CHAPITRE V

à différentes reprises sur ces questions : MM. Plucker (23), Reich, Poggendorf {^A), Tyndall, Matteucci,. Weber, ont comparé les actions exercées par les substances dans différentes conditions de température et d'intensité magnétique. On a trouvé, entre autres, que Félévation de température diminue en général Faction magnétique, comme la répulsion exercée sur les corps. M. Tyndall et Reich ont vérifié Texactitude de la loi trouvée par M. E. Becquerel (voir page i05), et qui est relative à la variation du pouvoir de répulsion exercé sur les différents corps. Enfin on a observé que rétat moléculaire de chaque combinaison influait seule sur Faction attractive ou répulsive que présente chaque substance en présence d'un aimant; en effet, des combinaisons de métaux non magnétiques comme le cuivre, peuvent être attirables à Taimant (exemple, chlorure de cuivre) et des combinaisons de fer peuvent être repoussées (exemple, cyanure jaune de fer).

Les substances cristallisées, de même que les solides, les liquides et les gaz, obéissent à l'action du magnétisme : M. Plucker (25) a observé que des corps cristallisés, suspendus entre les pôles d'un aimant puissant, ne se placent pas indifféremment dans la ligne axiale ou perpendiculairement à cette ligne. Ce physicien avait cru pouvoir déduire de ses recherches qu'il y avait une relation entre la position de l'axe optique des cristaux et celle de la ligne des pôles de l'aimant , suivant la direction de cet axe optique par rapport à la réfrangibilité de la matière. Ce sujet ayant été étudié par M. Faraday (26), et surtout par MM. Tyndall et Knoblauch (27) , ces derniers ont prouvé que la composition chimique du cristal, comme la forme cristalline, exerce une influence, et qu'il n'y a aucune loi générale qui règle la position de ce cristal entre les pôles d'un aimant. Ils ont même imité artificiellement les effets des cristaux en comprimant des pâtes faites avec des poudres de diverses matières, et formant de petits barreaux dans lesquels l'intensité magnétique varie suivant les directions de la compression. Ainsi l'on peut considérer les effets que présentent les substances cristallisées comme rentrant dans les effets généraux observés avec les corps amorphes, mais modifiés par le groupement particulier, ou la compression des molécules.

On a vu que M. Faraday avait proposé de nommer substances diamagnétiques les corps repoussés par les aimants, et substances magnétiques celles qui sont attirées. Ces dénominations sembleraient indiquer deux genres d'action exercées par les aimants. M« E. Bec-

110 DR x'ÉLECTfilGlTE £T DU MAGNETISME.

querel^ en publiant son premier travail en 1849^ a montré .qu'il était possible de lier entre eux les différents phénomènes^ sans qu'il soit besoin d'admettre deux genres d'actions différentes ; en remarquant qu^une substance plongée dans un milieu est attirée par un centre magnétique avec la différence des actions exercées sur cette substance et sur le milieu déplacé, il a émis Fhypothèse que, le milieu éthéré qui environne les corps étant plus ou moins influencé que la partie qui les pénètre, la différence des actions exercées sur le corps lui-même et sur le milieu déplacé, suivant que ce dernier se comporte comme plus magnétique ou moins magnétique que le corps, doit donner lieu à une répulsion ou à une attraction; alors, d'après cette hypothèse, le magnétisme agit delà même manière sur tous les corps, mais à un degré plus ou moins fort, et, suivant l'action du milieu éthéré déplacé, il se manifeste une attraction ou une répulsion. Cette hypothèse, qui ne préjuge en rien la cause première des phénomènes magnétiques, n^a été présentée par son auteur que comme servant à lier les phénomènes connus d'une manière plus simple qu^on ne l'avait fait auparavant.

§ IV. Actions moléculaires dues à tinfluence des aimants.

Changements d'élasticité. Les propriétés physiques des métaux magnétiques peuvent être modifiées au moment de l'aimantation; M. Wertheim (28) a montré, par exemple, que le coefficient d'élasticité d'un fil de fer aimanté par influence diminue ; qu'avec un fil d'acier, la diminution persiste après la cessation de l'effet d'influence. M. Guillemin a cité un fait indiquant un changement d'élasticité dans une tige de fer soumise à l'aimantation.

Changement de volume. La forme de la matière magnétique peut être modifiée pendant qu'elle est soumise à l'influence de l'aimant; si le volume ne change pas, d'après M. Joule (29), la barre de fer augmente de longueur et diminue de diamètre , mais d'une quantité très-petite, et cette variation est proportionnelle au carré de l'intensité magnétique développée.

Sons. Les changements moléculaires qui ont lieu dans le fer pendant l'aimantation ou la désaimantation, lorsqu'ils se répètent à des intervalles très-courts, peuvent donner lieu à des vibrations so^ nores. M. Page (30), en 1837, a le premier observé un effet de ce genre , en approchant le pôle d'un fort aimant d'une spirale plate traversée par un courant électrique. M. Delezenne (31) a

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obtenu un effet du même genre en faisant tourner rapidement une armature en fer doux devant les pôles d'un aimant en fer à d^val. Depuis cette époque^ ce sujet a été étudié par plusieurs pbysiciena qui ont modifié les conditions des expériences, et parmi lesquels nous citerons MM. Gassiot ^ Beatson (32)^ de la Rive (33), Matteucd^ Marrian^ Wa^tmann^ et surtout M. Wertheim (34) , qui a préoiaé les cireonstances de la production des vibrations sonores.

Quand on transmet directement des courants électriques au travers dea tiges de fer ou des fils de ce métal ^ on remarque également une production de son^ qui a été étudiée par M. Beatson et par M. Wertheim ; le premier de ces physiciens Fa rapportée à une expansion subite des molécules du fer.

Élévation de température. M. Van Breda (35)^ en 1845^ a manifesté les ohangçments moléculaires qui ont lieu dans le fer aimanté^ en montrant qu'il y a élévation de température quand on aimante ou que Von désaimante ce métal. M. Grove^ plusieurs années après (36)^ a obtenu des effets semblables^ et a montré^ en outre, que les métaux autreflquele.fer^ le nickel et le cobalt^ ne donnent lieu à aucun changement moléculaire de cette nature , ni à aucun son appréciable.

Polarisation circulaire magnétique» Nous allons parler actuellement d'un phénomène très-curieux^ dont la découverte a été faite en 1845 par M. Faraday^ et qui a contribué à l'impulsion donnée depuis cette époque aux recherches relatives à l'action du magnétisme sur tous les corps^ en montrant que des effets moleculairea^ autres que des changements de formes ou des attractions et dea répulsions, peuvent se manifester dans les corps soumis à Taction du magnétisme. M. Faraday (37) a vu qu'un puissant électro-aimant peut agir sur une substance transparente^ de telle sorte que, si un rayon de lumière polarisée traverse cette substance dans la direction de la ligne des pôles ou de Faxe magnétique, le plan de polarisation de ce rayon est dévié^ soit à dKÛte^ soit h gauche de l'observateur, suivant la direction de l'aimantation. L'action des aimants puissants est donc capable de niOdifier l'état moléculaire de tous les corps transparents, et de leur faire acquérir> pendant que l'influence magnétique dure, les mé« mes propriétés optiques que celles que possède naturellement le quarts parmi les minéraux, et un certain nombre de corps , tels que le sucre, Tacide tartrique^ l'essence de citron , l'essence de térébentlÛDû, etc.^ parmi les substances organiques*

Si l'on place réeran transparent de façon que le rayon de lumière

112 DE L^ÉLEGTBIGITÉ ET DU MAGINÉTISME.

polarisée le traverse perpendiculairement à l'axe des pôles de Télectro-aimant, on n^observe aucun effet. Dans les positions intermédiaires entre celle-ci et la ligne des pôles ^ la rotation du plan de polarisation dépend de Tinclinaison de la ligne visuelle sur Taxe magnétique.

Aussitôt après la publication de la découverte de M. Faraday, plusieurs physiciens ont étudié les effets produits dans cette circonstance : M. Pouillet (38) d'abord, puis M. E. Becquerel <39), qui a opéré avec une intensité magnétique beaucoup plus considérable quV)n ne l'avait fait; ce dernier a employé pour la première fois des armatures'percées d'ouvertures, là où se trouvent les pôles magnétiques, afin de faire passer la lumière au travers du corps soumis à Taction du magnétisme dans la direction même de la ligne de plus forte action. M. E. Becquerel a montré que les cristaux doués naturellement du pouvoir rotatoire naturel pouvaient recevoir la polarisation circulaire magnétique en disposant les appareils de façon à rendre cet effet appréciable ; il a mesuré en outre le magnétisme spécifique des corps soumis à l'expérience, et a montré qu'il n'y avait aucune relation simple entre le pouvoir d'attraction ou de répulsion et la rotation magnétique , si ce n'est que les corps les plus repoussés présentaient en général une action rotative plus énergique.

MM. Matthiesen (40), Matteucci (41), Bertin (42), Wertheim (42'), ont étudié ces phénomènes en faisant varier la nature des substances, leurs distances aux pôles magnétiques, et leur état moléculaire. M. Matteucci et M. Wertheim ont observé que lors de la compression ou de la torsion des corps soumis à l'action de l'aimant, il y a diminution dans la rotati on circulaire magnétique; conune les actions moléculaires font naître la double réfraction dans les corps , et que les substances biréfringentes offrent une action plus faible que les autres, il n'est pas étonnant que le phénomène présente moins dMntensité.

M. Verdet (43) a faitégalement une étude suivie de ces phénomènes. Parmi les résultatsnouveaux qu'il a obtenus nous citerons le suivant : les observations faites antérieurement avaient montré que le phénomène de rotation magnétique du plan de polarisation se produisait toujours dans le même sens sur les différents corps transparents que l'on pouvait essayer, soit solides, soit liquides, mais à un degré plus ou moins marqué, suivant leur nature; seulement, on avait observé que les sels de fer dissous dans l'eau donnent des dissolutions dont le pouvoir rotatoire était plus faible que celui du

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dissolvant. M. Yerdet a montré que cela tenait à ce que les sels de fer soumis à l'action magnétique jouissent de la propriété de faire tourner le plan de polarisation dans une direction inverse de celle des autres corps^ et il a obtenu des dissolutions alcooliques de chlorure de fer^ qui mettent nettement ce fait en évidence. Les dissolutions des sels de nickel^ de cobalt , c'est-à-dire des deux autres métaux fortement magnétiques, ne présentent pas cet effet. Certaines dissolutions de manganèse, d'uranium, delantane, la manifestent, tandis que d'autres dissolutions de ces mêmes sels donnent la rotation dans le même sens que la plupart des autres corps.

n n'y a aucune conclusion générale à tirer, quant à présent, au sujet d'une relation pouvant exister entre ces derniers effets et l'état magnétique des métaux qui forment la base des combinaisons; ces actions rotatives inverses paraissent dépendre, comme les effets d'attraction et de répulsion, de Tarrangement moléculaire des combinaisons elles-mêmes : c est ainsi que le fer est magnétique, le protoxyde de ce métal paraît l'être fort peu, ainsi que le peroxyde, tandis que l'oxyde intermédiaire l'est très-fortement, et a reçu pour cela le nom d'oxyde magnétique.

Uaction que la lumière polarisée éprouve en traversant les substances transparentes met en évidence, d'une autre manière que par les mouvements d'attraction et de répulsion, l'action exercée par le magnétisme sur tous les corps. M. Faraday avait pensé que l'effet était dû à l'action exercée de la part du magnétisme sur le rayon lumineux lui-même ; mais cela ne saurait être, car la présence de particules matérielles placées sur la route du rayon lumineux est indispensable pour la production des phénomènes. Ainsi on ne peut attribuer ces effets qu'à un changement moléculaire dans Pétat du corps, changement qui doit être symétrique tout autour de la direction de la ligne d'aimantation, et persister tant que l'aimantation dure, ou bien à une influence exercée de la part du magnétisme sur un milieu éthéré qui pénètre les différents corps.

§ V. Théories imaginées pour expliquer les phénomènes

magnétiques.

Les anciens, comme on l'a vu, connaissaient la propriété dont jouit Faimant d'attirer le fer. Des philosophes, tels que Thaïes, pour expliquer ce fait, supposèrent une âme à cette substance; d'autres, comme Épicure, admirent, les uns, que les atomes de/er s'accro*

114 D£ L^£LECTfiIGnÉ ET DU MAGNÉTISME.

chaient dans ceux de Taimant ; les autres, qu'il y avait autour de cette pierre une émanation capable de faire le vide dans lequel le fer se précipitait. D*aulres hypothèses aussi absurdes furent successivement mises en avant : Descartes employa ses tourbillons, qui, dans leur mouvement rapide de Téquateur au pôle, emportaient les aimants, attendu que la matière subtile de ces tourbillons étant poreuse, et celle des aimants formée de molécules branchues, éprouvait une plus grande résistance de la part de ces dernières que de celle des autres corps.

Euler, Dutour et Bernouilli (44) ont attribué les phénomènes magnétiques à des effluves, à une matière magnétique en mouvement. Musschenbroek (45) combattit les effluves, en avouant qu'il n'avait pu découvrir la cause du phénomène.

iEpinus, dans une dissertation publiée en 1757 (46), donna une explication plus satisfaisante , en partant de l'existence d'un seul principe : il essaya de prouver par le calcul que tous les phénomènes magnétiques connus s'expliquaient facilement au moyen des simples lois de l'attraction et de la répulsion. Cette théorie ne put convaincre Euler et Daniel Bernouilli , qui continuèrent à défendre celle de Descartes, en l'appuyant de preuves mathématiques. On reconnut plus tard la nécessité d'admettre deux fluides magnétiques, dont la réunion forme le fluide neutre, de la même manière qu'on avait admis que les deux fluides électriques composent^ par leur réunion, le fluide naturel. Pour conserver l'analogie qui existe entre ces deux agents, on supposa aussi que les deux fluides magnétiques pouvaient circuler et se répandre dans le fer ; mais Coulomb, ayant repris cette question, conserva les deux fluides, en rejetant leur circulation dans les corps comme contraire à l'expérience (47).

Poisson, en partant de ces bases, a donné une théorie mathématique des phénomènes magnétiques en repos et en mouvement (48). Il a posé en principe que, dans Taimantation, les deux fluides qui étaient réunis à l'état neutre se séparent les uns des autres, et que les parties des corps aimantés dans lesquelles s'opère la décomposition, et qu'il appelle éléments magnétiques , sont extrêmement petites, ne sont pas en contact, et sont séparées les unes des autres par des espaces pleins ou vides que les deux fluides ne peuvent franchir, et qui sont du même ordre de grandeur que celle des éléments magnétiques. M. Poisson a posé comme il suit le problème : déterminer en grandeur et en direction la résultante des attractions ou répulsions exercées par tous les éléments magnétiques