UE L ELECTBICITÊ IT DU MAG.\ÉT1SME

polarisée le traverse perpendiculairenieDt à l'axe des pôles de l'électro-aimaDt^ on n'obsene aucun effet. Dans les positions intermédiaires entre celle-ci et la ligne des pôles ^ la rotation du plan de polarisation dépend de Finclinaison 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 cirocmstance : M. Pouitlet (38; d'abord^ puis M. E. Becquerel (39), qiû a opéré avec une intensité magnétique beaucoup plus considérable qu'on ne l'avait fait; ce dernier a employé pour la première fois des armatures percées d'ouvertui*es^ là où se trouvent les pôles magnétiques, afin de faire passer la lumière au travers du corps soumis à l'action du magnétisme dans la direction mémo de la ligne de plus forte action. M. £. 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 (4J), 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 ; comme 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 d'intensité.

M. Yerdet (43) a fait également une étude suivie de ces phénomènes. Parmi les résultatsnouveauxqu'ila 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 dâ dissolutions dont le pouvoir rotatoire était plus faible que celui du

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dissolvant. M. Verdet 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 l'arrangement 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 à' oxyde nmyîiétique.

L'action que la lumière polarisée éprouve en traversant les substances transparentes met en évidence, d'une autre manière que parles 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 Paimant d'attirer le fer. Des philosophes, tels que Thaïes, pour expliquer ce fait, supposèrent une âme à cette substance; d^autres, comme Ëpicure, admirent, les uns, que les atomes de fer s'acci'O-

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chaieat dans ceux de Tainiant ; les autres, quMl y avait autour de cette pierre une émanation capable de faire le vide dans lequel le fer se préi^ipitait. D'autres hypothèses aussi absuixles furent succès* sivement mises en avant : Descartes employa ses tourbillons^ qoi^ 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.

iËpinus^ dans une dissertation publiée en 1757 (46)^ donna une explication plus satisfaisante , en partant de Texistence 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 ^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 répulsious exercées par tous les éléments magnétiques

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d'un corps aimanté de forme quelconque^ sur un corps'pris en dehors ou dans son intérieur. En ajoutant aux composantes de cette force relative à un point intérieur, celles des forces extérieures qui influent sur ce corps , on a les forces totales qui tendent à séparer les deux fluides réunis en ce point; or, si la matière du corps n'oppose aucune résistance au déplacement des deux fluides , il sera nécessaire^ pour que l'équilibre magnétique ait lieu, que ces forces totales soient égales à zéro, sans quoi elles produiraient une nouvelle décomposition de fluide neutre, etTétat magnétique du corps serait changé. Si la force coercitive n'est pas nulle, il suffit que la résultante de toutes les forces extérieures et intérieures qui agissent en un point quelconque de ce corps, ne surpasse nulle part la grandeur donnée de la force coercitive , dont l'effet serait analogue à celui du frottement dans les machines. Il en résulte, dans ce cas, que l'équilibre magnétique peut subsister d'une infinité de manières différentes.

M. Poisson s^est borné à considérer Paimantation d'un corps aimanté par influence , pour laquelle la force coercitive est nulle ; les deux fluides sont alors transportés sur les surfaces des éléments magnétiques , où ils forment une couche bien mince relativement aux dimensions de ces éléments. En partant des données précédentes^ il a aussi essayé de déterminer la distribution du magnétisme dans les aiguilles d'acier aimantées à saturation et dans les aiguilles de fer doux aimantées par influence; il en a déduit les lois qui sont connues de leurs attractions ou répulsions mutuelles. n a donné , pour tous les cas , les équations qui renferment les lois de la distribution du magnétisme dans l'intérieur des corps aimantés pai* influence, et celles des attractions ou répulsions qu'ils exercent sur des points donnés de position ; mais la résolution de ces équations , pour en déduire des résultats comparables à Pexpérience, n'est possible que dans un nombre de cas très-limité, eu égard aux différentes formes des aimants. Celui que Poisson a pris pour exemple admet une solution complète, c'est celui d'une sphère pleine ou creuse, aimantée par des forces dont les centres d'action sont distribués d'une manière quelconque au dehors ou dans son intérieur. En réduisant ces forces à une seule, à Taction magnétique de la terre, les formules deviennent trèssimples; on en déduit sans difficulté la déviation d'une aiguille de boussole produite par le voisinage d'une sphère aimantée par rinfluence de la terre. Les lois delà variation de cette déviation

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donnée» par le calcul s'accordent avec celles que M. Barlow (49) a trouvées par Texpérience. Le calcul démontre aussi que l'action d'une sphère creuse est à très-peu près indépendante de son épaisseur, tant que le rapport de celle-ci au rayon n'est pas une très-petite fraction qui peut changer de valeur avec la matière et la température de la sphère.

M. Poisson, enfin, a trouvé que les équations générales peuvent être résolues dans le cas d'un ellipsoïde quelconque^ pourvu que la force qui produit son aimantation soit constante en grandeur et en direction dans toute son étendue ^ ce qui a lieu à Tégard du magnétisme terrestre.

Aussitôt après la découverte d'OErsted, Ampère, comme on l'a vu page 72, conçut Pidée d'une hypothèse sur la constitution des aimants, qui le conduisit à la découveile de l'action des courants les uns sur les autres. Il trouva ensuite qu'en transmettant un courant à travers un fil conducteur tourné en hélice autour d'un cyUndre, de manière à former une suite de courants circulaires égaux, dirigés dans le même sens, et dont les plans étaient perpendiculaires à une même ligne droite, cette série de cowimts circulaires, appelée solénoide, se comportait comme un aimant relativement à un aimant ou à un courant.

En calculant les actions exercées par un élément de courant sur un solénoïde, Ampère a été conduit à ce résultat, que les actions se réduisent à deux forces dirigées suivant des perpendiculaires passant par les extrémités du solénoïde et de l'élément; ces forces, en outre, sont en raison inverse du carré des distances qui séparent l'élément de courant et ces extrémités. D'après cela. Ampère, au lieu de supposer que le magnétisme est dû à l'action de deux fluides particuliers, attribue les phénomènes auxquels il donne naissance, à des courants électriques qui se meuvent autour des particules des corps.

Ces courants existeraient donc dans tous les corps sensibles à l'action du magnétisme. Dans les corps à l'état naturel, les courants électriques circuleraient dans tous les azimuts possibles autour des molécules, et l'effet de l'aimantation serait de donner à ces courants des directions tendant à devenir parallèles, et dont les actions sur des courants extérieurs expliqueraient les attractions et répulsions (50). D'après l'hypothèse d'Ampère, un aimant ne serait donc pas un seul solénoïde, mais une réunion de soléuoïdes parallèles.

Lu théorie d'Ampère, quoique plus compliquée que celle de