CHAPITRE II

DES ACTIONS BBCIPAOQUJBS DES C0URAMT8 RT OU UAGNETI&W.

S 1. De l'action des courants.

1 46* Après ses belles découvertes sur lés phénomènes électro-dynamiques , Ampère s'exprimait ainsi sur les causes des actions réciproques des courants : • Il parait naturel de » penser que le courant d'un fil conducteur fait en partie par- » tager son mouvement au fluide neutre environnant, et frotte • contre lui de manière à donner naissance a une réaction de » ce fluide sur le courant qui ne peut tendre a déplacer celui-

» ci, tant que la différence de vitesse est la même de tous le» » côtés du courant électrique» mais qui doit tendre à se mou- » voir, soit du côté où cette différence de vitesse, et par conséquent la réaction est moindre, c'est-à-dire du côté où un » autre courant pousse le fluide de l'espace dans le même » sens, soit du côté opposé où elle est plus grande , parce qu'il »s'y trouve un autre courant électrique tendant à pousser le » fluide électrique en sens contraire, suivant que les deux cou- » rants qui agissaient ainsi l'un sur l'autre sont dirigés dans le • même sens ou auraient des directions opposées. Ces consi- » dérations conduisent a admettre l'attraction entre les cou- » rants qui vont dans le même sens, et la répulsion, entre ceux »qui vont en sens contraire, conformément aux résultats de «l'expérience.» ... '

D'après Ampère, les courants électriques auraient de l'analogie avec un mouvement de fluide gazeux, et les phénomènes précédents avec les expérience» de Yenturi sur l'écoulement des liquides , et je pense aussi , malgré les observations de M, Savary, et celles plu» récentes de M. Delà rive, que ce mouvement n'est pas oscillatoire dans les fils conducteurs.

§ 2. Des aimants.

i47* La théorie du magnétisme que j'ai exposée, n° 56 et suivants, me parait complète, et je me permettrai seulement ici de la faire rentrer dans les idées adoptées par Ampère sur les causes des attractions des courants. On a cru long-temps, et peut-être est-ce là le motif qui a retardé l'adoption de ses idées, que l'illustre auteur de la Théorie électro~dynamiqae admettait nécessairement un mouvement perpétuel de fluide électrique autour des particules des aimants, mais il me semble qu'on peut déduire, de ce qui précède ((46) » qu'il considérait dans les aimants la matière électrique dans un état statique analogue à celui que fait naître autour de lui un courant circulaire fermé, de telle manière que si les courants étaient tout- à -coup anéantis dans un solénolde, sans que l'état de

l'électricité environnante vînt à changer, on aurait on véritable aimant. Bien que nous ayons attribué à des courants des effets qu'ils ne produisent pas immédiatement, les résultats que nous avons obtenus n'en représenteront pas moins la loi des actions magnétiques, quelle qu'en soit l'origine réelle. Ce qu'il y a de plus obscur dans le magnétisme est la cause qui permet aux aimants de conserver le magnétisme qu'on leur a imprimé. Nous n'avons que fort peu d'expériences sur ce sujet depuis long-temps stationnaire ; il paraîtrait, d'après les belles recherches de Nobili , que la variation de densité occasionée par la trempe serait une des causes les plus influentes de la force coercitive.

§ 3. Du magnétisme terrestre.

i4&« J'ai réduit à quatre les causes qui paraissent produire le magnétisme du globe, et j'ai dit (i*4, 125) que les variations séculaires de l'élément magnétique , ainsi que ses rapports avec les aurores polaires, ne permettaient pas de l'attribuer à un magnétisme permanent analogue à celui que nous offrent des aimants ordinaires. Admettant donc ici que les courants électriques sont l'unique cause des actions exercées par la terre sur l'aiguille aimantée, il me reste à examiner leur nature probable et leur position dans l'intérieur de notre planète.

i49« L'accord parfait qui règne entre les faits et la théorie qoe j'ai exposée précédemment (ch. 5), ainsi que le parallélisme des forces qui agissent sur des barreaux situés à de petites distances, nous portent à croire qu'il faut placer à une grande profondeur les courants qui produisent le magnétisme fixe du globe.

1 5o. Quelle est la nature des courants qui , situés à une grande profondeur dans l'intérieur de la terre, produisent le magnétisme ? Telle est la dernière question que nous devons examiner ; son importance a depuis long-temps fixé l'attention des physiciens.

M. Becquerel nous ayant fait voir, l. I, p. 527, comment il était impossible que les actions chimiques , sans cesse agissantes entre les différentes parties de la matière, produisissent les courants terrestres , il ne nous reste plus à étudier que les courants particulaires admis par ce physicien distingué, et les actions thermo -électriques proposées par Séebeck (Annalen von Poggendorf, t. VI, p. 280). Les lois du magnétisme, les propriétés magnétiques des diverses substances, nous autorisent à rejeter l'idée d'un magnétisme propre, inhérent à la matière comme la pesanteur, et quelque ingénieuse que soitia théorie des deux centres magnétiques admise par Moser (1), elle ne l'a pas conduit à des résultats plus généraux que les nôtres; et moins conforme à la vérité, elle nous ferait rentrer dans l'hypothèse d'un noyau central à magnétisme fixe , ce qu'on ne pourrait accorder avec les variations subites et passagères du magnétisme terrestre. Obligé de la rejeter, nous arrivons nécessairement à l'examen des courants thermo-électriques considérés comme cause des propriétés électro-magnétiques de la terre.

1Ô1. D'après Séebeck le globe est partagé en circuit métalloïdo-tcrreux à peu près parallèles a l'équateur magnétique puisant la source de l'électricité qui les sillonne dans les grandes séries volcaniques si bien étudiées, et décrites par Léopold de Buch (2). Des courants secondaires produits par d'autres foyers s'anastomosent avec les premiers, de manière à couvrir la surface du sol d'un réseau électro-dynamique : voilà pour le magnétisme principal. Il attribue ensuite certaines influences locales à des circuits centraux produits par certains volcans intérieurs, que M. de Buch distingue de ces volcans en série, auxquels Séebeck attache la plus grande importance.

JÔ2. Ne pouvant admettre, d'après ce qui précède, un

(1) Poggendorfs, Annales, t. 3^. Lehrbuch der metereologie ron Kœmtt, tom. 3.

(a) Description physique des lies Canaries.

magnétisme superficiel, nous considérons les courants étudiés par Séebeck comme ayant seulement une influence locale, et nous admettrons la théorie suivante :

i53. La terre a un noyau encore fondu; les couches qui l'enveloppent deviennent conductrices par l'effet de leur température élevée, et les courants sont produits par des substances de nature différente, ou différemment échauffées, qui, propageant inégalement la chaleur dans toutes sortes de directions, occasionent un mouvement électrique dont l'action définitive est analogue à celle d'une surface couverte d'un réseau de courants produisant le même effet qu'un courant très-petit, allant de l'est à l'ouest. L'intensité de ces courants, et la forme de cette surface recouverte de petits courants électriques, sont les seuls éléments qu'il faudrait calculer pour arriver aux lois du magnétisme terrestre.

Dans l'hypothèse d'une surface sphérique nous sommes arrivés à des lois approchées données par l'expérience; il sera curieux d'examiner à quel résultat on parviendra en admettant un ellipsoïde électrique. Parmi les faits propres à servir d'appui à cette théorie, nous citerons l'expérience de Barlow, qui, ayant recouvert une sphère de courants électriques , obtint , en la faisant agir sur une très-petite aiguille aimantée , toutes les lois du magnétisme terrestre ; viennent ensuite les recherches de Séebeck, Nobili, et plus récemment de T. Andrew, qui prouvent qu'avec des corps mauvais conducteurs, mais convenablement modifiés, on peut obtenir des courants thermo-électriques puissants.

1 54* Si le refroidissement du globe est la seule cause du magnétisme terrestre, il doit y avoir corrélation entre les variations de ces deux éléments météorologiques; et les mouvements internes, auxquels paraissent dus certains tremblements de terre, pourront, en modifiant la température de la terre, apporter des changements dans son état magnétique, ainsi qu'on l'a observé plusieurs fois, et notamment à Cumana en 1799.

i55. Les grandes lignes volcaniques de Quito, Mexico,

Guatimala , les îles Aloutiennes, Kurilles, etc. , doivent exercer une grande influence sur la température des lieux qui les a voisinent, et occasioner des courants thermo-électriques, dont l'action constituera un magnétisme local auquel je ne puis m'empêcher d'attribuer ces changements subits et irréguliers qu'éprouvent dans ces contrées les différentes courbes magnétiques, dont quelques perturbations doivent trouver leurs causes dans les éruptions volcaniques, et les changements de température qui en résultent.

1 56. Quoique les variations horaires et annuelles paraissent suivre les mouvements du soleil, il est impossible de dire maintenant si cet astre agit en produisant par la chaleur qu'il verse sur la terre des courants thermo-électriques, ou si cette chaleur, en changeant la marche du refroidissement, altère aussi eelle du magnétisme. L'expérience seule peut nous guider dans cette étude longue et difficile.

157. Noos ne connaissons bien que deux causes capables de produire les variations accidentelles de l'aiguille aimantée , les tremblements de terre et les aurores boréales. J'ai déjà indiqué la première. Quand à la seconde, dont l'action se fait sentir à une grande distance des lieux où elle apparaît , elle agit probablement comme un courant électrique allant des pôles à l'équateur, exerçant une action inductive momentanée sur les courants du globe, qu'elle modifie au point de changer leur intensité et la direction de leur résultante.

1 58. Les idées encore prématurées que je viens d'émettre sur le magnétisme du globe ne sont pas à l'abri d'objections. Je ne les présente que comme un essai, un premier pas dans une route difficile, et afin d'appeler l'attention sur des éléments qu'on n'a pas jusqu'ici convenablement observés.

On peut voir déjà qu'on n'arrivera à des lois utiles qu'en ramenant les observations magnétiques à la même température, à la même hauteur et à la même heure. On devra étudier la marche des aiguilles aimantées près de la surface de la mer, à une grande distance des continents , afin de connaître l'influence de la chaleur solaire, examiner si dans une même

journée la couche invariable n'éprouve aucune perturbation dans son état; fixer son attention sur l'influence exercée par la température atmosphérique, enfin rechercher avec soin la loi dû décaissement à mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère.