I -iP et 1 08", avec A 2 J
Les chlorures ferreux et ferriques, le sulfate de nickel, V azotate de cobalt, le ferricyanui'e de potassiuJti, le sulfate de 7uanganèse â\ssous dans Tean (d'après les expériences de MM. Wiedernann et Plessner) entre 12" et 70".
Le sulfate de manganèse et le sulfate de cobalt desséchés (d'apiès M. Plessner) entre 12^ et 60".
La niap^nétlte^ entre 85o" et iSOo", avec A. . . . 28000 La fonte blanche, entre 85o" et 12G7", avec A. 385oo
k 34000 Le fer (i), entre 930" et 1280", avec A valant. . ' à
Aux nombres qni précèdent, il faut joindre, pour avoir l'exposé de nos résultais :
Les Tableaux XII et XTII, cjui résument nos expériences sui' \^. fer doux (p. 85 el 9*^)^
LcTablead XIV^ relatif à la/o/i/e(p. io5);
Le Tableau XV relatif au nickel (^\). io5);
I^e Tahleau XtX qui résume nos expériences sur la viagnétite [\). i ()()).
CoM PA r. A lso^s dks phophiétés m agjvétiql'fs des cor.ps ÉTUDifts. — Zff coefficient d aimantation spécifique des corps dianiagnétiq ues est indépendant de V intensité du champ. Il est aussi généralement indépendant de la température : c'est ce (jui arrive poui- leau, le sel gemme,
(') L'échantillon G (entre iotS" et iiS^") est bien en accord avec cette loi; pour les éclianlillons E et F entre 900° et iiSu", les résultats sont grossièrement représentés par la formule; la loi de variation est, en réalité, iiioins rapide.
I lO p. CUUIE-
le cliloiuie de potassium, le sulfaie de potasse, l'azotate de potasse, le quartz, le soufre, le sélénium, le telluie, l'iode, le mercure, le phosphore, le bismutli fondu. Du moins, ou peut dire cjue le coefficient de variation du coefficient d'aimantation de ces corps est fort petit, de l'ordre de grandeur du coefficient de dilatation des corps solides, par exemple.
L'antimoine et le bismuth font exception à cette règle; le coefficient d'aimaiitalion de ces corps diminue assez rapidement en valeur absolue, quand la température augmente. Pour le bismuth, qui a été étudié spécialement, la loi de variation est linéaire.
Les changements d'état physique ou chimique n'ont souvent qu'une influence insignifiante sur les propriétés diamagnéii(jues ; celles-ci se révèlent alors comme des propriétés dépendant senlemcni de l'éiat des dernières paiticules de la malièie et indépendantes de leur airangeinent. Nous citerons, comme n'ayant pas d'influence, la fusion de Tazolale de potasse à 35o", c«*lle du [)hosphore blanc à 44°» ^*^^'ti de l'iode à io4", c<dle du soufie; l(S tiansformalions diverses (|u'épiouve le soufre (juand on le chaulïe, les changements d'états allotropiques, tels que ceux du soufre piismalique et du soufre en fleur, se transformant en soufre octaédrique. Cependant il n^i'w tîst pas toujours ainsi : le coefticient d'aimantaiion du sélénium semble diminuer en valeur absolue de 3 à 4 pour loo par la fusion; le coefficient d'aimantation du phosphore blanc éprouve une diminution bien plus considérable, quand ce corps se transfoinje en phosphore rouge, l'aniinioine se dépose par électrolyse dans un état allotropique beaucoup moins diamagnétique que la variété ordinaire; enfin, le coefficient d^ aimantatioJi du bismuth déifient, par fusion^ vingt-cinq fois plus faible.
Les corps faiblement magnétiques ont aussi un coefficient d aimantation indépendant de V intensité du
PUOPRIETES ÎVI\GINETl(^LKS DES CORPS. III
cJinmp ^ mais (U^s coips se conipoi tcii t loiU aiilieniciil au point de vue des cliarii;emeiils produits par la leni[)éialure. La loi de vaiialioii du coefticienl d'aiinaniaiion a une allure hyperbolique eL le plus souvcni le coejfîcicnt (Vdinuuitatioji spécifique varie simplcinent en raison inverse de la tenipéialure absolue.
C'est au moins comme pieniière approximalîon ce qui arrive pour Toxygène, pout le palladium, poui' les sels magnétiques dissous ou d<'ssé(diés.
La différence d'action de la température sur le coefficient d'aimantation des corj)s magi élicpies et diamagnéti(jues est absolument tranchée et ces résultais sont en faveur des théories qui attrihuent le magné tiswe et le diamagnétisnie éi des causes de nature dijjérente (^^ ).
Les pro[)riétés des corps (eironiagnétiques et des corps faiblement magnétifjues sont, au contraire, inlimemenl reliées. Un corps ferromagnétique se transforme pro— gressivement quand on le clianffe et pie/id les ])ropriétës d\in corps faibleme/it mag/iétique. Nous avons étudié sur le (vv la transformation continue des coutbes I ==y(H) reliant linleusité d'aimantation à l'iftlensité du champ, depuis la températuie ambinnle juscpi'à 760", température à partir de laquelle ces courbes ne sont plus (|ue des droites passant par 1 origine pour les limites des champs employés.
(') Si ces causes de natures did'érentcs se superposent dans un même corps, on peut s'aLLendre à trouver une loi de variation avec la température sous la forme
A et K, étant deux constantes, K, caractérisant les propriétés diamagnétiques généralement invariables. En général, les propriétés magnétiques sont assez fortes pour mas(|uer complètement l'existence d'un terme tel que Iv, ; mais ceci n'a peut-être plus lieu pour des corps très faiblement magnétiques, comme le palladium, par exemple, auquel semble correspondre pour K une loi de variation un peu plus l'apide que la l<ji inverse de la température absolue.
112 P. CUIUE
Lorscjiie l'on élève la icmpéralure d'un corps fenomagnéliqne, et lorsque les propriétés magnétiques ont subi la première baisse rapide caractéristique (|ui correspond à ce (|ne 1 on appelle point de transformation magnéiicpie (baisse (pii a lieu vers ^4^" pour le fer, veis 53o*^ pour la magnéti le, veis 34o" pour le ni( kel), le coefficient d'aimantation esl indépendant du champ magnétisant poui" des clianips inférieurs à i35o unités. iMais h^s coefficients d'aimantation sont encore considérables, si on les coinj)aie à ceux des corps faiblement magnétiques. Si l'on augmente encore la température, les coefficients baissent rapidement. Prenons comme type la magnétite, qui a élé étudiée jus- (ju'à i3^o°et ne [)rés('nle pas d'»nomalies : nous venons le coefficient d'aimantation finir par varier de 85o" à i3yo^ sensiblement en raison inveise de la tem[)éralure absolue; c'est la loi trouvée poui- les corps faiblemt'nt magnétiques. De plus le coefficient d'aimantation de la magnétite est alors précisément de Tordre de grandeur des cojfficients d'aimantation de ces corps. Ses expériences sur la fonle, sur le nickel et même celles sur le fer (*), convenablement interprétées, lendent à prouver la généralité des conclusions qui pré(è(lent. Il senible donc probable que, lois(jue Ton élève la température, la loi inverse de la LetnpéjatAwe absolue est une loi limite iwi's laquelle tend la loi de variation du coejficient (T aimantation spécifujue d\in coj'ps Jei'rojnagnéti(jue, lorscpie la tempérât aie esl sujji' samment éloigtiée de celle de transjormaiion.
AjNALOiilE KiN'niE LA MAWlÈllE DOJN T A CG M KJN TK Ll WTEJNSITÉ
(') Prolongeons {fig. 12) la droite qui représente en coordonnées logaiillinniques les lois de variations du coeflicient d'aimantaLioa de J'oxygène. Celle droite prolongée conviendra approxinialivenient pour représenter les coeflicienlsd'aimantalion du fer entre ç)^.)" et i?8o". Si l'on adnnet que la loi de variation de rox}gène entre 10° el 45o° se vérifie aux températures élevées, il en résulte qu'entre 925° et iîSo" l'<>xygène et le fer oui prcsijue les nicnics cocflicienls d'ainiantatiou sp('Mili(|ii('.
PROPRIÉTÉS MAGJNÉTIQUES DES CORPS. I l3
DAIMANTATIOJV d'uJV CORPS M AGJN ÉTIQ UE SOUS l'iIV FLU EJNCE DE LA TEMPÉRATURE ET DE l'iNTEJNSITÉ DU CHAMP, ET LA MANIÈRE DOWT AUGMENTE LA DENSITÉ u'uN FLUIDE SOUS l'iN- FLUKNCE DE LA TEMPÉRÂT UR E ET DE LA PRESSION. ^ J ^
des analogies erilie la fonction y (I, H, T) = o relative à un corps magnétique et la fonction f(^D^p,T) = o relative à un fluide. L'intensité d'aimantation I correspond à la densité I), l'intensité du champ H correspond à la pression p^ la températuie absolue T joue le même lôle dans les deux cas. Pour un corps faiblement magnétique ou un corps ferromagnétique à une température suffisamment élevée au-dessus de celle de transformation, on a la relation
où A est une constante. De même pour un fluide suffisamment éloigné de sa température de liquéfaction, on a
la relation
où Y7 est une constante. I.a loi de la constance du coeffi- K
cient d'aimantation, quand le champ varie, et la lui inverse de la température absolue pour le coefficient d'aimantation sont 1rs lois qui correspondent aux lois de Mariotte et de Gay-Lus>ac.
Jja manière dont varie Tinlensité d'aimantation en fonction de la température dans le voisinage de la température de transformation, le champ restant constant, rappelle la façon dont varie la densité d'un fluide en fonction de la température dans le voisinage de la température critique (la pression restant constante). L'analogie a lieu entre les courbes I = cp (T), que nous avons obtenues, et les courbes D=:cp(T) correspondant aux pressions un p(ni supérieures aux pressions critiques. La Jlg, i4, con- C. ' 8
1 l4 p. CURIE.
struile avec les données déterminées par M. Amagat sur l'acide (aibonique, et lajig, i5, construite d'après mes expériences sur le fer, permettent de saisir celle analogie.
Fig. i4.
is
Les courbes de la /i^. i4 donnent, d'après les expériences de M. Amagat, les densités par rapport à l'eau de l'acide carbonique en fonction de la température (entre o° et 258°); chaque courbe correspond à une pression différente indiquée en atmosphères sur la figure. La courbe de liquéfaction est tracée en pointillé. Les courbes (7?^. i5) représentent la relation entre les intensités d'aimantation et la température pour le fer (entre 780° et 780°) pour des champs de 5o, 100, 3oo, 1000, i3oo unités.
Les courbes I =f(t), relatives aux phénomènes magnétiques du fer pour des champs de 5o à i3oo unités, sont analogues entre
740° et 780° aux courbes D=/(^) relatives à la densité de l'acide carbonique entre 0° et 258° pour des pressions voisines de 75^*™ à 200'"*™.
Lorsque la température s'abaisse, le faisceau des courbes l =f(t) pour le fer se resserre de 760° à 740°, puis, aux températures inférieures à 740°, le faisceau tend à s'épanouir. En général,
Fig. i5.
pour les fluides, dans les limites de température utilisées jusqu'ici, le faisceau des courbes D =f{t) se resserre constamment quand la température s'abaisse. Cependant pour l'eau (expériences de M. Amagat), les courbes se resserrent seulement entre 200° et 45° pour s'écarter ensuite légèrement les unes des autres lorsque la température passe de 45" à 0°.
La comparaison peut èire utile, car elle peut suggérer quelques expériences uouvelles. La densité d'un fluide,
ii6
p. CURIE.
par exemple, augmente d'aularit plus bruscjU(^ment, lors d'un abaissement Je température, que la piession est plus basse. Lorsque la piession est plus faible que la pression critique, la conltaelion est brusque et l'on a le pliënoïnene de la liquéfaction. De même l'inlensilé d'aimantation augmente d'autant plus brusquement lors d'un abaissement de t(împérature que le champ est plus faible. On peut se demander si l'augmentation serait brusque avec un champ suffisamment faible. On peut encore se demander s'il existe un point crili(|ue des coiislanies critiques pour les phénomènes magnéti(pies, etc.
A un point de vue plus général, on peut penser que les transformations magnétiques telles que celles du fera 743°, de la magnélite à 53o^, etc., sont des phénomènes nécessaires à une température déterminée chez tous les corps magnétiques, comme sont nécessaires, pour h^s fluides, les contr;ictions rapides, qui finissent toujours pai" se produire à une certaine température pendant le refroidissement.
Enfin, au point de vue des théories moléculaires, on pourrait dire, par analogie avec les hypothèses que l'on lait sur les fluides, que l'augmentation rapide de l'intensité d'aimantation se produit (piand l'intensité d'aimantation des particules magnéti(]ues est assez forte pour (pi'elles puissent réagir les unes sur les autres.
Cependant je no crois pas qu'il faille exagérer l'importance d'analogies entre phénomènes aussi dissemblables. 11 faut surtout ne pas se laisser' aveugler par ces analogies au point de ne pas donner de l'importance aux faits caracléiis tiques qui sont en désaccord avec eux. Si l'on compare, par exemple, les courbes 1= 'y'(H) avi^c les courbes D='y'(/^) à température constante, la ressemblance est douteuse ('). La courbe (F aima/itatioji stable, par
(•) La comparaison serait plus exacte en disant qu'il y a seulement analogie entre les courbes l = cp(T) à H constant et les courbes D = » (T) à p con>tant.
exemple, dont nous avons parlé plus haut, p, 8g, n'a pas d'analogue chez Jes fluides, et cette courbe me semble avoir une grande importance puisque c'est elle qui correspond à l'état d'équilibre du magnétisme.
PoiJNTS DE TRANSFORMATION DU FER. Eli pluS du
premier point de transformation magnétique normal de ^45", cjui a son analogue chez tous les corps ferro-magnétiques, nos expériences indiquent entre 860" et 890° une baisse très rapide et anomale des propriétés magnétiques: à 1280", un acci'oissement brusque du coefticient d'aimanlation. Entre 920^ et 1280^, le fer est un corps comparable aux corps faible menlmagnétic|ues, tels que Foxygène ou le palladium. Ces résultais me semblent favorables à la théorie de M. Osmond, qui admet qu'au-dessus de 860** le fer se trouve dans un nouvel état allotropique (') (fer p).
(' ) M. Arnold et M. Hadfield admettent que c'est à un carbure particulier que sont dues les nouvelles propriétés du fer au-dessus de 860°, le fer n'étant jamais rigoureusement pur.
Vu et approuvé :
Paris, le 29 décembre 1894.
Le Doyen de la Faculté des Sciences, G. DARBOUX.
Vu et permis d'imprimer :
Paris, le 29 décembre 1894.
Le Vice-Recteur de L'Académie de Paris, GRÉARD.
