THÉORIE DU MAGNETISME

§ 1. Hypothèse d'Ampère sur la cause du magnétisme. Lois

auxquelles conduit cette théorie*

56. Ampère, guidé par l'analogie qu'il trouva entre les solénoïdes et les aimants , fut conduit à une explication des phénomènes magnétiques qui réunit à la simplicité toute* les garanties qu'on peut exiger d'une bonne théorie physique.

57. Théorie d'Ampère. « Les corps à l'état naturel ont toutes leurs molécules enveloppées de courants électriques , qui, prenant par C aimantation des directions fixes* produisent des solènoîdcs. Un aimant est donc un assemblage de courants fermés particulairesy et un solénoide le squelette magnétique des substances aimantées. »

58. Une me paraît pas nécessaire d'admettre la préexistence des courants dans les corps à l'état naturel, et j'ai cru en

modifiant an peu la théorie précédente pouvoir la présenter ainsi.

59. a Un courant électrique, ou un aimant, en agissant » convenablement sur un corps, y développe toujours des cou- »rants fermés moléculaires. Ces courants qui surexistent à la * cause dans les aimants, disparaissent avec elle dans les corps 9 simplement magnétiques. Dans tous les autres ils naissent » pour être aussitôt détruits. Leur direction dans les aimants » dépendra, pour une même cause, de la nature de la sub- » stance ; et si Ton nomme lignes d'aimantation les courbes » normales en tous leurs points à des courants moléculaires, » l'action des aimants sera liée à la forme de ces courbes, leur » nombre et l'intensité des courants. » *

Go. Cette théorie satisfait entièrement aux besoins actuels de la science, et a déjà conduit à des découvertes importantes. L'aimantation , la production et la nature des points conséquents s'expliquent maintenant avec facilité , et les lois qui régissent les actions mutuelles des aimants ou des aimants et des courants, déduites dans les n" 47» 4& des actions simples de deux éléments de courants, offrent avec l'expérience l'accord le plus parfait.

Expériences de Coulomb sur les actions des aimants. Expérience de M. Biot sur l'action exercée par un fil sur un aimant.

Expérience de MM. Gay-Lassac et Welter sur un aimant formant une courbe fermée.

61. Nous venons donc de ramener à un principe unique et incontestable , les phénomène» multipliés de l'électro-dynamique, du magnétisme et de l'électro'-magnétisme , et nous trouvons dans les rapports qui lient entre eux les faits les plus éloignés, un indice certain de la bonté de cette théorie.

Si quelques difficultés se présentent encore dans leur explication, l'analyse seule pourra les surmonter.

62. Quelques physiciens, méconnaissant les avantages qu'il y aurait à adopter les idées d'Ampère , quand même elles ne serviraient qu'à classer les phénomènes, hésitent et penchent

encore vers celle de Coulomb. La comparaison des deux théories qui partagent encore les savants les décidera, je l'espère , et fixera leur opinion.

§ 2. Théorie de Coulomb.

63. L'hypothèse de Gonlomb est encore assez généralement adoptée, malgré la faiblesse des raisons sur lesquelles elle repose, et les difficultés qu'on éprouve à l'appliquer, même dans les cas les plus simples.

64* "Entraîné par quelques traits de ressemblance entre les phénomènes électriques et magnétiques, ce célèbre physicien admit l'existence de deux fluides dont chacun se repousse et attire l'autre. On nomme austral celui qui parait dominer dans l'hémisphère sud et tourne de ce côté l'un des pôles d'un barreau aimanté , et boréal celui dont l'action se fait principalement sentir dans l'hémisphère nord. Un aimant pouvant être divisé, rompu en plusieurs parties qui formeront autant d'aimants, Coulomb considéra chaque corps susceptible d'aimantation comme formé d'espaces très-petits, pouvant renfermer un nombre plus ou moins grand de particules mat&ielles, dans lesquelles les deux fluides existent naturellement aVétat neutre ou combinés, et peuvent, sous certaines influences extérieures, être séparés, sinon totalement, du moins partiellement. Cette décomposition pourra, dans certains cas, être arrêtée par une force qu'il nomme force coercitive, qui s'opposera aussi à la réunion des principes magnétiques, lorsque, séparés, on les abandonnera à leurs actions mutuelles, et leur déplacement n'aura jamais lieu que dans les très* petits espaces que noua considérons et qu'on nomme éléments magnétiques. Les actions exercées par les molécules magnétiques devront être réciproques aux carrés des distances.

§ 3. Comparaison des deux théories. - 65. Les bases de cette théorie, plus spécieuse que logique*

ne nous paraissant pas résulter nécessairement des faits. Il est en effet permis de douter de l'existence de deux fluides qu'on n'a jamais isolés, inhérents aux particules des corps et donnant naissance à des forces dont on peut expliquer la nature au moyen d'hypothèses très-différentes.

Les lois des actions mutuelles des barreaux aimantés que Coulomb avait déterminées par expérience, ne sont pas nécessairement applicables aux molécules magnétiques.

11 était donc impossible de parvenir par l'expérience seule, et sans le secours du calcul, aux actions simples qui faisaient la base de cette théorie, et M. Poisson, par des travaux analytiques complètement vérifiés par l'expérience, a le plus puissamment contribué à la protéger et à la foire vivre.

66. Sans blâmer la méthode de déduction qu'a employée ce géomètre, la seule possible dans bien des cas, on ne saurait cependant lui attribuer la même rigueur qu'à la méthode d'induction dont nous avons fait usage. Avec la première, en effet, on ne peut affirmer qu'on a toujours introduit dans le calcul tous les éléments qui jouent quelque rôle dans les phénomènes. On peut objecter que le petit nombre de résultats auxquels on parvient, et que l'expérience sanctionne, ne sont que des cas particuliers d'un fait plus général ^ l'explication duquel la science ne saurait s'élever. Enfin, pour que la théorie précédente ainsi fondée méritât notre confiance absolue, il faudrait prouver qu'aucune autre hypothèse ne conduirait aux mêmes conséquences.

67. Avant donc de considérer les beaux mémoires de M. Poisson comme la preuve la plus évidente de l'existence des deux fluides, voyons si, donnant de* la force aux idées que nous venons d'émettre sur les" méthodes de déduction, .ils ne sont pas la conséquence nécessaire et la confirmation la plus complète de l'hypothèse des courants moléculaires.

Ses recherches ont eu pour objet la distribution du magnétisme dans les corps aimantés par influence, dont il a fait dépendre l'action de celle exercée par un élément et une molécule magnétique. Cette dernière action , rigoureusement dé-

duite des lois posées par Coulomb , étant précisément celle (48) qu'exerce sur le pôle d'un solénoïde indéfini , un courant fermé très-petit et plan, nous pouvons poser avec assurance les principes suivants : *

cDans tous les cas possibles» l'action exercée par un courant » fermé plan et très-petit sur le pôle d'un solénoïde indéfini

• représentera en grandeur et en direction celle qui aurait

• lieu entre un élément et une molécule magnétiques. On par- » viendra à tous les résultats obtenus par la méthode de Cou- »lomb, en substituant le pôle d'un solénoïde indéfini à une » molécule magnétique , et à un élément magnétique, un coûtant fermé plan et très-petit, perpendiculaire à la ligne d'ai- » mantation. »

68. Les travaux de M. Poisson, que nous regrettons de ne pouvoir exposer ici, en les faisant dépendre de l'action de deux éléments de courants, forment donc maintenant une branche importante de l'électro-dynamique. Ses calculs, basés d'abord sur une hypothèse purement gratuite, subordonné» maintenant à un principe impérissable, acquièrent une certitude et une généralité qui doivent les faire regarder comme l'expression même des faits.

Nous citerons cependant quelques résultats importants auxquels il est parvenu et dont nous aurons besoin plus tard.

69. Deux corps aimantés agissent l'un sur l'autre comme s'ils étaient simplement recouverts d'une couche très-mince d'éléments magnétiques, ou de courants partie ulaires. (Expériences de Barlow.) Celte dernière action pouvant, comme nous' l'avons vu (46), être remplacée par celle qu'exerceraient des courants fermés limitant les surfaces des corps,) il est impossible que deux courants fermés puissent par leurs actions mutuelles donner naissance à des mouvements de rotation j continue, puisqu'on peut ramener ces forces à celles de molécules magnétiques > agissant suivant la droite qui les joint ,

et en raison* inverse du carré de leurs distances.

70. La théorie d'Ampère, en expliquant tous les faits connus du magnétisme, a évidemment, sur celle de Coulomb, (

l'avantage immense de les grouper tous autour d'un fait plus simple, et de contribuer puissamment aux progrès de la science en la simplifiant. De plus, lorsque dans celle-ci le principe magnétique reste toujours à l'état d'abstraction, dans celle-là nous l'isolons, il est palpable. Dans la première enfin, une seule hypothèse parfaitement d'accord avec les faits dont elle semble être la conséquence forcée, suffit à l'explication de tous les phénomènes. Dans l'autre , chaque pas nouveau appelle une nouvelle hypothèse. Le choix n'est déjà plus douteux I