CHAPITRE Y

d'une dissolution magnétique^ placée dans un verre de montre mis sur le pôle d^un très-fort électro-aimant, ne reste pas horizontale, et prend une forme dépendante de la nature de l'action exercée; suivant M. Plucker, la surface se creuse si on emploie un liquide magnétique ; elle se soulève au milieu , si c'est un liquide dianiagnétique. M. Matteucci (19) a vu également qu'un liquide placé entre les pôles d'un électro-aimant dans une cuve rectangulaire de 8 à 9 millimètres de largeur^ et le plus près possible de l'axe magnétique, se transporte vers la ligne des pôles, où il reste soulevé de plusieurs millimètres, si c'est un liquide magnétique, en donnant à la surface une courbure facile à déterminer; si c'est un liquide diamagnétique , on trouve au contraire une dépression. Nous devons citer encore le fait annoncé par M. Quet (19*) que l'élévation des liquides dans les tubes capillaires est tout autre en présence des électro-aimants que dans des conditions ordinaires.

Les gaz, comme les solides et les liquides, sont influencés par les aimants; la première expérience faite dans cette direction date de iStë: M. Bancalari trouva que la flanune d'une lampe est repoussée par les pôles d'un aimant. M. Zantédeschi, en répétant cette expérience, montra que chacun des deux pôles repousse la flamme, et que cet effet est accompagné d'une dépression dans cette flamme.

M. Faraday (20) étudia ensuite l'action d'un électro-aimant sur des courants gazeux mélangés de fumée , qu'il faisait monter ou descendre près des pôles ; il observa des effets différents^ suivant la température et la nature des courants gazeux, mais indiquant seu* lement si un gaz avait une action plus ou moins énergique que l'air environnant, sans rien décider si ce gaz était magnétique ou diamagnétique par lui-même.

Ce n'est qu'en 1849 (21), en mesurant par la torsipn les attractions des diverses substances plongées successivement dans le vide et dans différents gaz, et en partant de ce principe démontré plus haut, que l'effet produit est la différence des actions exercées sur un corps et sur le milieu déplacé, que M. E. Becquerel put déterminer Faction produite par un aimant sur une masse gazeuse. Ce sont les expériences faites à l'aide de cette méthode qui l'ont conduit à la découverte du magnétisme de l'oxygène.

Il a trouvé par expérience que, dans Tair, un petit tube de verre est moins attiré par les aimants que dans le vide; de petits barreaux de soufre, de cire, sont, au contraire, repoussés plus énergi-

108 DE LELECTBICTTE ET DU MAGHITISIIE.

quement que lorsqu'ils sont eu^ironnés de ce gaz ; ainâ l'air se

comporte coniiiio un milieu magnétique. L*hydrogène, Tazote^ Tacide carbonique, soumis au mt'Uie mode d'investigation, ne donnent un effet appréciable que lorsqu'un peut les condenser à l'aide de substances absorbantes; ils se conduisent alors coninie repousses par* les aimants. L'oxygène^ au contraire, manifeste les mêmes propriétés que Tair^ et cela avec une intensité cinq fois plus considérable, ce qui prouve que c'est sa présence qui donne à l'air sa puissance magnétique.

M. E. Becquerel a pu également démontrer la puissance magnétique de l'oxygène en se ser\ant de petits cylindres de charbon bien recuit, cette substance pouvant condenser un certain nombre de fois son volume de gaz : dans l'oxygène, un cylindre de charbon est attiré par les pôles magnétiques d'un électro-aimant, et oscille entre eux c^mme une petite aiguille aimantée ; mais vient-on à faire le vide autour de lui, alors cet effet cesse, et le i)etit cylindre est en général repoussé , mais est toujours moins attiré que lorsqu'il renferme de Poxygène. Cette expérience curieuse réussit également bien dans l'air, mais avec une intensité moindre que dans l'oxygène. '

Deux autres gaz partagent avec l'oxygène ia propriété d'être altirables aux aimants ; ce sont : le deutoxyde d'azote et l'acide azoteux; les autres gaz tels que le chlore, l'ammoniaque, l'acide carbonique, le gaz oléfiant, etc., sont repoussés par les aimants.

EPaprès M. £. Becquerel , la puissance magnétique de l'oxygène est telle que 1 mètre cube de ce gaz, pris à 7(5 centimètres de pression, et supposé condensé de manière à avoir la même densité que le fer, agirait sur une aiguille aimantée comme un petit cube de fer du poids de o**^^ ,6. Un mètre cube d^air, diaprés cela, a une action représentée par H centigrammes de fer, l'azote n'ayant qu'une action à peine appréciable. Si Ton réfléchit que la terre est environnée d'une masse d'air équivalente au poids d'une couche de mercure de 76 centimètres d'épaisseur, et qui couvre tout le globe, il est aisé de comprendre qu'une pareille masse, soumise à des variations continuelles de température et de pression, doit intervenir dans quelques-uns des phénomènes dépendant du magnétisme terrestre. En effet, Tintluence de cette couche d^air serait équivalente à une immense lame de fer, d'une épaisseur d'un peu plus de "ï^j de millimètre, et qui couvrirait toute la terre.

Depuis cette époque, Faction du magnétisme sur tous les corps n'a pas cesw'î d'occuper les physiciens, M. Faraday (22) est revenu

CM4PITBE V. 109

à différentes reprises sur ces questions : MM. Plucker (23), Reich, Poggendorf (^A), Tyndall, Matteueci, Weber, ont comparé les actions exercées par les substances dans différentes conditions de température et d'intensité magnétique. On a trouvé, entre autres^ que rélévation de température diminue en général Faction magnétique, comme la répulsion exercée sur les corps. M. Tyndall et Reich ont vérifié l'exactitude de la loi trouvée pur 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 l'action 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 l'aimant (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 pfiagnétisme : 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 Taxe 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 cristaUine, 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 DK l'Électricité £t du magnétisme.

querel^ en publiant son premier travail en 1849^ a montré quil était possible de lier entre eux les différents phénomènes^ sansqa*il soit besoin d'admettre deux genres d'actions différentes ; en remarquant qu^unc substance plongée dans un milieu est attirée par ud centre magnétique avec la différence des actions exercées sur cette substance et sur le milieu déplacé, il a émis Phypothèse 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-môme 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 Pavait 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. Werthcim (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 Peffet d'influence. M. Guillcmin a cité un fait indiquant un changement d'élasticité dans une tige de fer soumise à Paimantation.

Changement de volume. La forme de la matière magnétique peut être modifiée pendant qu'elle est soumise à l'influence de Paimant; 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 proportioimelle au carré de l'intensité magnétique développée.

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

GHÂPITfiB V. 111

obtenu un effet du même genre en faisant tourner rapidement une armature en fer doux devant les pôles d^un aimant en fer à cheval. Depuis cette éfoqae^ ce sujet a été étudié par plusieurs jdiysiciens cpii ont modifié les conditions des expériences, et parmi lesquels nous citerons MM. Gassiot , Beatson (32), de la Rive (33), Hatteuccâ^ Marrian^ Wartmann, et surtout M. Wertheim (34), qui a précisé les circonstances de la production des vibrations sonores.

Quand on transmet directement des courants électriques au tra* vers des 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 H. Wertheim ; le premier de ces physiciens Ta rapportée à une expension subite des molécules du fer.

Élévation de température, M. Van Breda (35), en 1845, a manifesté les changements moléculaires qui ont lieu dans le fer aimanté, en montrant qu'il y a élévation de température quand on aimante ou que Ton désaimante ce métal. M. Grove, plusieurs années après (36), a obtenu des effets semblables, et a montré, en outre, que les métaux autres que le/er, 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 fdte 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 moIéculan*es, autres que des changements de formes ou des attractions et des répulsions, peuvent se manifester dans les corps soumis à Faction 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 Paxe magnétique, le plan de polarisation de ce rayon est dévié^ soit à droite, soit à gauche de l'observateur, suivant la direction de Fai-> mantation. 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 rinfluence magnétique dure, les mô* mes propriétés optiques que celles que possède naturellement le quiirtz parmi les minéraux, et un certain nombre de corps , tels que le sucre, l'acide tartrique, l'essence de citron , l'essence de térébenthine, etc., parmi les substances organiques*

Si Ton place l^écran transparent de façon que le rayon de lumière