très-différents, le même pouvoir d'imprimer un mouvement de rotation au rayon polarisé, sous l'influence des forces magnétiques. Cette faculté se trouve partagée par les corps les plus dissemblables au point de vue de leurs propriétés chimiques, physiques, mécaniques : des solides, des liquides, des acides et des alcalis ; les huiles, l'eau, l'alcool, l'éther l'acquierrent plus ou moins. Pour tous ces corps, l'action produite est essentiellement la même et consiste toujours dans la rotation imprimée au rayon polarisé ; en outre, le sens de la rotation, indépendant dans tous les cas de la nature ou de l'état physique de la substance, est complètement déterminé par la direction de la ligne de force magnétique. Lorsque la substance diamagnétique» mise en expérience, possède un pouvoir rotatoire propre, comme l'essence de térébenthine, le sucre, l'acide tarCrique, les tartrates,etc., l'effet de

i022 nâturr intime du spectre solaire.

Tinfluence magnétique est d'augmenter ou de diminuer le pouvoir primitif, suivant que les deux rotations, naturelle et adventice, sont de même sens ou de sens contraire. La plus énergique de toutes les substances diamagnéiiques est le boro- silicate de plomb: il est nécessaire de le bien recuire, car autrement les fragments employés auraient à un haut degré la faculté de dépolariser la lumière, et les phénomènes produits seraient alors moins nets. Le borate de plomb, substance beaucoup plus fusible, qui se ramollit à la chaleur de Teau bouillante, se prépare très-facilement sous forme de plaques vitreuses bien recuites, et possède un pouvoir rotatoire presqu*égal à celui du boro-silicate : le flint-glass est moins actif, et le crownglass beaucoup moins encore.

» Placées dans ries positions où elles sont sans action propre sur le rayon polarisé, et soumises alors à Tinfluence magnétique, les substances cristallisées semblent se refuser au développement en elles de la faculté rotatoire. Le sel gemme, le spath-fluor et Talun doués delà simple réfraction manifestent quelque action. Le cristal de roche, sur une épaisseur même de quatre pouces, n*a donné aucun indice d^action : il en est de même du spath d'Lslande en rhomboïdes, ou taillé en cubes : le sulfate de baryte, le sulfate de chaux, le carbonate de soude et les autres substances doublement réfringentes sont également sans action ; avec une feuille d*or très-mince on n*a pu observer aucun effet.

» La meilleure manière d*essayer les liquides consiste à les introduire dans des tubes de un et demi à quatre pouces de diamètre, mieux dans de petites auges carrées que Ton place entre les pôles magnétiques. L'eau, Talcool, Téther, toutes les huiles fixes, les essences, etc., sont efficaces. Presque toutes les dissolutions aqueuses ou alcooliques employées ont manifesté une action sensible. Dans les liquides qui possèdent naturellement la faculté de faire tourner le plan de polarisation du rayon« la rotation accidentelle produite par Finfluence magnétique se fait suivant les lois énoncées ci-dessus, sans aucun rapport avec la rotation primitive.

§ 2. Action des courants électriques sur la lumière. 9 En considérant les rapports intimes qui existent entre les électro-

ACTION DEi COUflANTS SUR LÀ IiVMIBRE. iOfiS

aimaDls et lès simples hélices traversées par un courant électrique, on devait penser que les courants exerceraient sur la lumière la même action qn*nn aimant ; ces prévinons ont été pleinement confirmées par l'expérience. Je me suis servi d'hélices en fil de enivre : trois d'entre elles que je désignerai sous les noms d'hélice longue, hélice moyenne, hélice de Woolwicfa, ont été surtout étudiées. La longue hélice agissait très-faiblement sur une aiguille aimantée placée à une petite distance ; l'hélice moyenne agissait plus puissamment, et Thé^* lice de Woolwich très-énergiquenient. On se servait dans tous les cas fFane même pile de Grove de dix éléments.

• Pour soumettre les corps solides à l'action de ces électro-hélices» on les taillait en forme de barres on de prismes, ayant leurs extré* mités planes et polies, et on les introduisait comme axes dans les bé* lices: pour les liquides on se servait de tubes de verre auxquels s'adaptaient des obturateurs en verre plans et polis. Yoici quelquesuns des résoltats obtenus de cette manière : on a rempli d'eau dis* tiAêe le tube placé dans la longue hélice, et on l'a disposé dans la direction do rayon polarisé, de manière à faire arriver dans le prisme deNichol l'image de la flamme de la lampe. On tourna alors ce même prisme de manière à faire disparaître l'image, et l'on fit passer le eourant ^ travers l'hélice : aussitôt l'image reparut et persista tant qae le courant fut établi ; quand il cessa, l'image disparut de nouveau. La lumière n'apparut pas graduellement comme dans le cas d'un électro-aimant» mais instanlanément* Cette longue hélice avait VA quart de pouce de diamètre intérieur, cinquante-cinq pouces de longueur, et le fil dont elle était formée avait trois dixièmes de pouces de diamètre et douze cent quarante pieds de longueur. Ces résultats peuvent être reproduits à volonté ; ne peul-on pas dire avec raison que dans cette expérience le rayon lumineux est électrisé, et la ligne de force électrique illuminée ? Dans le cas où l'effet produit est peu sensible, au lieu d'amener le prisme de Nicbol au point où la lumière est éteinte^ il vaut mieux le placer un peu au-delà, ou un peu en-deça de cette position, de sorte que l'image de la flamme soit tout juste visible : alors, par l'effet du courant électrique, la lumière augmentera ou diminuera d'intensité, ou sera éteinte, ou même réapparaîtra de l'autre côté du point d'extinction : ces changements sont plus faciles à saisir que si l'œil partait de l'extinction complète. Cette

i024 NATURE INTIME DU SPECTRE SOLAIRE.

méihode d'observation fait très-bien ressortir le caractère rotatoire de l'action eiercée sur la lumière ; car, si sous l'action du courant il a fallu tourner dans un sens pour trouver l'image, on peut s'assurer en interrompant instantanément le courant que, pour la retrouver, il faut faire tourner le prisme en sens contraire. Ces deux effets sont rendus plus sensibles encore par la variation des teintes. On peut euQn rendre les phénomènes plus frappants en adaptant entre le tube et la glace polarisante une lentille de long foyer, ou une lentille de court foyer entre le tube et l'œil.

» Tant que le courant circule dans l'hélice, suivant un sens déter^ miné, la rotation produite par induction sur le rayon a lieu aussi dans un sens détermina ; si le courant change de direction et circule en sens contraire, la rotation a lieu elle-même en sens opposé. Pour bien «assigner ces directions, je supposerai^ comme on le fait ordinairement, que le courant va du zinc au platine à travers l'acide : un pareil courant passant sous le rayon vers la droite, et remontant à droite pour repasser au-dessus de ce même rayon vers la gauche, lai imprime une rotation à gauche : si le courant passe au-dessus do rayon à droite, et descend à droite pour passer au-dessous se dirigeant vers la gauche, il fera tourner le rayon à droite.

» Voici donc quelle est la loi générale suivant laquelle la rotation a lieu : lorsqu'un courant électrique circule autour d'un rayon de lumière polarisée dans un plan perpendiculaire au rayon, elle fait tourner ce rayon autour de son axe, et toujours dans le même sens que le courant. La simplicité de cette loi est très- remarquable ; elle est identique avec celle qui exprime l'action des aimants sur la lumière. Si l'on a de nouveau recours au petit appareil fig. 2, la ligne tracée à l'entour du cylindre représentera en même temps le sens du courant et le sens de la rotation. Si l'on considère le cylindre comme un morceau de fer et non plus comme une substance diamagnétique placé entre les deux pôles, la ligne tracée autour du cylindre représentera encore la direction des courants qui, dans la théorie d'Ampère, se meuvent autour des molécules du fer.

» Voici quelques remarques importantes relatives à l'intensité de l'action produite. Lorsqu'on emploie un tube d'eau de la longueur de l'hélice, et qu'on le place de manière qu'une portion plus ou moins grande de ce tube dépasse l'hélice, vers l'une ou l'autre de ses extré:

mités, on peut même apprécier l'effet correspondant à la longueur de la sobstance diamagnétîqne, la puissance de l'hélice, et la forme do courant restant les mêmes. Plus la longueur de la colonne d*eau soumise h Taciion de Thélice est grande, plus la rotation imprimée au rayon est considérable. L'étendue de la rotation paraît être directement proportionnelle è la longueur de la colonne liquide autour de laquelle circule le courant électrique.

» Un court tube d'eau ou un morceau de verre pesant placé dans Taxe de rhélice, paraissent produire le même effet sur le rayon luniineax, partout où on les arrête, au milieu ou à Tune des extrémités, pourva qu'ils soient toujours plongés entièrement dans l'hélice et bien cen« très : il semble donc que chaque spire de l'hélice produit le même effet. Sil'on place le tube tour-à-tour parallèlement à l'axe, suivant l'axe, ou un peu oblique à l'axe, on n'aperçoit pas de différence sensible dans l'effet produit : et je suis porté à croire, sans pouvoir toutefois TafiBrmer positivement, que l'action exercée sur le rayon, est la même quelle que soit par rapport à l'axe, la position du tube dans l'hélice.

» Si l'on introduit dans l'hélice des corps doués d'un pouvoir rota« toire naturel, le pouvoir rotatoire communiqué par le courant électrique s'ajoute au premier, ou s'en retranche, exactement comme dans le cas d'un aiman .

• On a construit en fil de cuivre non recouvert de soie, de 0, 05 de diamètre une hélice de 20 pouces de longueur, et de 0,3 de diamètre : puis on l'introduisit dans un large tube d'eau, de manière à pouvoir étudier l'effet produit par l'eau sur le rayon polarisé, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de rhélice. L'on vit de cette manière que quand le courant était établi, l'eau dans l'intérieur de l'hélice acquiérait le pouvoir rotatoire ; tandis qu'en dehors, on ne put apercevoir aucune action, même quand le rayon lumineux rasait les spires de cuifre. On a remplacé le tube de verre par des tubes de laiton et de cuivre, sans que le changement de nature de l'enveloppe ait paru modifier l'effet produit sur Tean qu'elle renferme; même quand l'en- Teloppe était de fer, Teffet ne variait pas. Une barre de verre, de un pouce carré, plus longue que l'hélice, fut placée dans cette dernière, au-dessus on posa le tube rempli d'eau ; la rotation fut encore la même.

» On choisit \X(Â% tuhea de fer, ayaqt çbacuQ Ymgt-«ep| pwcfii 4i longuer, '>i de pouce d'épaisseur, et de diamètrea, coaveoablei |iour qu'ils puisseut entrer facilement l'un dans l'autre, et dans l'bélioe de Woolwich. Leplus petit fut rempli d*eau, fermé par des obturateurs en Yerrci puis placé dans l'axe de 1 bélicei et l'on nota la rotation im'^ (ir4(née au rayon ; on introduisit alors le premier tube dans le second, ce qui portait à ^ de pouce l'épaisseur de fer comprise entre t^n et Vbéliçes le pouvoir rotatoire fut plus grand qu'auparavant. £n0n, quand on plaça dans le troi^éme tube, rensembledesdeni^premiera, le pouvoir rotatoire dia^ioua, en restant encore assea considéreble, Ca9 résultats spnt compliqués, parce qu'ils dépendent de la nouvelle condition que le fer introduit dans l'action des forces mises en jea. jusqu'à une certaine limite d'épaisseur, la force magnétique de Thé** lice et du fer placé dans son intérieur s'accroît, et la rotation par cou* 9équent augo^ente; mais, passé celte limite, l'action magnétique diminue ou est en partie détournée, et la rotation devient inoindra Is^ verre pesant placé dans des tubes de fer se comporte da la mloie manière que l'eau.

» Le sulfate de soude, la dissolution d'acide tartrique. l'alcool, Téther, l'essence de térébentbine, placés dans l'hélice furent influenoées et agirent sur la lumière, précisément comme lorsqu'elles étaient soumises à J'actîon magnétique. Même en réunissant les trois bélioei, Il a été impossible de meltre en évidence une action quelconque, sur la lumière, de l'air influencée par le courant,

» £n passant dans rhéiice le courant échauffe le métal, et cette élé* vation de température compliquerait les résultats obtenus, si l'on ne prenait pas certaines précautions ; si, par exemple, on n'isolait pas le tuhe qui renferme les liquides i essayer.

» Une autre circonstance dont il faut se défier, c'est la difficultéje dirai presque l'impossibilité de se procurer des morceaux de verre qui, surtout après avoir été taillés, ne dèpolarisent pas la lumière : Lorsqu'ils la dèpolarisent la différencede position produit une immense différence dans les apparences obtenues. En ne visant que sur ia por-^ tion de lumière non dépolarisée, celle, par exemple, qui dans le prisme de Nichol donne la croix noire en plaçant l'œil aussi près que possible du verre, cette difficulté peut être surmontée avec plusoo moins de succès.

ACTION DES GOURANTS SUR LA LUMIÈRB. 4027

» Pour donner une idée générale de la valeur numérique de la rotation obtenue avec diverses substances , je rapporterai ici le résultat de quelques expériences : on se servait d'un puissant électro-aimant, la distanee des pôles était constante, et de deux pouces et demi; en prenant pour unité la rotation imprimée par l'eau, sous l'influence du courant; la rotation imprimée naturellement par une longueur égale d*essenec de térébenthine était 11, 8 , et les pouvoirs rotatoires des substances diamagnétiques suivantes étaient : pour le verre pesant 6, ; pour le flint-glass, 2, 8 ; pour le cristal de rocbe, â, 2 ; pour l'alcool moins que Teau ; pourl'étber moins que l'alcool.

» Après avoir constaté l'action des aimants et des courants électriques, il restait à étudier les effets de l'électricité statique. On fit donc passer dans le verre pesant, le flint-glass, le cristal de roche, la spath d'Islande, l'essence de térébenthine, et dans l'air un rayon polarisé; puis an moyen d'armatures, d'uue bouteille de Leyde, et d'une machine électrique, une ligne de tension électro-statique, tour- à tour parallèlement, perpendiculairement et obliquement, par rapport à la direction du rayon lumineux, mais sans obtenir aucun effet. Le résultat fut négatif encore, quand à l'éloctricité statique, on substitua la tension d'un courant secondaire d'induction rapidement récurrente. De qoelque manière qu'on ait fait arriver le courant électrique dans les liquides traversés par un rayon de lumière polarisée , jamais on n'a aperçu aucune trace d'action directe, différente de l'action indirecte déjà décrite. Les dispositions de ces expériences, variées à l'infini, fuient quelquefois si heureusement prises, que lorsque h courant électrique passait, le liquide tournait avec rapidité, et cependant le rayon polarisé qui traversait cet arrangement n'était pas du tout influencé. »

§ 3. Comidératicns généraUs.

» Ainsi se trouvent établis pour la première fois, je pense, un rapport direct, une dépendance véritable entre la lumière, les forces magnétiques, et les forces électriques ; et les expériences que nous venons de décrire confirment les faits et les arguments par lesquels on s'efforce de prouver que toutes les forces naturelles sont liétM entre elles et ont une origine commune.

1028 NATURE liNTIMK DU KPRCTIΠSOLAIRK.

» Les forces magnétiques n'agissent pas sur ie rayon lumineux directement, et sans l'intervention d'une substance matérielle, mais bien par Tintermédiairede la substance dans laquelle elles coexistent avec le rayon lumineux : ces substances et ces forces se communi-quent réciproquement le pouvoir d'agir sur la lumière. Le fait est démontré par la négation d'action du vide, de Tair et des gaz ; il est encore démontré par le degré spécial auquel les diverses substances possèdent celte propriété. Ce fait, que la force magnétique agissant toujours sur la lumière de la même manière, et dans le même sens, indépendamment de la nature diverse des substances soumises à son action, de leur état de solidité ou de liquidité, de leur pouvoir rotatoire propre et naturel, prouve qu'il existe un rapport direct entre la force magnétique et la lumière : mais, d'un autre côté, comme les corps sont nécessaires et qu'ils agissent dans des degrés d'efficacités différentes, celte circonstance indique que le magnétisme et la lumière agissent l'un sur l'autre, par l'intermédiaire de la matière.

» Je n'ai plus le moindre doute que les forces magnétiques agissent et influent sur la constitution intime dessubstancesdiamagnétiques, aussi bien dans l'obscurité, que lorsqu'un rayon de lumière les traverse. Je pense, en outre, que les phénomènes lumineux paraissent présenter les seuls moyens précis d'observer cette constitution et les changements qu'elle éprouve. Au reste, des changements de cette nature doivent arriver aux corps opaques tels que le buis, les pierres, les métaux ; car, considérés comme corps diamagnétiques, ils ne doivent pas différer des corps transparents : le degré de transparence peut tout au plus, sous ce rapport, établir une distinction entre lesespèces d'une même classe.

> Si les forces magnétiques avaient aimanté ces corps, nous aurions pu étudier des aimants transparents, ce qui eût été pour nous d'un grand secours dans nos recherches sur les forces de la matière ; mais ces corps, soumis à l'influence des forces magnétiques ne deviennent pas des aimants ; et par conséquent leur état moléculaire doit être alors spéciGquement distinct de celui du fer aimanté, ou de toute autre substance analogue, et doit constituer un nouvel état magnétique.

» Cet état est peut-être un état de tension électrique avec tendance au courant, de même que dans les aimants, suivant la théorie d'Ampère, l'état magnétique est un état de courant. Tous nous portci à

ACTION DES GOURANTS SUR LA LUMIERE. i029

croire que lorsqu'on place un cylindre de fer dans une hélice, il se produit en lui des courants électriques qui tournent ou se meuvent dans un plan perpendiculaire à Taxe de Thélice. Si Ton place dans la même position un corps diamagnétique, il acquiert le pouvoir défaire tourner la lumière dans le même plan : la modification reçue est un état de tension; mais il ne s*est pas développé de courants, bien que la force active ettoutes les autres circonstances soient les mêmes que celles qui produisent des courants dans le fer, le nickel, le cobalt et les autres substances de cette nature, lorsqu'elles sont convenablement placées. Il résulte de ce qui précède que l'idée d'admettre qu'il existe dans les corps diamagnétiques, dans de semblables circonstances, une tendance au courant, s'accorde avec les phénomènes que nous avons décrits ; et elle est encore corroborée par ce fait, qu'un simple changement de température peut modifier considérablement la puissance magnétique du fer, du nickel, du cobalt, et les faire rentrer dans la classe commune des corps diamagnétiques.

» C'est la première fois, je crois, que l'on reproduit artificielleiuent la condition moléculaire nécessaire pour produire la rotation du plan de polarisation d'un rayon lumineux. Il est extrêmement intéressant de comparer cet état bien connu , cette condition bien déterminée des corps, avec l'état relativement inconnu de ceux qui possèdent naturellementle pouvoir rotaloire; surtout, si l'on considèreque parmi ces derniers quelques-uns tournent vers la droite, et d'autre vers la gauche ; et que dans le cas du quarz et de l'essence de térébenthine, le même corps, chimiquement parlant, qui se trouve être pour le dernier un liquide ayant ses particules Ubres et mobiles, présente des échantillons différents, dont les uns tournent dans un sens, et les autres dans l'autre sens.

» On serait porté à admettre que l'état rotaloire naturel et celui qui dérive des forces magnétiques et des forces électriques doivent être les mêmes; mais après un examen plus attentif, il semble très-difficile d'arriver à celte conclusion. Lorsque l'essencede térébenthine exerce sur le rayon lumineux son pouvoir rotaloire, ce pouvoir dépend des particules du liquide, et non de l'arrangement de la masse. Quelle que soit dans le fluide la direction du rayon polarisé, il est dévié circulairement, toujours de la même manière, et les rayons qui passent dans toutes les directions possibles h travers ce fluide sont tournés

Ions si niatta Dûment avec la infime inleosité, et tous STec une loi commuiiG de direciion, c'est-à-dire tous vers la droite, ou lous vers la gauclic. 11 u'en est pas ainsi de la rotation additionuelle cominu-' niquÉe St la même esseoce de térébeathine, par les forces magnétiques et par les Torces électriques ; elle n'eiiste que dans une seule direction, c'est-à-dire dans un plan perpendiculaireila ligne magnétique ; elle cit limitée à ce plan, et ne peut changer de direction que par ua ebangement de sens de la force d'induction. Le sens de la rotalioD produite par l'état naturel, est lié in variable ment k la direction da rayon lumineux ; mais le pouvoir de produire cette rotation paratt être possédé dans toutes les directions et à lous les instants par le« particules du fluide. Le sens de la rotation produite par l'indactioB est lié invariablement à la direction de la ligne magaétiqoe on du courant électrique, et les conditions de sa production sont possédées par [es particules de la matière ; mais ces conditions sont strictemem limitées par la ligne ou par le courant, et changent ou disparais* »eat avec ces dernières.

a Suit m une caisse de verre remplie d'essence de térébenthine douée d'un pouvoir rotatoire naturel vers la droite, et aO un rayon de lumière pt>larisëe. Si lerayou va de a vers b, la rotation aura lieu vers la droite ou ssivant le sens indiqué par les têtes de flèche sur

ACTION fiES GOURANTS SUR LA LUMIERE. tOBl

te cerete e; si le rayon va de b vers a, et que Toeil soit plaeé en «« la rotation aura encore lieu vers la droite de Tobservateur» c'est-àdire suivant le sens indiqué sur le cercle d. Que Ton fasse passer maintenant un courant électrique autour de Pessence de térében* thioe, dans le sens indiqué sur le cercle c^ ou qUe Ton place de« polos magnétiques de manière à produire le même effet ; les particule» du liquide acquerront un pouvoir rotatoire ultérieur, que né troiiiiltra aucun déplacement ultérieur de ses particules; et un œil placé en b verra le rayon venant de a vers b plus tourné vers la droite qu'auparavant. Mais qu*un rayon passe de ù vers a, «t qu'oa Tobfierve en a, et les phénomènes ne seront plus les mêmes qu'auparavant. En effet, la nouvelle rotation, au lieu de se faire dans le sens indiqua sur le cercle d^ aura lieu en sens contraire ou vers ia gatosha de l'observateur. En d'autres termesi la rotation d'induction s'ajtwti à la loiatîoii naturelle quand le rayon va de a en 6» mats elfcs diniinue d'aiitaai celte mému rotation naturelle Ionique le rayon va dé 6 en m Il résute de là que les moiécules de ce liquide qui exercent la rola^tioH en vertu de leur pouvoir natur<il, et celles qui l'etercent eo varlu de la ferœ d'induction, nie peuvetat pas être dam las mémta eonditionSi

• Bien que toutes les molécules 4e l'esoem^ de térébentiiine pas»* sèdeat ie pouvoir de faire tourner U llimière dans qn^que direc«> tion que le rayon lumineux traverse le liquide^ il peut trtèsbien ar^ river que le rayon ne soie influencé que par celles des molécules dunt les plans de rotation lui sont plus ou moinfe perpc&dicalairelv et que ce soie la résuliaate ou la somme des forces suivant une eertaint dl'* reclion qui soit active dans la production de cette fotiMion i mais alors même il subsiste une différence considérable, en ce qun k hésnl** taitte dans le même plan n'est pas absolue endirfection^ ittais ralativé à la uiarche du rayon, puisqu'elle ^H dans un cas dans le sens In^ diqoé sur le oerele c> et daUs i'aaife, dans le sens îndiqaéattr le carde 4 ; tandis que la résultante die rtnduotion magnétiqoie on êtes* trique «st ibsdue et ne change pas avec la marche du rayon, pm** qn'ftte a tonyoura lieu soit dans le sens indiqué stir le cerela c^ éoil daos le sans indiqué mt te cercte di

» Les 4tOr|Mi daués d*aft pouvoir rotatoire naturel pnapra M pa^ raiasaot |Ma pm 6ala pautéet nue pins grande ou \mk moIDdra

tendance à acquérir on degré uUériear du même pouvoir sous i'inflneace des forces magnétiques ou électriques.

» A part les différences que nous venons de signaler et qui s'harmoniseront sans doute à mesure que les recherches s'étendront, on peut voir, entre les corps qui possèdent constamment le pouvoir rotaloire, comme un échantillon de quarz qui n*exerce de rotation que dans un plan, et ceux qui acquièrent ce pouvoir par induction ou par d'autres forces, comme un prisme de verre placé dans une hélice, la même analogie qu'entre un aimant naturel et l'hélice traversée par le courant. L'état naturel de l'aimant et du quarz ; l'état forcé de l'hélice et du verre pesant sont un premier pas vers l'analogie ; la supposition du courant existant dans l'aimant et dans l'hélice, et la simple tendance ou tension au courant dans le quarz et dans le verre pesant complètent le rapprochement.

» Quant aux corps qui ne paraissent offrir, jusqu'à présent, aucan indice d'action sur la lumière, et qui n'en acquièrent pas sous l'influence des nouvelles conditions magnétiques, ils peuvent être partagés en deux classes, dont l'une comprend l'air, les gaz et les vapeurs ; et l'autre le cristal de roche, le spath d'Islande et certains autres corps cristallisés. Je montrerai, dans une prochaine série de ces recherches, en me fondant sur des preuves tirées de phénomènes d'une nature entièrement différente, que les corps de la dernière classe acquièrent le nouvel état magnétique : et je sois même porté à croire que l'air et les gaz ont la faculté de prendre cet état particulier et même d'agir sur la lumière, mais à un degré si faible qn'oD n'a pas encore pu le mettre en évidence. D'un autre côté, l'éiat gazeux est un état si remarquable de la matière, que nous ne devons pas admettre trop témérairement que les substances, qui à l'état SO' lide ou liquide possèdent des propriétés même d'un caractère trèsgénéral, lés conservent encore à l'état gazeux.

» Le sel gemme, le spath fluor et l'alun agissent sur le rayon lumineux, les autres cristaux que j'ai essayé n'agissent pas ; les premiers sont équi-axes et mono réfringents, les autres sont inéqui^axes et biréfringents : peut-être que ces circonstances, avec celle de la rotation du quarz, peuvent maintenant indiquer un rapport entre le magnétisme, l'électricité et la cristailisabilité de la matière.

» T0D8 lêè corps sont sensibles à l'action des hélices et desaimaaU,

ACTION DES GOURANTS SUR LA LUiMlIËRË. 1033

et les lois de ces actions prouvent qu'elles sont identiques dans leurs causes comme dans leurs effets : c*est une preuve de plus en favenr des vues d'Ampère sur Tidentité des hélices et des aimants.

• Bien que ni les forces magnétiques, ni les forces électriques ne paraissent exercer d'action sur la lumière ordinaire ou sur la lumière dépolarisée, nous pouvons soupçonner hardiment qu'elles exercent quelque influence particulière que Ton mettra bientôt en évidence. Au reste, la relation qui existe entre la lumière polarisée et l'action magnétique ou électrique^ est beaucoup plus digne d'intérêt que si on l'eût reconnue avec la lumière ordinaire, car la lumière polarisée offre des caractères plus précis; elle est, si l'on peut s'exprimer ainsi, mieux déterminée. »

Quelques mois après la publication de ce beau mémoire, M. Faraday a fait de nouvelles et curieuses expériences destinées à mettre mieux en évidence les différences qui séparent le pouvoir rotatoire dû à l'influence magnétique du pouvoir rotatoire, dont jouissent naturellement certaines substances particulières. Voici le résumé de ces précieuses additions.

c Quand un rayon polarisé traverse un milieu transparent non doué de la double réfraction et placé dans la direction de la force magnétique, le plan de polarisation de ce rayon éprouve Une rotation dont nous avons donné la loi très-simple dans le mémoire qui précède. Ce même rayon, polarisé dans son passage à travers un morceau de quarz ou une couche d'huile de térébenthine subit une rotation semblable tout-à-fait indépendante du magnétisme et dont les lois sont depuis longtemps connues. Il existe entre ces deux rotations semblables au premier abord, une différence très-grande : la première dépend uniquement de la direction de la force magnétique, et nullement de la position de l'observateur ; la seconde, au contraire, dépend de la position que l'observateur prend relativment au rayon. On devait conclure de ce fait important que l'effet de rotation produit par le magnétisme doit croître si l'on multiplie l'action de l'aimant snr le rayon; or, c'est ce que l'expérience a pleinement confirmé.

» Un parallélépipède de verre pesant,*de 0, 7 pouces décote et de 2, 5 ponces de longueur, fut poli avec soin sur les deux petites faces extrêmes; puisées mêmes faces furent recouvertes d'une feuille d'argent-â« façon à présenter intérieurement une surface bien réfléchis-

1034 NATURE INTIME DU fiPEGTRP iObàlRfi.

santé. L'argent fut enlevé sur un espace d'un dixième d« pooce^ le long de l'un des bords, d'une des faces, et le long du bord opposé de la seconde face ; de telle sorte qu'un rayon de lumière, introduit obliquement à travers Tune des faces^ après deux, quatre ou six réflexions sur les portions argentées venait sortir par Tautre : le nombre des réflexions était d'autant plus considérable que le rayon était pluft oblique aux plans des faces terminales.

» L'arrangement que nous venons de décrire^ n'augmentera pas nécessairement la grandeur de la rotation, s'il s'agit d'une substance douée comme le quartz ou le sucre, d'un pouToir rotatoire naiurei» En effet, si le rayon en ciieminant dans l'intérieur de la substanet d'une face à l'autre, a éprouvé un certain effet de rotetien pour l'observateur, qui le perçoit à la sortie après ce simple trakjeti il ea éprouvera un autre ea sens contraire, en revenant par réflexion de la seconde face à la première ; et par conséquent, pour l'observateari placé près de cette première face, les effets se neutraliseront s si par exemple la rotation se fait toujours à la droite de l'observatear | comme ce dernier est placé dans des positions contraires par rapport aux deux rayons qu'il reçoit après un trajet simple, et un triijetdou« ble, les deux rotations seront contraires et se détruiront. En générali quelque soit le nombre des réflexions intérieures qu'éprouve le rayon polarisé dans la substance douée naturellement delà polarisation rota<^ toire, il ne manifestera aucune rotation s'il sort par la face par la* quelle il est entré ; il n'en manifestera pas plus que s'il n'avait foii qu'un seul trajet à travers la substance, s'il soi*t par la face opposée à celle par laquelle il a pénétré.

» Mais il n'en sera plus de même si la substance que le rayon polarisé traverse, est diamagnétique, et que la rotation ait lieu par l'effet de la force magnétique. Dans ce cas, en effet queHe qœ soit la route suivie par le rayon, la rotation qui lui est imprimée à toujours lieu dans la même direction parce qu'elle dépend des forces flMgnélif ues extét ieiires ; et il en résultera nécessairement qu'après nae première

réOexioD intérieure, c'e$t*à-dire après un double trajet dans la substance, le rayon aura éprbuvé un mouvement rotatoire double de celui qu'il avait après un simple trajet ; que retendue de la rotation sera devenue triple, quadruple, quintuple, après deux, trois ou quatre réflexions, c'est-à-dire après trois, quatre ou cinq trajets à travers Ja substance. »

M. Faraday a confirmé tous ces résultats, en se servant des mêmes appareils qu'il a décrits dans son premier mémoire. Ainsi, le rayon polarisé qui avait traversé une seule fois le morceau de verre pesant, subissait une rotation de 12*' sous l'influence de Télectro aimant : cette rotation était de 36® quand le rayon, ayant éprouvé deux réflexions intérieures avait traversé trois fois, le morceau de verre : elle devenait de GO"", quand il l'avait traversé cinq fois; ayant éprouvé quatre réflexions intérieurs. Cette expérience montre bien que quelle que soit la manière dont un rayon de lumière traverse un corps diamagnétique, le sens de la rotation ne dépend que de la direction de la force magnétique ; ce qui établit une différence capitale entre ce genre d'action et celui qu'exercent les substances douées natn* Tellement du pouvoir rotatoire ; telles que le quartz, l'essence de térébenthine, et les solutions sucrées.

On voit également que la grandeur de l'eflet obtenu, est propor* tionnelle à la longueur du rayon soumis à l'action de la force magnétique. Ce résultat ici est évident, parce qu'on fait varier la longueur sans changer l'intensité de la force magnétique^ ni ancune des autres, circonstances de l'expérience : on n'a besoin, non plus, dans cette manière d'opérer, que d'un morceau très-court de substance diamagnétique, et qui serait loin d'être d'une longueur suffisante, si le rayon ne le traversait qu'une fois: cela permet de rapprocher davantage les pôles magnétiques entre lesquels la substance est placée , et par là d'augmenter l'énergie de l'action qu'ils exercent. Il n'est, par conséquent, pas nécessaire d'employer un aimant aussi fort et l'on réussit très-bien avec les aimants ordinaires. De même enfin, si l'on fait usage au lieu d'aimant d'une hélice traversée par un courant électrique^ au centre de laquelle on place le corps diamagnétique, on n'a pas besoin que cette hélice soit aussi longue, ni aussi forte qu'elle devait l'être quand le rayon polarisé ne faisait qu'un seul tntjet à travers la substance.

M. Faraday s'est servi de cette nouvelle méthode plus sensible, pour s'assurer encore si une couche d'air ne pourrait pas produire le même effet que le verre pesant et les autres substances diamagnétiques. Il a fait réfléchir plusieurs fois le rayon polarisé entre les deux pèles magnétiques fixes et très-rapprochés, à travers la couche d'air interposée entre eux, sans obtenir aucun résultat. Il n'a pas mieux réussi avec les substances douées de la double réfraction, telle que le cristal de roche et le epath calcaire. Cependant, il avait opéré avec ces deux substances comme avec le verre pesant qui lui avait donné des effets si prononcés.

Voilà l'histoire faite par M. Faraday lui-même de sa brillante découverte qui dans la postérité entourera son nom d'une gloire plus grande encore. Analysons maintenant en quelques mots, les recherches postérieures qui ont eu pour objet cette rotation éminemment curieuse imprimée au plan de polarisation du rayon lumineux, par l'influence des forces magnétiques cl électriques.

M. Pouillel répéta le premier, en France, les expériences de M. Faraday, et en fit l'objet d'une communication à l'académie des sciences, dans la séance du 25 janvier 1865.

L*appareil de polarisation employé par M. Pouillet, fut celui de M. Soleil, composé essentiellement i° d'un prisme de Nichol polariseiir avec une plaque à deux rotations contraires pour le pointage ; 2® d'un prisme biréfringent, analyseur^ avec un compensateur ; le compensateur sert à interposer sur le trajet de la lumière polarisée l'épaisseur de qiiariz nécessaire pour compenser l'action rotaioire de la substance essayée. Cet appareil est celui qui fait voir le phénomène de la manière la plus éclatante ; il est en outre extrêmement précieux quand on opère avec de la lumière faible ou faiblement polarisée : la plaque à deux rotations permet de déterminer dans ce cas le plan de polarisation avec une précision qu'on serait loin d'atteindre sans ce moyen. Nous ne comprenons pas que M. Pouillet, qui avait eu main l'appareil de M. Soleil, au lieu de mesurer directement la rotation par le retour î» l'identité de teintes dans la plaque à deux rotations; ait fait usage du retour à la teinte de passage qui est appréciée avec beaucoup moins d'exactitude, à un demi-degré tout au plus.

les électro-aimants employés par M. Pouillet pouvaient porter jusqu'à 800 kilogrammes. Dans ses expériences, le rayon de lumière

ACTION DES COLRAjNTS SUB LA LUMIERE. 1037

était toujours horizontal et allait du sud au nord; l'électro-aimaut était horizontal, c'est-à-dire que le plan de ses deux branches était horizontal et précisément à la hauteur du rayon de lumière : De plus, le plan vertical formé par les extrémités de deux branches, ou par les pôles de Télectro-aimant, était parallèle au rayon et pouvait s'en approcher plus ou moins : les substances essayées, taillées en parallélépipèdes étaient placées suivant la longueur sur le trajet du rayon, et on en approchait ou on en éloignait parallèlement le plan de deux faces extrêmes de rélectro-aimant.Yoici les observations faites par M. Pouillet : 1^ si au lieu de mettre Télcctro-aimant en contact avec le parallélépipède de flint, on l'en écarte parallèlement, l'action diminue, mais elle diminue faiblement à mesure que la distance augmente ; si bien, qu'à la distance de dix centimètres, elle est encore une portion considérable de ce qu'elle était au contact même ; 2" si Télectroaimant étant remis au contact on fait glisser la pièce de flint dans la direction du rayon de Inmière, pouiv la soumettre à Faction d'un seul des pôles de l'aimant, il arrive un moment où l'action est tout-à-fait nulle : si l'on continue ensuite de le faire glisser dans le même sens, en l'écartant de plus en plus de la position primitive, jusqu'à le mettre en dehors du pôle auquel elle est soumise, l'action commence à renaître, mais alors elle est contraire à ce qu'elle était d'abord.

Il en résulte l°que si l'on considère l'action inconnue de l'aimant sur le flint comme se produisant par des attractions et des répulsions, l'effet est nul quand les résultats de ces forces attractives et répulsives est perpendiculaire à la direction du rayon polarisé, et qu'il est au maximum, au contraire, quand cette résultante est parallèle au rayon ; 2» qu'en opérant de cette sorte, il faut bien se garder de donner aux parties soumises àl'éiectro-aimant une longueur plus grande que la distance des axes des deux branches; car les portions qui dépassent les axes recevront des modifications pareilles entre elles, et opposées à celle que recevrait la portion centrale : il est même présumable que la compensation se pourrait faire exactement, en sorte qu'avec une pièce de contact qui déborderait la largeur de l'aimant, l'action pourrait être tout-à-fait nulle ; S** enfin, que pour obtenir le plus grandeffet on peut présentera la pièce de flint deux électro-aimants opposés l'un à l'autre, de telle sorte que les pôles de même nom se regardent. M. Pouillet a vérifié directement ce dernier résultat, et c'est

i038 NATURE INTIME DU SPEGTBE SOLAIRE.

même par le concours de deux électrg-aimants ainsi opposés qu'il a obtenu le maximum d'effet égal à celui qui serait produit par une plaque de quartz de quatre dixièmes de millimètres d'épaisseur. Il a soumis aussi à Texpérience, divers autres corps transparents, solides ou fluides qui lui ont présenté, quoique avec une moindre intensité, les mêmes phénomènes que le flint-glass.

M. Edmond Becquerel a pu opérer avec un appareil énorme ; son électro-aimant était formé d'une barre de fer doux cylindrique d'un mètre de longueur, et de 11 à 12 centimètres de diamètre, courbé en fer à cheval, et pesant 63 kilogrammes. Les deux branches étaient écartées à Tintérieur de 1& centimètres : on les avait entourées de deux fils de cuivre de 910 mètres de longueur,et de deux milli* mètres de diamètre, de sorte que le courant pouvait passer ou bien dans un seul fil de 1820 mètres de diamètres ou dans deux fils de 910 mètres. Sur chaque branche de fer à cheval on plaçait une masse de fer doux parallélépipédique de même largeur que le diamètre du fer, de 15 centimètres de longueur, et de 5 centimètres de hauteur ; ces masses de fer sont percées à la partie centrale, dans toute leur longueur, d'une ouverture cylindrique de deux centimètres de diamètre, et on les dispose de façon que ces deux ouvertures et celle de la chambre obscure soient dans le prolongement Tune de l'autre. Les masses de fer doux peuvent s'approcher ou s'éloigner l'une de l'autre sans que les ouvertures cessent de se correspondre, et ce mouvement permet d'approcher plus ou moins les pôles contraires qui, par induction, se sont développés sur les faces en regard; on peut aussi faire varier leur distance depuis jusqu'à 4 centimètres. Les substances sur lesquelles on veut agir sont placées entre ces morceaux de fer, de sorte que les pôles de ces derniers agissent normalement; l'axe magnétique se trouve être la direction du rayon lumineux : on observe les phénomènes à travers les ouvertures longitudinales des fers doux ; grâce à cette disposition on a pu opérer sur des plaques transparentes de quelques millimètres d'épaisseur. Pour observer la rotation, M. Edmond Becquerel se servait simplement de deux prismes de Nichol ou de prismes bi-réfringents; il opérait avec de la lumière blanche, laquelle, quand le courant passait prenait une teinte bleue blanchâtre : quand on tournait le prisme oculaire pour diminuer Tinlensité de l'image, elle paraissait bleue

AAtim Mt dO&llANfi SUR L4 LUMfillfi. i089

tf 9BI le léro, et rouge après, qud que fût le sens de la rotation : Tinippession qu*en ressentait était la même que si l'on avait plaeé sur la roule du rayon polarisé une plaque de quartz perpendiculaire k l'axe de % de mîUimètre d'épaisseur, ou un tube d'eau légèrement sucrée. En remplaçant le prisme de Nichol par un prisme bi-réfrin* gsm, puis tournant le prisme sur un cercle divisé, on voyait les images changer successivement de teinte dans les quatre quarts de la eirconférence. Ces couleurs indiquent une action inégale du milieu influencé sur les différents rayons lumineux qui composent la lu* oaière blanche ; il était important de savoir si la loi de ces inégalités était la même que celle découverte par I\l. Biot, dans les substances douées naturellement de la rotation, c'est-à-dire si l'angle de rota-* tioo allait en croissant aveo la réfrangibilité suivant une proportion sensiblement réciproque au carré de la longueur des ondulations propres à chaque espèce de rayon : en comparant la rotation artificielle avec celle qui est produite par une longueur d'eau sucrée convena* blement déterminée» M. Ë. Becquerel s'est assuré qu'en effet l'action résultant do magnétisme^ est une rotation du plan de polarisation, et que pour tes différents rayons simples, la loi est sensiblement la même que celle qui a été donnée par M. Biot pour le quartz, le sucre, etc. 11 a trouvé aussi, comme MM. Faraday et Pouiliet, que la rotation était constante, quelle que fût la direction du plan de polarisation du rayon, M. Faraday avait dit que les corps cristallisés semblent se refuser à l'action rotatoire des rayons lumineux sous Tinfluence du magnétisBie s M* Becquerel est arrivé à un résultat contradictoire, Il a choisi deux plaques de quartz de rotatimis contraires et d'égale épaisseur, dont les effets de rotation naturelle se neutralisaient mutuellement» quand on les plaçait perpendiculairement au rayon polarisé : dès que félectro^aimant a agi« l'effet de rotation s-est manifesté, tantôt dans un sens, tantôt dans un autre, suivant la direction de l'aimantation, mais avec moins d'intensité que dans le verre. M. Becquerel a encore opéré en accolant deux plaques de quartz de rotations contraires, et donnant toutes deux la teinte de passage : lorsque Taimanf ation a eu lieu , il vit les teintes des deux plaques changer. Tune tourna au bleu, l'autre au rouge. £n expérimentant sur un béril, substance, on le sait doublement réfringente. M. Becquerel aflSrme avoir constaté une rota* lion de cinq degrés, et quoique d'autres échantillons de béril, de chaux

i040 NATURE INTIME I>U SPECTRE SOLAIRE.

carbr>natéeet de tourmaline n'eussent rien donné; il n'en conclut pas moins que le magnétisme influence tout aussi bien les cristaux bi-réfringf nts que les substances amorphes, seulement, les effets sont plus difficiles à observer. Nous verrons plus tard ce qu'il faut penser de cette assertion si tranchante, qui est en contradiction directe avec les expériences bien plus délicates de M. Faraday, qui aurait certainement aperçu la rotation si elle avait existée, puisque par une série de réflexions, il la rendait cinq fois plus forte, et suppléait éminemment ainsi à l'intensité moindre de son électro-aimant.

M. £ottgerafait en Allemagne, ce que MM. Pouillet et E. Becquerel ont fait en France. Ses nombreuses expériences le convainqui rent de la manièrcla plus positive de cette vérité, regardée comme certaine par tous, que le magnétisme ne peut pas affecter directement le rayon lumineux, soit ordinaire, soit polarisé; mais que la modiûcation obtenue par M. Faraday doit être considérée simplement comme une conséquence de certaines altérations produites momentanément dans le milieu traversé par la lumière. M. Bôttger formule ainsi les phénomènes observés par lui : 1^ lorsqu'on approche le pôle nord de celle des extrémités d'un corps transparent allongé par laquelle pénètre un rayon lumineux polarisé, le plan de polarisation tourne à droite, et lorsqu'on approche le pôle sud, la rotation se fait à gauche ; 2** la rotation aura lieu en sens opposé, si Ton approche les pôle^ correspondants de l'aimant de celle des extrémités par ou sort le rayon lumineux ; S*" que lorsqu'on approche on pôle quelconque du milieu de ce même corps, le plan de polarisation n'éprouve pasle plus petit mouvement de rotation. M. Bôttger ajoute que tous les corps à réfraction simple ou double, acquierrentla polarisation rotatotreaussitot qu'ils sont introduits dans une hélice creuse, forméed'un très-grand nombre de toui^ d'un fil de cuivre à travers lequel on fait passer un fort courant électrique : le phénomène est beaucoup plus intense lorsqu'on fait usage de substances douées naturellement de la polarisation rotatoire, telles que le sucre, la térébenthine, et l'acide taririque. Il faut nécessairement reconnaître que les expériences de M. fiôitger sont très-imparfaites, et que l'on ne peut par conséquent, en tirer aucune conclusion absolue.

IVJ. Bertin, agrégé préparateur de physique à l'école normale, a choisi les phénomènes que nous venons d'analyser pour sujet d'on«

ACTION DES COURANTS SUR LA LUMIERE. i04i

thèse remarquable , et qui a fait connaître qnelqnes faits nonveaui ; nous Tanalyserons rapidement. M. Boetger avait prétendu que l'étenda€ de la rotation ne dépendait que de l'électro-aimant, et non de la piJe : M. Bertln soutient avec raison, et prouve par des expériences certaines qu'il n'en peut pas être ainsi, et qu'au contraire, pour obtenir le maximum d'effet, il doit y avoir un certain rapport entre la dimension de i'électro- aimant et l'énergie de la pile qui l'anime; de telle sorte qu'un appareil très-puissant peut paraîre très-faible quand il n'est pas mis en activité par une pile suffisante : c'est l'A B G de la science. Pour la même raison, il n'est pas non plus indifférent d'employer pour conducteur un fil fin ou un fil gros, de disposer la pile pour une grande intensité ou une grande tension : en général, une augmentation dans la surface appelle une augmentation proportionnelle dans la section du fil. Mais quelle que soit l'énergie des effets obtenus» qu'ils soient forts ou faibles, ilsconsecrent la même relation dans toutes les substances , de sorte que l'ordre dans lequel on rangeait celles-ci sous le rapport de la rotation ne dépendait pas de l'appareil avec lequel il avait été déterminé.

Quand on veut obtenir une rotation considérable, le choix de la substance à essayer est une condition essentielle de succès. Si l'on opère avec des verres, il est utile qu'ils ne soient pas trempés; mais cela, heureusement, n'est pas tout-à-fait indispensable. Quand le verre est trempé, si on le place dans une position convenable entre les deux prismes de Nicol, on voit généralement apparaître une ou plusieurs lignes qui servent de repère. £n visant sur une de ces lignes qu'on peut presque toujours isoler dans le champ de la vision, on la voit disparaître quand le courant passe, et on la retrouve en tournant l'analyseur.

Le sens de la rotation a été parfaitement reconnu par M. Faraday, et il est possible de le déterminer d'une manière simple. La rotation est de même sens que le courant qui produit Taimantation, ou plus généralement elle est de même sens que le courant qui s'établirait dans un morceau do fer doux mis à la place de la substance essayée^ sous l'action des pôles de Téleciro-aimant. 11 n'est peut-être pas sans intérêt de rapprocher cette loi générale de la théorie que Fresnei a donné de la polarisation rotatoirc. Après avoir démontré qu'un rayon de iomière polarisée reciilignement peut se décomposer en deux autres

polarisés cireolairemeut en sens contraire , il lai a suffi ds gup{NMi«r que le quartz a la propriété de laisser passer avec des vitesses inégales les rayons polarisés circulairement dans un sens oudansJ*autre> pour voir tous les phénomènes particuliers que présente le quartz découler de cette simple supposition. Admettons, de même, que la présence de l'électro-aimant eu d'un courant circulaire, ce qui est la même chose, communique aux corps transparents la propriété de laisser passer plus facilement le rayon polarisé circulairement, dont la molécule lumineuse tourne dans le même sens que le courant » tous les phénomènes observés se trouveront facilement expliqués. £n effet, l"" si le verre est placé entre les deux pôles comm^ dans les appai*dls de U. Ruhmkorff, le sens du courant est évident ; par exemple, eu regar* dant le verre par la face qui touche le pôle austral, on voit qu'il est soumis h un courant tournant de gauche à droite, et la rotation observée est en effet dans ce sens : elle devient de sens contraire» quand 00 change les pôles, et par suite le sens du courant. ^ 8i les deux branches de l'éiectro^aimant, au lieu d*ôtre dans Taxe du verre^ lui sont perpendiculaires, comme cela arrive dans les électro- aimants en fer à cheval, alors les courants sont obliques par rapport au verre, ou parallèles k.son axe; mais Teffct doit toujours être le même, parce qu*un morceau de fer doux mis à la place du verre produirait les mêmes pôles dans les deux cas. Seulement rintcnsité sera beaucoup moindre, et pour l'augmenter il faudra rapprocher les axes polaires de Taxe du verre ; q'est l'effet obtenu avec les armatures de Mi fietqutreU 3** Dans un^ bobine électro*magnétique traversée suivant son axe par le rayon, le courant est de mômi? sens dans toute U longueur, par conséquent, l'effet observé doit être le même, soit qu'on place le verre en avant, soit qu'on le place en arrière, et si on regarde la bobine par le pôle austral, on doit observer une rotation à gauche; elle se ferait k droite, si l'on regardait la bobine par l'autre pôle, ou si , ce qui revient au même, on changeait le courant, sans changer la position de l'axe. 4° Dans un électro-aimant formé par deux bobines électro-magnétiques traversées suivant Taxe par le rayon, le sens de la rotation doit être le même quand le flint est entre les deux bobines (lue lorsqu'il est aux extrémités, de sorte que dans toute la longueur d'un système de bobines ainsi di^sées, le sens de la rotation ne doit pas changer } c'est ce qtto l'expérience confirme. 5^ Dans une bMne

përpèfldicolaire aa riyon poidridéi tomthé, par eteitiplêv dàbânhè Hé. IMë 1r«rtiéale it^tant sur si bdse sapérietire le terré thltërM par fil lui^ière^ ^ ^d fait tourner cëlui-ci autour â'uu p01e, tû U llléttâttt fttteêèMhëiiièâl dttr tbtid le« rayousdé la bdbifle^ oh troute uiie rotitkm de même sens eu le regardant toujours par la mmé fâeé» par «tëtiipléi par celle qui est tournée nh le pêié i et eeile totAiiëii ie ftlt à droite, &i lé p6le est adstrtfl , à gadèhei s'il eët bmài i li hltë- Um change eucore de sens quand on regarde le verhè pMr la fiiee ^9po6ée. Il réstllte de Ik qufe si le prisme analyseur necbaugeiiit pds, od régarde le terre placé successireinent dans deux positkMis symé- ^iques par rapport au pôle, on observera des rotations de Setis c^.* Iriirë& Par conséquent, si en en^ployadt rélectro-aioiànt en iër à blietiil, en regarde k travers le terre placé iôujoiirs att ttiiiieif , oti doit •beerter, comttie l*a tu M. Pouilleti des rolatiods de ttêiiie Sëiis en dehors des p^s« mais une rotation de àens contraire Att lAiHëti : tes poshloiis où l^^n observe des changements de rotatioiis «m SépdHes pêt d'autres 06 TèCTet est nul ^ ce sont précisément les p^es; Mai» en i të ^m dflns ce cas on avait une rotation eii regardant danè l'aie du ëonrant, on de ralinant supposé percé dads cette direction^ S* SI M Mghe 4ei pêies agit m M rayon qui lui est oblique^ l'effet pro<ltiit| sans €lfang«rde sens^ diminue d'intensité à dtesnreqtie robliqiltté augfii«nie« Cette diminution est la même à droite qu'à gânchd pour le iiéaic angle du rayoâ avûc là ligne dés pôles ; et l'effet est nui quand m aëgkf détient égal k 90 degrés, ou qëàM latà rayon est perpendtfttlàiré k h fegne des pôles, soit que le rayoïi soit parâdlèlej ôH qtt'il Mt pérpendiéëlalre au plan de l'électro-aimant.

Todkmt s'assurer que dans l'électro-iiimant de Bf . Becquerel} dont rate e^t pleit9$ Ik rotation sur le pôleatâif Heu dé la mêiné mantëre ^m dans les bobines creuses, M. Bénin a cbefctk3 i recevoir te rayon dans rtle à» là bôbtnè, en s'aidant de la rélleilion. Potfr Cela, il disposa mf lé pôtè Tâppàreil de polarisation de Nereniberg i le nïlrolr étante iMNitonttfl éfàîf placé immédiatement snr la mntb^ éè l'éléCfm- AfÉMnit î H recêtail sur h glace dMIque là lumière de» h\àées t Mie tùftOirt est, eoniibé on le sait, réflécbki une premièi^ feb stjf h glace oblique, puis une seconde fois sor ht glace horfedntalc <{m h renvoie terticalemént de btfs en haut scrr l'analyseur. Coftinïc étteest tfé^-impaffaîtcment polarisée, Il Serait dWBtile derdétérmîftier

le, plan de polarisation» et par conséquent la rotation qu'il pourrait éprouver ; mais la chose devient facile si Ton place sur le support à cristaux la plaque è deux rotations de M. Soleil. La position du plan de polarisation est alors déterminée parcelle de l'analyseur qui donne l'égalité de teinte dans les deux moitiés de la plaque. Gela posé, mettons sur la glace horizontale le. flint Faraday : tant que le courant ne passera pas, nous n'observerons aucun chaugement, si ce n'est celui qui provient d'une très-légère trempe du verre; mais aussitôt que le courant passera, nous verrons la plaque à rotation changer de teintes d'une manière extrêmement brillante, et pour rétablir l'identité, il faudra tourner l'analyseur de lO^'s! le fiint a 18 millimètres d'épaisseur; de 21*^ s'il en a l\S. Quant au sens de la rotation, il a lieu de jroite à gauche si le pôle est austral, et de gauche à droite dans le cas contraire. Cette méthode permet d'observer l'action d'une botune électro-magnétique parallèlement à son axe, dans une direction autre que cet axe, et les résultats que l'on obtient aiusi méritent d'être remarqués. Représentons>nous bien la tranche horizontale de l'électroaimant : elle se compose de deux cercles égaux, correspondants aux deux branches, pas tout-à-fait tangentes , mais à 1 centimètre seulement de distance , et ayant environ 23 décimètres de diamètre. Chacun de ces cercles est lui-même formé par un cercle intérieur de il centimètres, qui est la section du noyau en fer, entouré d'un anneau en cuivre de 6 centimètres de largeur, appartenant à la bobine proprement dite. Imaginons que nous promenons le flint sur la ligne des centres, pondant que l'électro-aimant est en activité, voici ce que nous observerons : Au milieu même» à égale distance des deux centres, la rotation sera nulle ; elle augmentera jusqu'au contact du fer où elle sera de 9** ; puis tout à côté, sur le noyau en fer, elle montera subitement à 21<^. Elle restera à peu près constante dans toute l'étendue de cecercle, si ce n'est qu'au centre, elle sera un peu plus petite; puis , au delà de ce cercle, elle décroîtra, mais moins rapidement qu'elle n'a crû d'abord, étant de 13** à la partie intérieure de l'anneau de cuivre, de T* à la circonférence, do 3* à une distance d'un centimètre, qui correspond à la position initiale du milieu, et sera encore sensible à une distance de plus d'un centimètre. De plus, dans tout le trajet, la rotation n'aura pas changé de sens, elle aura toujours eu lieu de droite à gauche si le pôle était austral, et de gauche à droite

ACTIOiN DES GOURANTS SUR LA LUMIERE. i()45

s'il était boréal. Ces phénomènes présentent de rintérêt, si on les rapproche des phénomènes directement opposés qae nous avons obserrés dans la direction des pôles ; de telle sorte que pour line même position du flint, la rotation peut être droite on gauche, nulle on trèsintense, suivant qu'on la regarde parallèlement ou perpendiculaire* ment au courant.

Ce qui frappe tout d'abord quand on emploie l'appareil de Norem< berg, comme nous venons de le dire, c'est la grande intensité de l'action qu'on observe sur ce pôle : elle tient à deux causes. Il faut en attribuer une partie à ce que le courant agit dans la direction même du flint, au lien de lui être oblique ; mais cela tient surtout à la double réflexion du rayon, qui est ainsi forcé de traverser deux fois la substance employée. A travers le quartz, ce double passage aurait pour effet de faire disparaître son pouvoir rotatoire en produisant deux rotations égales et de sens contraire, parce que la rotation du quartz est indépendante du sens dans lequel on le regarde : mais il n'en est pas de même du flint magnétisé ; il est clair^ en effet, que dans ce double passage de la lumière à travers son épaisseur, le courant agit pour produire deux rotations de même sens, et que par suite l'effet doit être doublé. Pour s'en assurer, M. Bertin a fait deux expé-* riences consécutives avec une même bobine percée; la première, suivant la méthode ordinaire, en regardant directement à travers le flint; et la seconde, en employant l'appareil de Noremberg; la rotation a toujours été deux fois plus grande dans le second cas que dans le premier. On retrouve ainsi une particularité fondamentale observée d'abord par M. Faraday, et qui, jointe au fait du changement de la rotation avec le sens snivant lequel on la regarde, établit entre le flint magnétisé et le qnariz ime différence capitale. La dispersion des plans de polar'sation des différentes couleursdo spectre paraît, d'ailleurs, êtr<.^ la même dans les deux substances. Voici comment M. Bertin s'en est assuré : le flint étant placé entre lesdeux armatures de Télectro-aimant, dans les conditions les plus favorables pour avoir une grande rotation, il a compensé cette rotation par l'effet contraire d'une lame de quartz d'épaisseur convenable, condition très-facile à obtenir avec le compensateur de M. Soleil. Le système était alors parfaitement neutre, et il devait rester tel dans toutes les positions de l'analyseur, si le (}uariz et le flint agissaient de la même manière sur ta lumière i

lQ4ft N4TUR6. intime; du 6P£QTn£ $Qum«.

y^t» 09 ^Q^^t ^^ 4^' 9 ^^^ observé d^ns tom les fliou essayés.

Si If» («09 ^0 la roUtiQQ dépend du courant et non de la nature dei 9ubat9n<^ çsiiartea, c-^st le contraire pour Fintensitô ; elle est la même k drqit^ qu*ik g^iuçhe ; mais elle varie notablement avec la nai; ture du carpa* Dans If^^ liquidea l^a différences sont moins aenaibles» etmêmc,suivantM. Boetger, elles seraient nulles. C'est probablement ce qui a fait ditre I M. Faraday que dans les dissolutions la snbstaace rotativn était TeaM et non Tautre substance. Cette opininn n'est pas fQQdéç, car If s liquides les plus énergiques sont précisépient les liqtiides anhydres , et parmi les isorps dissous , il en est qui augmen*» lent le pouvoir rotatoire de Teau » et d'autres, au contraire, qui la diminuant; et parmi ces dern iers, il faut ranger les métaux magnétiques. Q*ailleur8, en augmentant dans une même dissolution la RropQvUoa de Teau, on voifpeu i peu le pouvoir rotatoire se rapprocher de cfis lui de ce liquide pur, preuve évidente de rinfluence du corps disswif ; les disa^lutiqns aicoholiques conduisent au même r ésultat»

&!• BoMger avait trouvé que toqs les liquides doués de propidâé^ rotatoii^s naturelles, comme le sucre, l'essence de térébenthine, l'a-> cide tartrique» etc. » recevaient de l'électro-aimant une action ^gila^ toiyours supérieure à celle des autres liquides : les expériences de U. Berlin sent loin d^ confirmer ces résultats. .Dans une même substance la rotation magnétique varie d'intensité avec Hépaliseur, mais la loi qui. régit cette variation paratt être très* compliquée. D'abord , il est clair que si nous considérons l'action d'un seul pAle sur une substance de longueur indéfinie, cette tctien, variable avec |a distance, ira en décroissant de la première couche I la aecoude, 4e la seconde à }a troisième, jusqu'à une certaine distance, li partir de laquelle elle sera nulle, de sorte que les couches plus éloignées ne recevront plus l'action du magnétisme. Les actions sur toutes les couches s'ajoutant, on voit que si on soumet à l'influence d'un seul pl^ledes épaisseurs croissantes d'un même corps» la rotation augmentera avec l'épaisseur jusqu'à une certaine limite, i partir de Jaquelle elle restera constante ; une augmentation d'épaisseur nUip* PQr(e que des couches qui ne seront plus influencées. Il est dair encore que si la substance est soumise à l'action au contact de deux RiUea égaux de force bien constante, les eilets ne feront que se doubler* et que par eonaéqueat la loi sera encore la ménae.

Mais en interposant entre les pôles des épaisseurs de pins en plus

grandes, on est forcé de les éloigner, et cet éioignement diminue an peu leur intensité en diminuant l'influence qu'ils exercent l'un sur Paatre, influence qu'il est très facile de constater. Alors il peut se présenter trois cas : ou bien cette diminution d'intensité compensera l'effet produit par i^augmentation d'épaisseur, ou bien elle aura une iaSuence plus faible, ou bien enfin elle sera prépondérante. Dans le premier cas» la rotation sera indépendante de l'épaisseur, jusqu'à une certaine limite, à partir de laquelle elle restera constante ; et enfin, dans la troisième hypothèse, elle atteindrait un maximum à partir duquel elle décroîtrait, mais sans pouvoir revenir \ zéro, les deux pôles produisant toujours chacun séparément des actions qui s'ajoutent nécessairement, de telle sorte que la limite de la rotation serait le double de l'eflet produit par un seul poic*

C'est avec des pôles fixes quMI faut chercher la loi des épaisseurs, en interposant dans le milieu dé leur distance des longueurs de plus en plus grandes d'un même corps. On volt, dans ce cas, que la rota« lion augmentera d'abord lentement, puis avec rapidité, mais d'une manière continue, jusqu^à ce que l'épaisseur soit égale à la distance des pôles. De plus, si ces pôles sont assez éloignés des diverses cou* cAes du corps, pour que les variations de distances de celles-ci ne produisent pas de variations sensibles dans les rotations qu'elles prp* dttisent, l'action sera égale sur toutes, et la rotation observée sera proportionnelle à l'épaisseur du corps. C'est, en effet, la loi indiquée par' M. Faraday. La loi des variations de la rotation avec la distance n'est pas plus connue que la loi des épaisseurs. Ce qu'on peut dire, c^est que la rotation est maximum au contact mênie des pôleâ, et qu'à partir de ce point elle diminue, soit qu'on éloigne le corps, soit qu'on F'cnfonce dans l'intérieur de Vélectro-aimant. Quand le flint fat enfoncé à peu près à moitié dans l'ouverture d'une grosse bobine, la rotation diminua, absolument comme si la partie extérieure était seule active. Elle alla en diminuant à mesure que le prisme s'enfonçait de plus en plus ; ciuand celui-ci fut tout-à-fait plongé^ la rotation disparut pour ne reparaître que lorsque son extrémité sortit par l'antre bout. 11 semblerait donc que la rotation est nulle dans l'ifftérieur des bobines, contradictoirement aux faits observés par MM. Fa-

raday et Boetger. Le résultat négatif obtenu par M. Bertm tient certainement à la faiblesse de ses bobines.

L'action de Télectro-aimant sur chacune des couches du corps, soumis à son influence, pourrait bien ne pas dépendre uniquement de la distance de cette couche : elle pourrait aussi varier avec le nombre des couches traversées précédemment, offrant ainsi des phé* Domènes analogues à ceux que présente la transmission de la chaleur. M. Bertin a fait d*après les conseils de M. Feuillet quelques recher* ches, dans le but de savoir s'il en est ainsi. Il observait la rotation de deux corps isolés quelconques , et d'un système formé de ces deux corps placés autant que possible dans la même position : la rotation dans ce système a toujours paru être la somme de celles des deux corps séparés.

M. Bertin encore, avec l'appareil à quatre bobines de M. Pouillet, a fait une expérience curieuse et nouvelle. Les quatre bobines étant actives, les pôles contraires en regard à environ un centimètre et demi de distance^ si on interpose entre deux d'entre elles une petite cuve pleine de sulfure de carbone, on obtient une rotation d'environ 2 degrés : une seconde cuve placée dans un autre intervalle donnerait une rotation à peu près égale, qui s'ajouterait à la première, de sorte qu'avec un nombre suffisant de bobines, en profitant de tous les intervalles, on peut multiplier indéfiniment l'action d'une substance, et, par conséquent, rendre cette action visible, quelque faible qu'elle soit. Avec cinq cuves de sulfure de carbone placées dans les cinq intervalles on obtenait une rotation de 8 degrés ; si ces mêmes dnq cuves étaient en contact avec deux bobines doubles, on n'obtenait que 4 degrés de déviation.

M. Faraday^ qui avait observé la rotation magnétique dans le sel gemme, Talun, le spath fluor, tous cristaux monoréfringents, n'avait pas pu la produire dans les cristaux biréfringents, tels que le quartz, le spath d'Irlande, la barytine, le gypse et le carbonate de soude. D'antre part, M. E. Becquerel l'avait constatée pour le quartz et quelques échantillons de Béryl et de Tourmaline. Ces expériences étant mises en doute par M. Faraday, M. Becquerel a prié M. Bénin de les répéter sur le quartz, et celui-ci s'est empressé de se rendre à son désir. Une plaque de quartz d'un centimètre ayant été placée entre les deif)p armiitqres de {'électrq-almant, es^çité par t^ne pile d? q^atre*^

Tiîigts éléments, il lui fat impossible d'observer le moindre diange* ment de rotation quand le courant passait. Plusieurs autres plaques et même un long canon de quartz do près d*un décimètre donnèrent le même résuliat négatif. Mais sur le compensateur de M. Soleil, et sur un ensemble de deux quartz compensés, la rotation fut évidente. AL Bertin répéta l'expérience un grand nombre de fois, et toujours avec le même succès : pour avoir plus de sensibilité, il recevait la lumière Si travers la plaque à deux rotations.

La rotation électro-magnétique du quartz s'observe également trèsbien lorsque» au lieu de compenser son pouvoir rotatoire naturel par celui d'un quartz inverse , on le compense par une réflexion dans l'intérieur du cristal. Ainsi , en opérant sur le quartz avec l'appareil de Nuremberg , et en mettant le cristal sur le miroir horizontai de l'appareil, et celni«ci sur le pôle de l'électro-aimant, disposition qui fait disparaître la rotation propre du quartz, l'influence qu'il reçoit du magnétisme devient évidente, elle est moins sensible sur des quartz donnant le jaune, ou qui n'ont que deux millimètres d'é^paisseur.

M. Wartman remplaçant les deux prismes de Nicol par deux piles de mica, et le flint interposé par le sel gemme, recevait sur une pile thermo-électrique communiquant avec un galvanomètre les rayons émanés d'une lampe qui avait traversé tout ce système. Les piles de mica étant croisées, le galvanomètre indiquait une certaine déviation quand la pile recevait la chaleur de la lampe ; puis il se mettait en mouvement dès qu'on faisait passer le courant dans l'électro-aimant, et s'arrêtait dans une position éloignée de la précédente de & on 5 degrés. Cette déviation provient-elle d'une rotation du plan de polarisation de la chaleur, ou bien faut-il l'attribuer à une action des pôles sur le galvanomètre, on an rayonnement contre la pile de l'électro-aimant échauffé parle courant? M. Wartman avait parfaitement prévu ces objections, et il a cherché à se mettre à l'abri de toutes ces causes d'erreurs ; il cite aussi M. Ruhmkorff comme ayant répété avec succès ces expériences avec deux prismes deNicol et on prisme de flint.

M. Bertîa n'a pu parvenir à les reproduire d'aucune manière, même avec l'aide de H. Ruhndcorff : le galvanomètre étant placé à npp dîslapce df rélfctro-iimanjt suffisante poqr qq'il ii'çn f0t pas

inllaûuoé, 01 «immuniquanl avfc la pile thermoél^riquo par od fit trèa grf>y fini Irna^incttsit én^rgiqumnent le cqiiraol de c^lle-ci t le r-ayonnement dheot de rélec)ro-aimai|t sur la pile étant d^aillênc» évité par rjnîerpo^itiaa d^éeraosen bois, il a été imposiible d'obsenrer dans le galvanomètre aucune déviation permanente, prodaKe par la passage du pQurant dans réleatro-aimant : Taction phservée par M. Wartman est dqnc quelque ppu douteuse.

Pour terminer rexposiiiori complète des recharchei qui ont eu poua olyet la brillante découverte de 11. Faraday, pous ajouiecons quelques mots sur les appareils de M. Ruhiqkorff et las aipéripnces de U. Hathieaseii.

iiapfi un rapport étendu préaanté à rAcadéraie, et doat les concluaions ont été adoptées à ^unanimité, 11. Biot déchre gua l«s appa*« aeik présentés et construits par M. RuhmkopfF, pouD fooiliter )*exhlhitipn des phânomànea optiques produits par iep corps transparents, lors* qu'ils sont placés entne les pôles contraires d'aimants de grande pois* sanee, sont très appropriés au but que l'artiste a voulu atteindre, Voici les dispositions générales de l'appareil usuel : le copps de lMits)rnment eft formé par une barre de fer doux ayant en épaisseur 1, en longueur S2 penUm^tres. fille est repliée en équerre à ses deua e&trémilés auxquelles s'appliquent perpendiculairement, par un fort serrage , les hases de deux cylindres de môme métalj dirigés f n regard l^un de l'autre, suivant un mâtpo axe rectiligne. Chaoun d^ux a S contiipètrep de diamètre et de longueur, en soste qu^il reste un pelit intervalle entre les faputs par lesquels ils se rapprochent. Un troo cyUndf ique dont le diamètre ^st de 1 centimètre ett percé dans leur axe commun , et se prolonge 1 travers les branches de réquerre métallique auxquelles ils sont fixés ; ce qui laisse passer librement la lumièrQ dans cette direction. Ces cylindres sont destinés à devenir la partie spécialement active de l-électro-aimapt. Pour cela des fils de cuivre recouverts de soie, ayant 2 millimètres de diamèire et lûd mètres de longueur, sont enroulés autour de chacan d^eux en spires de même sens ; un des bouts, Tintérienr, soudé a leur surfiica; l'autre, extérieur aux spires, restant libre. Lorsque ces bouts libres sont mis en communication , par un contact iptiine, avec les pèles dissemblables d'une pile vohaïque, la décharge se transmet d'abord à travers toute la longueur de ebaque fil ; de la elle passe au cylindre

ov^^ fil 4|)Qptit , et |'ar# 4« cefflB>oaiçaiiw» «e ef»iABlè(0 p^ir ]j( ^ii^., taoc^ Gfli|Unue 4e la i^f^fp (pé^f^liqqe gui ppfl^ j^s^ 4eui: çy|)f)4F#m U^ §iib8timç^ ^lides, 4iH|Of^«6 en plaim^ , |e» liqui4f» Gqntei|i)| dans 4ei| apf^e^»]^ fpriné§ p8)f d^, glaces minces, «^ placeill 4an8 1^ montures pifçul^ires, ^y^pt pf)§ quelle e}(in4f iqq^ qu'on insère 4aiHI une auY^riuf e 4p mêq)^ 4ifi¥n^lr^9 p^FÇ^e ^u p^iU^H 4^ l'intervalle 4e| cylipdr^ Pfi^x pri^n)^ ^p {^Ifol ^9^ ^st^ ^ztérieur^mf^t i|ni( deui^ bouU 4^^ cylindre ^^i dfis mopiiir^s piét^Ujgqes ciiitr^es sci^ leur fip , p( Yçfn pçiit les tqprner pour éteindra par leur prQl^iaant la lun^i^^ d'ppf (fimp^ pl^céfs j^^f leur prolonge in^t, et qu^ le pri«ifie antérieur polarise en un sens fixe. Un commutateur permet d'échange(: à vQ^fité Iq seps dp c^iir^pt» et la natpcp 4es pâlei^ Avec mi§ f\\d deMimt^f^f 4P ç«9M*fil# ^*PWnt». 4-pa?fQW tr^rpisdinaîrp, mvk |l tensioi^ éperpiqu^, leil egeU optiques Opér4s par )o$ pl^q^es, mit solî4<is, foU liquidas, pnt été trte-:4tstipc^ewnt vi^ildef, quQiqmi trpp faibles ppur adniettre npe mesinro aii{iitlaip« exacte df 1 déKîiT tîQQs* II • Rntimkorff «4'6servé reddition d-nn cercle divisé ponr nn appareil plus grand destina k des rec|ieJDchea préeiiies, sosceptiblt d'une grande énergie , et muni de toutes les pièces pécessatees poor modifier les forées, varier leidistanpes et contecvei! les eC^te. flndea pins prédenx avantages dont jouissent ces appareils consiste dans k pri^ipité donnée anv pdles dp noms, oostraifes, par lesquels les cylindres aimantés se regardent. Ils ont reçu 1-approbation de l'Acar démis des Sciences, sur un rapport très-fevorahle de M. Biot

Analysons enfin deux n<^e8 précieuses, qqoiqu'incorrectes, publiée^ par lit lfi|tbiessend'A|tona. Ge phtiskien amateur a présenté k l'Acadé» mie denx cent^vingt espèces de verre , qni toutes, taillées et placée^ entcQ les deux p61es d'un électiD-aiœant, fcait tourner le pli|n de polarisation du rayon ; vingt-trois de ces verres produisent une rota? Uan pins grande que le verre pesant de Faraday i quelques-uns, les silicates de ploml^ purs, donnent un effet plus que double do Ik^ko? silicate de plomb, la plus a|ctiie des substances connues jusqu^ici; trois aoolofnent de ce^ verres résistent aux in^pences atmospbériqoea, tons les au|r^ coqune le irerre pesant de Faraday se ternissent rapidepitnt à Tair. Les siUeates, et peut-être les chlorures^ sont an premier rang sous Iq sapfMirt de la sensibilité; tiennent ensuite dans un nrdnedénroissast ^ aknqinates, les silicotaluisçiates, leslHsaiii^

1053 NATUBË INTIME DU SFEGTHE SOLAIRE.

thites, les arsénites, les borates, les sulfates, les boro-silicsites et les phosphates : les flaorures sont sans action. L'oxyde de plomb est la base qui agit le plas énergiqoement. Viennent ensuite le bismuth, Fantimoine, le zinc, ie mercure et l'argent : la rotation dans les verres à bases magnétiques est manifeste. La chaux, la soude, la potasse diminuent le pouvoir rotatoire des verres ; il en est de même de la fumée, lorsqu'elle teint en jaune ou brun la pâte du verre. La coloration par Tor, le cuivre, Turane, le chrome, le manganèse, ne semble altérer en aucune façon le pouvoir rotatoire. L'acide phosphorique fondu, le silex et ses variétés ne décèlent aucune action du fluide magnétique.

Quand les verres contiennent, dit M. Mathiessen, une base magnétique, du fer, du cobalt, ou du Nickel, la rotation augmente graduellement avec l'épaisseur du verre , au moins jusqu'à l'épaisseur de quatre-vingt-trois millimètres, tandis que les verres sans métal ma« gnétique, et en même temps sans acide borique, sans soude et sans potasse, ont leur maximum d'effet à une épaisseur beaucoup moindre qui varie entre quatorze et vingt-six millimètres. Un des sillcales de plomb, influencé par un électro-aimant d'une force déterminée, don* naît vingt degrés de rotation à l'épaisseur de quinze millimètres, et aucune à quarante millimètres; dans les mêmes circonstances, le verre Faraday, donne quatre degrés à quinze millimètres, et neuf degrés à quarante millimètres.

Sur une centaine de cristaux cubiques, examinés tourna- tour avec le plus grand soin, un seul, le sel gemme, s'est montré sensible au magnétisme, la rotation qu'il produit est considérable et presque ^ale k celle du verre de Faraday; cette influence de la cristallisation sur le pouvoir rotatoire des solides diaphanes est vraiment extraordinaire.

Si l'on met ia substance diamagnétique en contact arec le pôle, on verra, comme nous l'avons déjà dit, que la rotation augmente d'abord avec l'épaisseur et atteint son maximum, pour décroître ensuite si l'épaisseur continue d'augmenter. £n fixant les pôles à une certaine distance do la substance, à 83 millimètres, par exemple, et plaçant à partir de cette distance la même succession d'épaisseur de verre, M. Matbiessen a vu que la rotation diminue è partir d'un certain iloi^epiefit , e\ que cette diminution produite par la distance est

plus rapide que celle doe à la décroissance de répaoïeor des verres. Saivaot lai encore, le maiimum d*effet n*aarait pas iieu au contact absolu, mais à une certaine distance ; c'est diiBcile à croire. *

Six plaques d'un môme Terre superposées donnent une rotation un peu moindre qu'une plaque unique de même épaisseur; le nombre des surfaces n'a donc aucune influence sur retendue de la rotation : il Jie pouvait en être autrement

Quelle qu'ait été la force magnétique employée, l'action du courant ou de l'aimant ne produisait aucun changement sensible dans la position des raies du spectre.

M. Matbiessen affirme que la différence de rotation entre les diverses couleurs prismatiques est beaucoup plus grande dans le cristal de roche que dans les verres les plus actifs, et que dans ces derniers toutes les couleurs tournent d'une quantité presque égale, H. Becquerel affirme le contraire. En analysant les spectres produits par les lumières bleues qui accompagnent la rotation soit par le cristal de roche , soit par le verre sous l'influence de l'aimant > il y a vu deux bandes noires; mais celle qui correspond an cristal de roclie serait plus étroiie et mieux tranchée. Il croit encore que les verres sous l'influence de l'aimant acquièrent la double réfraction. L'influence magnétique « suivant lui, s'exercerait moins sur les molécules composées que sur les atomes des corps simples, auxquels le verre doit ses propriétés rotatrices : car un atome de plomb , par exemple , ou de fer ou de potassium, communique son pouvoir actif propre à tons les composés dans lesquels il entre sous une forme quelconque. Des combinaisons diverses changent presque toutes les propriétés des corps simples, mais non leur pouvoir rotatoire magniEtique , pourvu » bien entendu, qœ ces composés restent solides et transparents. La propriété rotatrice, au contraire, est plus ou moins modifiée ou même contrebalancée par l'intervention d'autres atomes simples , ayant des propriétés différentes ou contraires : la forme de la cristallisation aussi apporte des modifications importantes , elle peut masquer le pouvoir rotatoire, mais jamais elle ne l'a rendu inverse.

Les notes de M. Matbiessen sont rédigées de manière à inspirer peu de confiance : l'auteur reste par trop étranger à la forme sévère ^ et correcte d'une rédaction vraiment scientifique ; il ne cmnprend

1984 nkfmk iNtitiH tiV êPËGfnfe 8oLÀiM<

{lâsàèseft ift MgniaeaiioÉi d<?d tërniëé «onsacrM» éï imûb ink t)ropd- «ittotts qù*il ônOUté ti»ë poHie 4u*«ilël bè t>eBvfîlt pftltflréii^. Il il du moins TaVatltage d'aécmiiuler les faits etleseirt)érietices| te diisbcrilciDëûi ttendiil (iluti Mi4 1 et lëii efitoifts de Tobaei-vètëëf Wàtigable {k>t*terdtit tttl jotit- ledrs ft-uiu.

M< Mêlloni^ dan» detit artielea ïûMéi itili eomplea^Midiis dès séances de l*académie royale de Niples , a et|Mi8ê a? ^ luddMé et iMDtiieifté avec iAteilIgettCd les it»tberthës i& l'fâeomi^aMe fihysîetoM anglais i sans y rion ajouter de nottteau. Il pi'opose eepcndaht une expérience nouTelle qu'il iinportD d'eléttiter. Nods iifdits tu 4ue les cHstflut , dt)ués 4è la doabto réfraction , n'acqulèreiii pas «ans l'infitteftte da mlgfiétifttue la faculté dé filr^ imtàfê¥ le plUn de polarisation do rayon lainiitettx t cda poséi èoncevond iid'oii êèitt- ^ime par le prooédé de Ffestiel «ne série de prisittes for»ês -, par «temple^ du verre pesant de M. Faraday , pendant ^ue sous Tacilou 4M pdlei de rélectro^aiiliâÉt ils etercent le pootolf rolaioire t la toinprèssion fera naître la doàble ^éfi*actioo. Mais en même teiAi^s qtie la doublé réfraolioli se produites ) tei'rà-t-on cesser là déviation dû i^ayon ? on devrait le croire d'après les dorinéeë dé M. FaHkIay ; teab II y ëUifait de la léinérité d l'aflB^mel* évaiit l'observation. lu. Bertin iiouS a promis de foire cette curieuse etflérîenedi Un etlétidatit , il a bien Voulu ttous eoQimoni(}uer la note suivante $ qsi eit UU véritable progrès , puisqu'elle formule nétlemeut les lois de la rotation en tant qu'elle dépend de répaisseur et de la di^tauct* au pàk de M plaque diamagnéttqiie.

t. Jetim é'tm êettl pote. Quand la distance du flini magUéUsé la pSk croit en t)rogresshn arithmétique i la rotation déerott efl progression géométrique t c'est-à^dffe qu'art désignant par A et :^ dès (^efficients constants, par x la distance de la plaqné au pMé i par y h rotation, on aura :

(1) îr=A±«

Il résulte de là que dans un filnt d'épaisseur 6 , éfi tmiM avec tetiMe, la rotation décroît d*ane couche à Tatttre en progression géométrique, etqoe par conséquent la rotation totale est la somme des termes d*tifle progression géométrique de raison connue , de sorte qtie

Dès tofs, si y et y' wnit lëi n>taliomi tMt>duit^ t)âr lé Meifils ffibt laz deiiii épifeaeiirk « «t e $ il Mt oiiir qu'oti «un i

y •" 1 ^ ;îe ^

Il Action de deux pôles contraires , de ceux » par e^empk , rfe ^appareil de kuhmkorff. Si les deux pôles sont à la distance d , le flint d'épaisseur e sera à une distance x du premier , et k une distance d^e— a?, du second : on aura donc» en désignant par r Vactlon produite, ou la rotation :

On en conclut que si r,r' ,r^\ sont trois rotations correspondantes aux trois valeurs a;, a? *}- a , a: -^ 3 a , le rapport (3) r + r"^

sera un rapport constant. De plus, si r et r' sont les deux rotations produites par «n même flint, sous les deux épaisseurs e et e^ on a pour a: ==

)«es nombreuses vérifications que U. Bef tin é faites deé foramles 1, 2 1 a » 4i l'autorisent k penser qu'il a trouvé réellement la toi du phénofuèAei et qu'elle est exprimée ^r la formule

rà=2c .- — {z" -|- «rf~« - *)

u est une constante qui île dépend ni de l'inteâsité dtt magnétisme i ni de la natare du corps; elle est égaleà0«97li7, en^rittatit pour unité le imliimôire) elle est ctode plus petite que runill ; dès k»N, si l'on lappose ia distance dàeê deui pôles Infiiiiôî a*'^*-^ deviendra 0, et la formule générale réduite à

doBoera, eoâime on a pu a't attendre» te rotatiM qui oOrl^iq[K)lld ftu cas â'ofi aeld pôle.

1056 NATUftË INTIME W SPECTRE SOLAIRE.

La constante c dépend à la fois de Tintenrité da magnétisme et de la nature des corps : mais les valeurs de c pour les différents corps conservent les mêmes rapports , quelle que soit Tintensité magnétique. Voilà pourquoi M. Bertin propose d'appeler c le coefficient de polarisation magnétique. On comprend comment on rapportera ces coefficients à Tun d*enx pris pour unité. Si, par exemple, on prend pour unité le coefficient de polarisation magnétique correspondant au flint de Faraday, on trouvera que le même coefficient pour les diverses substances soumises à Texpérience aura les valeurs données par le tableau suivant :

Flint Faraday 1,00.

FlintGuinant,deM. Ruhmkorff. . 0,87.

Flint Mathiessen 0,83.

Flint du commerce 0,83.

Bichlornre d'étain 0,77.

Sulfure de carbone. . . . . . 0,7 /i.

Protochlorure de phosphore. • • 0,51.

Chlorure de zinc dissout. . . , 0,55.

Chlorure de calcium dissout. . . 0,45.

£au 0,25.

Alcohoi ordinaire à 35"* • • . . 0,18.

Dans un mémoire récemment publié, un savant Italien dont nos lecteurs connaîtront mieux bientôt les profondes théories , M. Mosotti , a écrit sur les phénomènes que nous venons d'analyser les lignes suivantes que noos transcrivons Gdèlement malgré leur obscurité : « L'analogie... fait nattre l'idée que les effets de rotation du plan de polarisation d'un rayon lumineux» récemment obtenus par Faraday, sont dus aussi à une altération de formes , dans ks atmosphères éthérées des molécules des corps diaphanes. Gomme dans ce cas , ce serait Téther lui-même en vibration ou composant les rayons qui , sous l'action de l'aimant , acquerrait et perdrait tour à tour pendant l'expérience une distiîbution apte à produire la pobrisation rotatoire, le terme de magnétisation d'un rayon de lumière ne serait pas impropre, comme quelques-uns le pensent, quoique cette magnétisation ne puisse avoir lieu que dans l'intérieur des corps pondérables et non dans le vide. L'altératîo» des atmosphères doit être nécessairement suivie d'une légère altération

daas Tégailibre des molécules; mais cet effet serait secondaire daos la production des phénomènes lumineux.

Ainsi dimc, puisque Tinfluence magnétique s*exerce très-probablement sur Téther renfermé entre les atomes du corps diaphane, et que le rayon lumineux en tant que propagé dans ce corps, est le produit des vibrations de ce même éther, il est évident que le langage adopté par M. Faraday, loin d'avoir rien de fantasque et d*inc(HTect, comme nous le lui avons reproché légèrement, devient an contraire l'expression naturelle et rationnelle des faits. La note si courte de M. Mosotti a donc été pour nous et une illumination soudaine et l'instrument d'une véritable conversion. Nous comprenons mieux maintenant, et nous allons mieux expliquer le phénomène de la polarisation rotatoire, naturelle ou artificielle. Dans certams corps, par suite d'un mode spécial de groupement des molécules intégrantes, les particules éthérées distribuées entre ces molécules sont tellement disposées que le mouvement vibratoire qui constitue le rayon polarisé incident se modifie en se communiquant; le rayon transmis n'a plus le même plan de polarisation que le rayon primitif; tout se passe comme si le plan de poralisation du premier rayon avait tourné vers la droite ou vers la gauche : on conçoit d'ailleurs facilement que le sens et l'étendue de la rotation varient d'un milieu à l'autre, suivant la disposition particulière des molécules. Remarquons que dans ce phénomène il y a en présence deux éléments, l'un statique la disposition des particules éthérées, l'autre dynamyque la propagation du mouvement vibratoire lumineux. Si après avoir traversé une première fois le milieu , le rayon revient sur ses pas, avec son plan de polarisation dévié , comme il rencontre en sens contraire l'obstacle modificateur statique créé par la distribution anormale des particules éthérées, la seconde déviation du plan de polarisation se produira elle-même en sens opposé, et le rayon sera restauré ou ramené à sa condition primitive : c'est ce que prouve en effet l'expérience. Après avoir ainsi ramené à des termes très-simples le phénomène de la polarisation rotatoire naturelle, arrivons à la rotation produite par l'influence du magnétisme.

Cette fois, les particules éthérées se trouvaient naturellement distribuées et disposées d'une manière normale, et elles n'ont été amenées à cet état particulier qui détermine la rotation du plan de polarisation

i058 NAttDAfi tMT!M& ta iPÈCTM toUlhè.

que pit riiifltieiicé ûû cburaiit électrique ou ds Tâidisltlt, iBJÉiieUce dont les effets se conçoivent éfitis peibe, et ii*èât t^oiht ëllb-iiiênlë dh mystère. Dans la théorie que nous avons admise forcément, et que nous développerons ailleurs, les phénomènes de l'électricité etda magnétisme ont pour cause un état particulier de Téther ; son transport ou sa circulation, s'il s'agit de l'électricité dynamique et des courants ; sa polarité ou Sa tension dans un sens déterminé, s'il s'agit de Télec* tricité statique ou des aimants : or l'on admettra sans peine que cet état particulier puisse agir sur les particules éthérées que renferment les substances diamagnétiques, de manière à les rendre aptes i réagir à leur tour sur le mouvement êthéré qui constitue le rayon Inroineux* Mais cette fois 11 y a en présence, si l'on peut s'ext>rittièr ainsi, deux éléments dynamiques, le courant et la luitiière propagée. Si, le rayon restant le même ou iHarchant toujours dans la même directibd, oii change lé sens du courant, la rotation du plan de polarisation se fait en sens contraire ; elle t)as$e de la droite à la gauche, et t'éclt^t'ô- ^uement. Si, après avoir tt'aversé une première fois le niilièu, le r^yon revient sdr jses paâ, le courant lui-mêtne changé de sens; pa i-appbrt à la nouvelle direction du rayon, et à causé dé Ce double bhàtigemënt, le sens de la rotation a dû rester le même, de sorte t^uè, dans ce cas, tes rotations produites à chaque passage s'ajouteront, siu lieu de se compenser ou de se détruire, ainsi qiie les expérlenbës dé M. Faraday l'ont iiettement démontré. Tout âe trouve dànc ëclairci. On pourrait aussi ètpliquer pourquoi la rotation iiia- ^tiéti^ue n'est t)as éomîriuniquée aux cristaux doublement réfrin« gënt§, bti à deux axes ; en réniarquant qu'en raison de la distribution Jiàrticulière de l'éther autour des deux axes, l'influence magnétique aurait pour etTet de faire naître deux tendances contraires, égales ou S peu près égales, et c^u'il en serait de ces milieux comme de l'améthyste, par exemple, formée de l'enchevêtrement dé molécules cristallines dextrogyres et lévogyres, dont les actions ^e neutralisent de manière à ne plus laisser place à la rotation.

On peut enfin envisager les phénomènes de Faraday sous un point de vue de classification. Remarquons d'abord que certains phénomènes optiques peuvent être produits de deux manières, en ce sens qil'ilâ peuvent être où un effet de molécules, ou un effet de masse. Alrisi il y a deux sortes de double réfraction, deux sortes de poiari-

ACTION ht MAGltÉtlME dl9R tA LtJMlÂhK. 10^9

Htiofi ckrémttiqtie ; l'ohe datiirélte et ffittlteolàitè, cbinihè dkiii Ms éristettt M li nitnfë ; ràtHré^ artificielle «t de àislsKè; Ù r8ri ttëdt rél)>i'i]ilet* mu, totûme dàiis les ptlkiM ii»#Hmé8 de FH^i^el; tth toi tèiteâ (^tttprltiiA et ti>efflp(â. Dans te )$^ëtliièr fe«^; (}iii(iB il ril|it d*ttii phéfloidèae ap|)artt»naot à b ptëthièi'e dfttee; là doilblè Wriëtibo^ leé anneaux de polarisatiôll ehroiàatiqtil!, ète: ; ftê pfOdttidéHt ëh eliaquë pm&t dti cristal t dim le second casi un cdttti'Airè, M dddbfc HJTràëUttb a liëtt dâiiâ nn setlà détêrinifie ; la figure tlirbtriatlcjbè ste rétrbttttf tme Sëiilë fois dans l'ëiisèhiblé dd ferre eotaf^HDii di trëmt^é, et tarlè essentiëllëniedt atëc lei cbhtburï dé lil iàSiisè fXùW- Idisë 8 rëipéHenbë: Où mUi pu pëdt-ètte prêtait à prtdH; t)tie Hé 'i^\AMM i la dbiiblë i-éfrâctioU et i H {iblaMsdtiôri bhrditiiltl^llb iîëvâh â*ëtèildrë k M (idâHsatibn i^dtétbirb; et ^Uë Ëë àétnM {iliêddfiiêdé Bëtait ii son totii" Se pâftàgël' ëd deux geiibès; VùA iddlgëtiiaiFS, comme dans le cristal de i>bblie ; rësébilbë Hë iefëHëdlUiilé ; Ib ancré, etb. { rshtrë appartenant I lâ trittsâë db bbi^t^^ diâaiâ^hCtirjue, ûi ebhuduniqlie seulement datiii une ililfëèitlob auddCé ^ér rufetidà rwë iiiflbence ëxtérlëtifë. Le physicien ^iJt àUrâit i\M râlàdiliifi t)it analagië aurait ëâtrëttt lë$ fài» bMlktttS dbdt I» d6(;ail?el>t6 i ëtth^Hik I Fdt'âday tlnè imutellè et éi éëlaf âdte gloite;

trbtuj^ B*jffibrd par léÈ àppârëiicë»; û6hÈ pêMé^i Ffeif6U?8t flànâ la douBIe tèrrâbtibh artificielle cte î^l^ëàfaël lâ piHicilISfilé H^ idâfiitiablé diisertëë pâi* 1?miài pàûf U {iôlarificalldH fotatolré magnétique. Il nous, semblait probâiilë que là <iSviàliôn dès âéux images, driiihâiré et extraordinaire, croiirâit proportidiiliêlièiiieht au iibiiibrë des [)âssageâ, cbinmë Jâ rotatioii ab plan de polarisation. tt. Sbieii Toùiut tenter sur-ië-cliâmp cette expérience : il âdâplâ i lâ pressé dé F'resiiël deux miroirs : l^aiguillè placée devant lés prismes t»rbdiiiââit SoH image dans lé iiiirbir, celiii-ci la renvoyait aini lés prismes, et sur le second miroirj qui à son tour lés ir^fléchissait veri l'œil I travers le inilieu doiit)lemënt r^^riiigent par compression ; on iéis blï^rYâit âlorà, ëi l'on remarquait, èii effet, avec surprise, qiié l'ècâH ifrik lés trois passages Stdit tripië de ce qui! était aanord. fTotis crddies naïvement qdè no^ prévisions étaient vérifiées, quâna suhont, en répétant ta même expérience avec ùh rboinbe de âpatS d'islâdde, nous vîmes l'écart des images rester lé même àprèâ trbU tratérèëes. Miàiii ed bpSrant dé la Ëiêmé niâniëré avec un prisme de

cristal de roche doué naturelleinent de la double réfraction, la distance des images fut aussi triplée ; et nous fûmes alors forcés de reconnaître que la multiplication de Técart ne provenait pas de la nature de la double réfraction, mais bien du triple passage à travers les prismes, ou de trois déviations qui s'ajoutent successivement. Nous sommes aujourd'hui pleinement convaincu que , dans la double réfraction artificielle, pas plus que dans la double réfraction naturelle, l'écart des images ne peut pas être amplifié par des passages multipliés à travers le milieu : et nous répéterons, pour décharger notre conscience de notre téméraire critique du mémoire de M. Faraday, que la déviation du plan de polarisation proportionnelle au nombre des passages, ainsi que la persistance du sens de la déviation dans toutes les substances soumises à Texpérience, prouvent plus qu'on ne Ta peut-être cru, que l'inQuence magnétique s'exerce sur le mouvement éthéré lui-même, ou sur le rayon lumineux.

L'erreur que nous venons de rappeler aura eu du moins un effet heureux : grâce aux deux miroirs ajoutés par M. Soleil, la double réfraction de la presse de Fresnel, à peine sensible dans l'état ancien de l'appareil, sera désormais rendue évidente pour tous les yeux.

Nous avons dit, page 1049, que M. Berlin n'avait pas réussi à mettre en évidence la rotation du plan de polarisation de la chaleur sous l'inQuence magnétique ; or MM. de la Provostaye et P. Desains ont tout récemment repris ces difficiles recherches, et le succès semble avoir couronné leurs efforts :

Ils ont apporté au procédé de M. Wartmahn trois modifications principales : l"" ils emploient la chaleur solaire; 2** ils prennent pour appareils polariseurs deux prismes de spath achromatisés; 3<» et, ceci leur paraît indispensable, au lieu de placer les sections principales à 90 degrés, ils les disposent de manière qu'elles fassent un angle d'à peu près 45 degrés.

L'emploi des spaths et de la lumière solaire permet de transporter les électro-aimants à une grande distance de la pile thermo-électrique: quant à la disposition des prismes, la loi de Malus montre tous les avantages qu'elle présente. En effet, prenons pour unité la déviation que produirait le rayon solaire transmis à travers les sections principales parallèles. La déviation, quand les prismes formeront un angle de 45 degrés, sera cos^ 45" = 1/2. Si l'on vient à faire agir le cou-

AGTIOIf DU MAGNÉTISME SUR LA CHALEUR. 1061

rant, et qa'il produise une rotation do plan de polarisation égale à P, la déviation sera, salyant le sens courant, co^ (^5"* — - P) ou co^ (/i5» H- P), et Ton aura dès lors , pour la différence des effets observés, quand on fera passer le courant en sens contraire,

cos^ (45- — P; — cos" (45° + P) = sin 2 P.

En plaçant les sections principales à 90"*, la différence des déviations serait seulement

cos" (90» — P> — cos^ 90» == sin^ P ou ços?^ (90« + P) — cos^ 90» ssiii^ P,

Or« sin^ P est considérablement plus pedt que nn 2 P. Si, par exemple, on suppose P = 8% wt 2 P est égal à plus de 14 fois wi* P.

L'œil, il est vrai, apprécie bien le passage de l'obscurité à la lumière, et juge fort mal la différence d'éclat de deux images lumineuses. Il n'en est pas de même pour l'appareil thermoscopique. Il y a donc, quand il s'agit de la chaleur, un grand avantage è procéder comme on vient de l'indiquer.

Voici maintenant les détails d'expérience :

Le rayon solaire, réfléchi par un héliostat, traversait un premier prisme biréfringent achromatisé. Lé faisceau extraordinaire était intercepté; le faisceau ordinaire traversait Télectro-aimant de l'appareil de M. Rumkorf, et entre les pôles de l'éiectro-aimant un flint de 38 millimètres d'épaisseur. U allait ensuite rencontrer, à 3 m. 50 environ, le second prisme de spath, se bifurquait de nouveau et donnait deux images, dont Tune pouvait être reçue sur la pile thermoélectrique placée à k mètres de l'électro-aimant. Le galvanomètre était encore un peu plus éloigné dé cette force perturbatrice. On s'est assuré, par des expériences directes et souvent répétées, que rétablissement du courant ne donnait naissance à aucun phénomène d'induction, et que les électro-aimants n'avaient aucune action appréciable sur l'aiguille aimantée, laquelle, sous leur influence, restait au zéro dans une parfaite immobilité. Pour le comprendre, il ne faut pas oublier que les deux pôles contraires sont très-voisins et qu'ils agissent simultanément sur un système déjà fort éloigné et presque complètement asiatique. On pourrait craindre que l'électro-aimant, sans action sur l'aiguille au zéro, n'agit sur Taiguille déjà déplacée par l'action du rayonnement calorifique. Cela serait possible, en effet, si, dans sa première position, l'aiguille avait la même direction que la

i(lê% niwm iMTiNB nu spbcxbe sqlaibe.

lipflQ q^\ joipt ÇQH c^atr« k rélectrû-aimaot, et si, quaufl elip est dé- Tj^p, f\]e {disait ^n f^tigle «QUbie aYisc c$tte direciiqi). Daos lea espérieqpes 4^^ d?Vi¥ sav^ptç pb^aiçiens, c*^st préisisémeot la condition inverse qui §q trpuy^it réa|i$é(î« i9 sorte que la composant^ de l'iG-? tion magnétiqpç diminuait d^ plui| eq plus pendant 1^ n^p.^vement de raiguilie, et devenait sensiblenienf i\ull^ quand elle atteignait ^pn plus grand écart. Si donc cette composante n'avait aucupe action dans le premier cas, à plus forte raison devait-il en être de même dans le second. C'est au moyen de deux viroles A et B au*on pouvait faire passer le courant électrique, tantôt dans un sens, tantôt (lans Fautre» à tr^v^s les fils de F^Iectrohaimant Nous désignerons les deux courants pas les expressioiis ahfégéos : courant A, eourant B.

Yoîçt les déviations observées :

Expérience du 22 septembre.

On employait une pile de Muncke de SO éléments à grandes surfaces, mais déjà usée.

Déviations.

(]:piira<itA 2i,d

Sans cQuraot 49>0

CoimantA. 2i»&

aai)ft ooorafit i9»a

P,çuxiç7!f^e ^ihie.

On a ajouté de Tacide.

Déviations.

Sans courant 20,5

Sans courant 20,6

Gourant B : 18,6

Sans courant 20,9

Courant A. 2S,6

Courant B. . 18,8

Courant A 22,0

Courant B ^ . . . . 18,0

Sans eourant 49,9

ACTION DU 1UGKBTI8MIS SUE Là CHALEUR. 1068

Troisième série.

DéTMiions.

Courant B 17, à

Courant B 17.1

Courant A 19,5

Sans courant 18,3

Eagférie9C^ <ft« 29 4^e«|^.

On emploie une pOe de Bunsen de 30 ^ément^, I^ien nettoyé; et amalgamés.

Première série.

DiiTiaiion^.

Sans courant. 12,Q

Courant A • . . • ((^,9

Courant B 8,6

Sans courant ...••.••• 11,7

Courant B. • 8,8

Sans courant. .••••••, 11,8

Deuxième série.

péTl«|i<(n|.

Saii§cpw»nt f , . . l&,h

ppuFfiqt^ , , ^ • !|/i,9!

PPHramA • • . • 21.7

Il est à remarquer qu'ici, si les sections principales des prismes étaient perpendiculaires, la déviation, d'abord nulle, atteindrait à peine une demi-division lorsqu'on ferait agir l'un des courants.

Enfin, pour écarter toute espèce d'objection, on a fait une troisième série d'eipériences en enlevant le flînt , et observant les déviations produites par le rayon solaire lorsqu'on faisait, comme préeédepimeat, passer le contint électrique dans les fils de TélectroaiouMl, tauicât çMs on sens, tantôt dans l'autr».

MiriaUons.

Courant A 16,5

Çoq^raotÇ 16,8

CftflrijiftA; 16,8

Cofioie ceh défait être, les déviations «ont égales, ee qui prouve

que le courant électrique et l^aimant changent les déviations en agissant sur le flint, et non en agissant sur Taiguille du galf anomètre.

Les expériences que nous venons de rapporter établissent, noos le croyons avec les auteurs, d'une manière irréfragable, la rotation du plan de polarisation de la chaleur sous l'influence du magnétisme.

Nous nous sommes assez étendus, il nous semble, sur ces curieuses relations entre ia lumière et les lignes de force magnétique ; noos avons assez exalté la grande découverte de M. Faraday.

M. Plûcker de Bonn a été assez heureux pour ajouter à ces phénomènes, toute une famille nombreuse et brillante de faits entièrement inattendus : ses recherches doivent être placées au premier rang parmi lés grandes découver tes dont la physique s'honore; et son nom, désormais immortel, se place à côté de ceux des Huyghens, des Malus, des Wollasfton, des Oersted, des Âràgo, des Ampère, des Faraday, etc.

Les pages que nous allons consacrer à ces brillants phénomènes» seront l'un des plus curieux et des plus importants chapitres de notre répertoire. Pour être sûr de ne pas errer dans ces routes non frayées, nous traduirons littéralement l'exposition que le célèbre professeur a fait lui-même de ses expériences, dans la thèse inangarale. qu'il a lue comme doyen de l'ordre des philosophes, le 3 août dernier, lors de la fête par laquelle on célébrait l'anniversaire de la naissance du roi Guillaume III, fondateur de l'université de Bonn.