CHAPITRE III

Action do magniHUnie iur tout lis cwpi. — phénomènes d'iltraelion

Magnétisme spécifique des métaux magnétiques proprement dits, et de leurs carbures, N un -seulement le fer, ses carbures, son O*ydo que l'on a nommé oïjde magnétique, agissent sur l'aiguille aimantée , mais deux autres métaux, h: nickel tl le cobalt, ont en-

gnétique", ou on rendant plus sensible le mode de suspension des corps, (nus les autres corps naturels sont inllueucés pur lus aimants; de même, en disposant convenablement les appareils, ils exercent une action sur l'aiguille aimantée, ainsi qu'on le verra dans le «ours de ce chapitre. Nous allons d'abord parler des trois métaux cités plus haut, et qui sont appelée métaux magnétiques proprement dits.

11 est nécessaire de définir plusieurs exprimions qui seront employées plus loin : ce sont celles de substances magnétiques et de magnétisme spécifique. On appelle substance magnétique une substance qui agit comme le fer doux eu déterminant nue attraction sur un coté quelconque d'une aiguille aimantée dont on l'approche, et qui peut elle-même être aimantée par l'iiillueiice d'un aimant. Ainsi il y a cette différence entre une substance magnétique »;t un aimant, que ec dernier est tm corps magnétique qui » reçu une aimantation permanente, par suite d'une force coercitivo ou autre.

Quant au magnétisme spécifique, oo peut le définir comme il suit : supposons des cubes de deux substances magnétiques ayant l'unité de volume Ot situées a l'unité de distance d'une aiguille aimantée; si l'on mesure les actions exercées par ces cubes sur l'aiguille aimantée, et qu'on prenne le rapport des effets obtenus, on

il le rapport des magnétismes spécifiques des deux substances, ou les rapports des actions exercées par l'unité du volume des corps.

Pour obtenir ce résultat, on peut opérer d'une manière inverse, suspendre les substances magnétiques et agir sur elles par influence à l'aide d'un aimant situé à distance. On suspend alors la substance taillée en petit barreau ab a un (11 de cocon sous une cloche , et Fig. 1*7. on l'aimante par influence en en approchant

les pôles opposés de deux barreaux aimantés N et S ; en écartant le barreau ab de sa position d'équilibre , on peut le faire osciller, i t d'après les formules du mouvement oscillatoire, on en déduit l'action par influence exercée sur lui par les aimants (").

Quand il s'agit des substances fortement magnétiques, on rapporte toutes les actions à celle qui est exercée de la part d'un aimant sur du fer doux ; mais lorsqu'on étudie

(•) SI un petit barreau d'une subslance magnétique, uns aiguille aimantée mo. meulsnénient, oscille bous l'influence d'une força dirigée dans son plan, et que l'on écarte cette aiguille de sa position d'équilibre, elle y relient par une mile d'unilalions analogue) n celle! que le pendule décrit sous l'action de ta pesanteur. En nommant A l'angle d'écarlemcnt primlllr, el A — a ce qu'est détenu cet angle après un temps f, on aura, d'après les formules du mouvement wfé :

h étant la Titease angulaire d'une molécule, et ? la force accélérai rice.

Or cette force accélératrice angulaire est égala au quotient des forces accélératrices moléculaires pot le moment d'inertie ; si donc l'on nomme F l'intensité de la force qui agil sur une molécule , r la dislance de celle-ci au centre de suspension ou de graiilé, m sa masse, et pla quantité de magnétisme libre développé par influente dans telle molécule, on aura :

/f sln ;a — s) nrdr

En ne considérant que les angles IrÈj.peUts, afin que les sinus soient proportionnels aui angles, on a , en désignant

mftl=U(A— d'oil H=[u(ll«-«0] i ' On n'ajoute pasdeeouilanlc arbitral]*, car pouca = o,la vitesse initiale est sup-

Comme di = — on a en intégrant par rapport a a.

NÀGNÉT1SUE.

les substances faiblement influencées par les aimants, on rapporte l'action exercée à celle qui est produite sur l'eau.

Four noir le temps d'une oscillation complète T, Il faut faire a = * cl doubler ta valeur de (.

Il vient,™ remplaçant U par sa Vf

peut oblenlr la valeur du dénominateur. Si l'on désigne par Z la tomme dei fortes accélératrices /Fu.rn'r, qui agissent tant par attraction d'un côté do l'aiguille que par répulsion de l'autre cote, on aura pour le carré du temps d'une oscillation complète:

Ainsi , lorsqu'un aimant est à une certaine distance d'une substance taillée on barreau, et qu'il s'y développe une aimantation par influence, dépendant de sa forme, de sa nature cl de sa distance a l'aimant, la formule précédente (1) donne uns relation entre le temps d'une oscillation. Ion poids, sa longueur et l'action de l'aimant sur cette substance.

celte formule s'applique in le Ter doui, qui n'est li almanlée a saturation, nans le premier cas , si F est l'Intensité de la force de l'aimant, A un nombre dépendant du pouvoir magnélique que peul prendre l'aiguille, et d ta distance mutuelle des deu* corps, on a pour l'intensité de la force qui fait osciller l'aiguille:

Dans le second cas, en désignant par F' l'intensité polaire de l'aiguille almanlée,

Si l'on pouvait faire osilller librement le petit barreau sans frotleimiit ni tr<islance, la formule précédente (1) donnerait une eipressiim de l'action de l'aimanl sur celle snlistance, c'est-à-diie de son magnétisme spécilique. Hais, comme on fait osciller le barreau en le suspendsnl par son cenlre de gravité à un lil de sole, il faut pouvoir lenir compte, de la torsion du ûl.

Lorsqu'on (ait usage d'aiguilles atseï longues et pesantes, cette torsion , de même que la résistance de l'air, peut être négligée! mils si elles n'onl que peu de poids, il est nécessaire d'r avoir égard. La formule qui donne le temps d'une oscillation par la Inriion seule f si la même que (i).ctlle précédemment donnée !

L'intensité magnétique îles différents points d'un liarrcau dépend non-seulement do sa nature, mais encore de sa forme et de sa longueur. Si l'on façonne toutes les substances , telles que le nickel, le fer, le cobalt, en cylindre do même longueur et de même diamètre, un peut admettre que ht distribution du n ri t-ti^n u' s'y fait de la même manière, et Z, calculé comme l'indique la note, peut donner le magnétisme spécitique par rapport au volume. Il est facile, d'après la densité des métaux . d'avoir les magnélismes .spéciliqtics par rapport aux poids; car, d'après les résultais que nous indiquerons plus loin, pour passer des poids au*

volumes lo rapport doit être multiplié pary/jL, D et D' étaot les

densités des barreau*; et lorsque D et D' sont peu différents, celle

On se fonde pour cela sur les résultats obtenus en comparant ensemble les effets produits sur des barreaux de fer de différents poids et formés par la juxtaposition d'un certain nombre de liges de fer doux de même diamètre et de même longueur. On trouve alors que l'on peut exprimer comme il suit les effets produits: « Quand des barreaux de fer doux, cylindriques, de même longueur et de diamètre diffèrent, oscillent sous l'influence d'un aimant, les cubes des temps des oscillations sont proportionnels aux poids des barreaux, a

Ou bien, comme les poids sont proportionnels aux volumes; « Les

/ Mont la force Je torsion.

On l'ail osciller cnmilc le même barreau sons l'Influence de 1« torsion et de l'ai-

Kl à l'aide de ce» deux formulrs on [icul ohliuir si le barreau es! asseï groa et ijiii'/ ne Mil qu'une jiriile friJtlioii Je /., un clicrclie le temps 0 i|HC ferait lu u»rreiN fît î Haut seul [ on a:

L = L -L; de la on déduit 7..

Si le liarreau esl trti-le ty-r, on rafinorle /. à /, et oo a ;

Telle formule a l'aïanlage d'elle iinlé|ie ndanle de la résistance de Pair. (F. B>o

lUONETtSME. 43

cubes des temps des oscillations des barreaux do même longueur sont proportionnels au\ carrés des diamètres. » (lî. Becquerel.)

D'après la formule du mouvement oscillatoire, on en conclut que l'action uxercée de la pan de l'aimant sur un filet élémentaire de molécules du barreau de fer doux diminue ii mesure que le diamctru augmente , et celle intensité csl. a peu près en raison inverse de la puissance j du poids du barreau.

Si, au lieu de faire usage, de barreaux cylindriques pleins, on emploie des barreaux cylindriques creux de môme poids, l'action élémentaire exercée sur chaque tibre élome maire des premiers est plus [Milite que celle qui a lieu sur chaque libre élémentaire des seconda. Aussi l'nrtioTi est-elle plus énergique avec ces derniers barreaux. On retrouve donc dans l'aimantation par influence les effets observés dans les aimants, et filés page 30.

On n examiné eottuoent change la foire ninpru-lique en conservant aux aiguilles oscillantes le même volume apparent , et faisant varier la densité magnétique du métal, o'eat-à-dire en prenant des mélanges de limailles de fer et de limailles de métal inaetif, cl en les plaçant dans des cartouches de papier.

On a constaté, en comparant des barreaux de fer doux et dos car louches de papier de même volume et remplies de limaille de ce métal, que le temps d'une oscillation est en raison inverse du poids du barreau, en tenant compte . bien entendu, d'après les lois d'inertie, du poids de l'enveloppe de la cartouche. Il résulte de la que la force qui fait osciller un lilel élémentaire du barreau est proportionnelle au carré de la densité magnétique. (Voir la noie fi- dessus, )

On observe encore nés effets lorsqu' pire avec du fer provenant

de lu réduction de l'oxyde par l'hydrogène . e! ai ce des mélanges île limaille de cuivre ou de zinc et de fer, pourvu qu'on ne dépasse I .i> une certaine limite. Man si un arrive h ep i que le* particule» de fer soient irf>*-éluignéej. • I que la den-itc magnétique soit plus pi-lilc que ,\-„ alors ces particules ne peuvent plus réagir l'une sur l'autre, el l'action élémentaire est proportionnelle simplement à lu densité magnétique. Coulomb, avec des mélanges de cire et do limaille, élait parvenu à la seconde partie de cette loi.

On peut conclure de Ni : I" que l'action exercée par un aimant sur du fer doux est la même, que le fer soit à l'état de poudre impalpable, ou qu'il soit malléable; 2° que l'aelion élémentaire esl proportionnelle au carré de la densité itM^nrliqu'' quand 1rs. pnrti-

.cilles sont tres-rapproehées, et simplement il la densité magnétique quand files sont très- éloignées. Entre ces deux limites la loi serait fort compliquée (E. becquerel).

Lorsqu'on emploie ce procédé pour comparer l'action exercée par un aimant sur des barreaux de fer, d'acier, de fonte , de diverse nature, on trouve pour magnétisme spécifique des nombres trèsdifférents. Le fer le plus doux donne l'action la plus forte, et à mesure que l'on fait usage de barreaux dont la force coerciliïe est plus grande , on trouve des nombres plus petits pour exprimer leur magnétisme spécifique. Ainsi, la facilité que ces substances possèdent de permettre au magnétisme de se développer par influence est inverse de la plus ou moins grande force coercilive qu'ils possèdenl. Déjà, à propos de la torsion, page :t(l, nous avions été conduit a une conséquence analogue. En opérant ainsi , on a trouvé qu'en moyenne le magnétisme .spécifique de la fonle de fer est de 80, quand celle du fer doux est 100.

M. Barlow avait déjà obtenu les résultats suivants, mais en cherchant l'action exercée sur une aiguille aimantée par diverses substances :

Fer malléable iW

Acier fondu (non trempé) 74

Acier blistered id (17

Acier shear id OR

Acier shear (trempé; Sii

Acier blistered id 53

Acier fondu id 10

Fer fondu 48

Le nickel cl le cobalt sont fortement attirantes à l'aimant; mais s'ils sont alliés, et surtout le cobalt avec l'arsenic, ils peuvent perdre complètement cette faculté. On a formé avec du nickel doux, malléable et analogue au fer doux, trais petits barreaux qui ne conservaient pas sensiblement de magnétisme et oscillaient dans le même temps, sous l'influence d'un aimant , que dus petits bavirau'i de fer duu* de même longueur, de même forme et de même poids. La comparaison du nickel réduit par l'hydrogène . e t du fer obtenu par le même pmcétlé, conduit au même résultat; c'est-à-dire que le magnétisme spécifique du nickel doux et du fer doux est sensiblement le même à la température ordinaire. S'il y a une très-légère différence, elle est en faveur du nickel , mais elle

H1GNET1SUË,

ne s'élèverait pas à 1 millième. Quant aux nickels que l'on trouve dans le commerce, ce sont des carbures analogues aux fontes do fer, et ils donnent des résultats moindres que le fer doux.

Le cobalt, de primo abord , parait loin de conduire à dos résultais aussi nets que le fer et le nickel. Ce métal étant très-difllcilemenl fusible, on n'a pu [e fondre que dans des creusets brasqués, et alors il est carburé , ou du moins il s'est présenté comme ayant toujours une certaine forre coercitive. Avec l'éponge de ce métal , obtenue par la réduction au moyen de l'hydrogène, l'état d'agrégation des molécules influe tellement sur les résultats, que tes petits barreaux obtenus par pression ont une force coercitive assez considérable, et que l'on n'est plus conduit aux mêmes résultats qu'avec la poussière de fer et de nickel. En comprimant cette éponge , on peut former des petites aiguilles assez fortement aimantées. On ne peut donc pas déduire le magnétisme spécitîque du cobalt au moyen des nombres donnés par cette métliode, à moins que ce métal n'ait par lui-même une force coercitive ; mais, en tout cas, les résultats obtenus avec le cobalt carburé sont dans les mêmes limites de grandeur que ceux donnes par les carbures de fer et de nickel.

Action de la chaleur sur les métaux magnétiques proprement dits. L'action du fer sur une aiguille aimantée varie avec la température, et au rouge brillant le fer n'agit plus sur elle. Newton avança que le fer rouge ne jouit pas de la propriété magnétique; le père Kircher, au contraire, assura que l'aimant attirait le fer à chaud comme a froid. Cavallo, qui reprit ces expériences, montra quo ces effets provenaient d'observations faites u des températures différentes ; qu'au rouge sombre le fer est encore magnétique, tandis qu'au rouge cerise il ne l'est plus.

M. liarlow a examiné l'action de barreaux de fer, de barreaux d'acier et de sphères de fonte sur une aiguille de boussole, lorsqu'on fait varier leur température. Il a reconnu que la fonte du fer augmente d'action à mesure qu'on élève la température; qu'au rouge sombre elle est à son maximum , et qu'au rouge brillant elle est nulle. Il a vu qu'en élevant d'abord les barreaux de fer et de fonte au rouge blanc, et les laissant refroidir, en arrivant au point où le fer devient magnétique, quelquefois l'attraction qui se manifeste atteint immédiatement son maximum; d'autres fois elle augmente graduellement.

Pour étudier l'action de la chaleur sur les divers échantillons de fer, de nickelcl de cobalt, on peut faire usage d'une méthode quiper-

46 HAGNÉTISHE.

met de soumettre ces métaux il l'expérience, comparativement l'un à l'autre, et ne nécessite qu'une faible masse de malière (K, Mccquerell : on prend un fil Irès-fin de platine, d'une iongneurdo 2 mètres environ (1 mètre de ce fil pesait 0»,O7B). A son extrémité inférieure on suspend un petit ctrier en platine très-mince. L'autre extrémité est Axée au plafond d'une chambre, et on peut donner a ce fil un mouvement de rotation autour de la verticale, de façon à amener l'étrier dans tous les azimuts possibles. Ce til est destiné a servir de fil de torsion, et à faire osciller un petit barreau de fer, nu un autre formé avec lu substance d'essai placée dans l'étrier en platine. Ce barreau, qui ne doit pas avoir plus de 4 eenti mètres de longueur, est chauffé avec une lampe à alcool à double courant d'air, comme la lampe d'Argant , dont la mèche peut s'élever ou s'abaisser au moyen d'une crémaillère. Un cylindre de cuivre entoure la flamme, lui donne plus de régularité et empêche le mouvement de vacillation des lampes à alcool ordinaires. Ce cylindre, qui a li à 7 centimètres de diamètre, dépasse à la partie supérieure au moins de 2 ou '.i centimètres h- barreau qui oscille dans son intérieur. Au moyen de celte disposition, en modérant la flamme cl en variant la longueur du cylindre de cuivre , on peut chauffer le barreau depuis la température ordinaire jusqu'au muge brillant et mémo au rouge blanc, et maintenir la température stationnaire, surtout dans les diverses phases du rouge. Il faut , en outre , que le tirage de !u lampe ne soit pas très-considérable , et que le poids du barreau soit suffisant pour qu'il n'éprouve pas les mouvemenls alternatifs de haut en bas que tend ;t produire le courant d'air.

On approche ensuite les deux piMes opposés de deux barreaux aimantés, dans le même plan horizontal que le petit barreau suspendu; et celui-ci, s'aimanlanl par influence, oseille plus ou moins rapidement. On pourrait ramener les forces accélératrices à la forco de torsion du fil ; mais comme celle-ci change un peu avec la température, puisque 1 ou -2 décimètres de fil de platine près de l'étrier sont porlés a la température rouge quand on chauffe le petit barreau, on a pris des petits barreaux assez pesanls pour que l'influence de cette torsion pût être négligée , c'est-à-dire pour que le temps d'une oscillation fût de 8" à tO" et même plus sous l'influence de la torsion, cl de0",23 ou 0",50 sous l'influence des aimants.

En opérant d'alK>rd avec du fer doux , on a reconnu qu'en le chauffant graduellement pendant ses oscillations, le temps de

îiAosiTisai. 47 celles-ci est peu changé, et qu'arrivés au rouge-cerise, les petits barreaux n'éprouvent plus aucune action, lin abaissant graduellement la température , quand on arrive h ['instant où la fer devient magnétique, quelquefois cette faculté est portée immédiatement ii son maximum; dans d'autres, l'apparition du magnétisme est plu:: graduelle. Dans les pelils fils de fer on observe le premier effet, et dans les gros fils lo second effet a plutôt lieu. L'inégale répartition de la température doit avoir une influence dans cette circonstance, car, lors du refroidissement ou de l'élévation de la température , la surface du barreau n'a pas la même température quo l'intérieur. Mais cette cause ne doit pas être In seule, rar on a vu un barreau d'acier qui n'arrivait que graduellement au maximum d'action, maigri: le soin que l'on avait mis à régler l'abaissement de tempérât lire.

On a remarqué, en opérant avec différents barreaux de Fer doux, et élevant graduellement la température, que le temps des oscillations diminuait , de sorte qu'un peu avant le rouge-cerise, c'est-à-dire au rouge sombre , l'action magnétique était a son maximum ; ensuile au rouge -cerise elle s'a néan lissait. Cette différence d 'action n'est pas très-considérable ; car, d'après lo carré du temps d'une oscillation, ou a en moyenne 10t,3 pour représenter la force qui fait osciller un barreau au rouge sombre, celle qui le fait osciller à la température ordinaire étant 100.

Les fontes et les aciers soumis au même mode d'investigation ont donné les mêmes effets , relativement à la température à laquelle ces substances perdent la faculté d'être attirées par l'aimant; seulement on arrive à ce résultat remarquable, qu'avant <le s'anéantir, l'action devient égale à celle qui serait exercée sur un barreau de fer doux do même forme et de même poids. La force coercilivo s'anéantit donc, etl'action est la même que si elle .s'exerçait sur les particules ferrugineuses seules. D'après les expériences, on a été conduit aux conséquences suivantes : "

1° En élevant la température au rouge naissant, toute trace de force coercitive disparaît dans le fer doux, la fonte et l'acier. Au rouge-cerise, ces substances perdent la faculté d'être attirées par

2° Le magnétisme spécifique du for doux no varie que Ires-pou entre la température ordinaire et celle du rouge sombre ; seulement nu rouge sombre il augmente de ffe à peu près; ce qui montre qu'à fa température ordinaire ce métal se comporta comme ayant une faible force coercitive.

48 MAONÉTI1ME.

3° Le magnétisme spécifique de lu fonte de Ter augmente avec la température, en sortie qu'an rouge naissant il est à son maximum. Dans la fonte et l'acier, le magnétisme spécifique, qui est plus faible que celui du fer à la température ordinaire, augmente à mesure que ivlle-ri s'élève , de telle sorte qu'ayant de s'anéantir il est au moins égal a celui du fer doux.

4° Le nickel et ses carbures se comportent comme le fer et ses carbures ; seulement la température a laquelle le nickel cesse d'élrc magnétique est beaucoup plus basse. On peut admettre approximativement 400° pour la limite a laquelle s'étend l'action magnétique de ce métal ; au delà, il n'agit plus] sur l'aiguille aimantée, du moins si l'on n'a égard qu'au* actions énergiques. Nous avons .déjà vu qu'à la température ordinaire le maym-tisnic .-pécilique du nickel élait le même que celui du fer; quant h. la fonte de nickel, elle se comporte- comme celle de fer. A lu température ordinaire son magnétisme est plus faible que celui du fer et du nickel doux. Il augmente à mesure que l'on élève la température, et atteint un maximum avant de s'éteindre vers -100°. Avant ce terme , il est égal ii celui du fer doux.

G- Quant au cobalt, on n'a agi que sur du cobalt carburé et fondu. Il se comporte de même que la fonte de fer et celle du nickel, et vers le rouge-cerise son magnétisme spécifique est le même que celui du fer et du nickel. La température à laquelle il perd son magnétisme est beaucoup plus élevée que pour les deux autres métaux magnétiques ; en effet , on ne peut l'atteindre à l'aide de la lampe à alcool, et il faut le chauffer pour cela au blanc éblouissant du feu de forge.

On voit donc, en résumé, que le magnétisme spécifique des trois métaux dont nous venons de parler, nickel, fer et cobalt, nu varie pas dans de très-grandes limites entre la température ordinaire et celle où ils ressent délie ma^m'-Iiqius, température qui est différente pour chacun d'eux (E. Becquerel).

D'après le mode d'action de- la chaleur sur les métaux magnétiques, il était tout naturel de supposer qu'en abaissant convenablement la température de certains métaux qui n'ont pas cette propriété il la température ordinaire, ou parviendrait à la leur donner. Mais jusqu'ici ou n'a pu coiilh uiei- cette conjecture, cl le manganèse ni le chrome, à une température même de 8<r au-dessous de 0, n'ont pas présenté d'effets comparables il ceux des Irais métaux magnétiques proprement dits. Ils exercent une action sur l'aiguille aiman-

Kar.KÉTISHE. 49

têe comme beaucoup d'autres corps, et ainsi qu'on va le voir plus loin, mais cette action est beaucoup plus faible que l'action produite par le fer, le nickel et le cobalt.

Action du magnétisme sur tous les corps. Coulomb est le premier qui ait annoncé que non-seulement le fer, le nickel et le ; cobalt, et quelques autres métaux qui peuvent être melangês-do fer, sont influencés par un aimant, mais encore que de petites aiguilles de toutes les substances métalliques ou végétales, telles que du bois, du verre, etc.-, oscillent , sous l'iuHm-un; de forts barreaux, comme de petites aiguilles aimantées, il sYsl servi pour cela du l'appareil déjà décrit , représenté figure H>7, page lu. 11 a donné le rapport des forces exercées sur des aiguilles d'or, d'argent , de plomb, de cuivre, eu égard à la force de torsion d'un lil de cocon. Il a cherché, en faisant des mélanges de eire et de fer, quelle était la faible proportion de. ce imitai ou de particules magnétiques nécessaire piiiir produire ces résultats, ut il a trouvé qu'il suffisait delà présence do , , .', île fer dans ces métaux pour leur donner une force directrice, sensible entre les pùlcs de deux forts aimants. Ce sont la des quantités tellement minimes, que l'analyse chimique la plus parfaite esl impuissante pour en déceler la présence. Coulomb, qui apportait dans ses recberclies une exactitude scrupuleuse, n'a pas trouvé de motif suffisant pour se prononcer sur la cause du phénomène, et décider si c'est une propriété générale de la matière d'être magnétique à un degré plus ou moins marqué, ou bien si tous les corps ne renferment lias des particules ferrugineuses à l'état métallique ou de protoxyde.

Plusieurs physiciens ont également étudié l'action du magnétisme de tous les corps, et même, avant Coulomb, Brugmans, Lelmiami, Cavalln ont examiné l'action d'un aimant sur quelques métaux ; le premier a vu la répulsion produite par les pôles d'un aimant sur le bismuth.

L'un de nous (Becquerel) s'était aussi occupé de celte question, ainsi quode l'action île courants très-énergiques sur différents corps. Il avait reconnu que les corps tel- que le bois, la gomme, laque, seul influencés par les pùlcs d aimants qui ne sont même pas l.rès-oner-

luagnétMiU! ne se fait pas eiiiislaniment de la même manière, et que les aiguilles ne se mettent pas toujours dans la direction de la ligne des pùles ; quelquefois, et le plus souvent quand on opère avec un seul aimant, il St fait une distribution transversale du magnétisme,

10 MAGmItISME.

et l;i pelitc îi ïj r ■. « i H < - sir met perpeiuliniiauvmeul à la li^ni' de? pôles. Quand on varie la dislancc de relie llï^iiï L Ii ' aux pôles des ainianls, un jn;al inclue la faire p.isser par loules les po-itioiis iulennediaircs entre l.i ligne des pôles el 1:L ])iisi!in]i péri ieni lieulaire ; ees effets se pi'iidutsenl lorsque la longueur des aiguilles surpasse plusieurs inilliulèlres. et n'ont jamais lieu avre des salissures fortement magnétiques, comme le fer el le nickel. Il est probable que ees différents elïets lieniicnt ace. que. le. 1 1 j ; s y u i ■ I î s : 1 1 ( • < ■ t li 1 1 1 lres-1'aihlc dans les premiers corps, On peul négliger la rcaelion il il corps sur lui-même; dès lors l'action direete du barreau aiiuanlé dnil l 'emporter, el

loules les particules qui le composent tendent à se mettre dans le même état relatif par rapport à lui i Itecquerel }.

Lebaillif a aussi examiné l'influence des corps sur les aimants ; mais, au lieu de soumettre les snhstanees à l'action des aimants ,

11 a suspendu une aiguille aimantée île façon qu'elle fut trèssensible à l'action des corps magnétiques, et en a approché les substances qu'il voulait soumettre à l'expérience, aliu d'observer la déviation produite sur l'aiguille. L'appareil qu'il a construit sur ce principe a été nommé sidérose ope : il se compose d'une cage MX

(Luis laquelle une paille Ail es! suspendue à un lil de eoeon CL), au moyen d'une chape en papier H. ("ne pelite aiguille aimuntée n, formée avec nue aiguille à coudre, esl fisée a l'extrémité et dans le prolongement d'une lige de paille. Ile l'aulre eôle 11 sont placées deux aiguilles destinées à servir do cou Ire-poids. L'appareil étant orienté dans le méridien magnétique , la [mille . par rinlluencr de a, prend lentement la direction de l'aiguille aimantée librement suspendue. Un cercle divisé P permet d'estimer les déviations du la paille AU.

iiàgr£tisub.

Enlin une feuille de carton M ferme en partie l'appareil, afin d'éviter les eouranU il 'air.

Lebaillif, en examinant l'action des différentes substances sur l'aiguille aimantée, a reconnu, ccniiue Urugman l'avait déjà observé, que le bismuth produit une répulsion, quel que soit le côté

exercée par les aimants sur le à st distances, transparentes pour nu '<Ji-

liet' leurs propriétés optiques, étudia l'ai-lion qui' les aiuiantsexcrcent pour attirer et repousser les corps, et surtout lis effets de répulsion qui avaient été aperçus pur Brogmaii et Lebaillif. Il reconnut à l'aide d'un puissant elt'eti'o-ainumt i aimant on p plus énergique ipie Ils [limants ordinaires et que nous décrirons (Lus le livre XI') que non-seulement le bismuth et d'autres métaux, niais encore les substances telles une le phosphore, te soufre et les liquides, comme l'eau, l'alcool, l'éther, sont repousses par tes pôles d'un aimant ; si une aiguille aimantée a une sensibilité suffisante, elle est également ifpoussée pur tous les points de ces substances.

Il faut rccuunailre dans cette répulsion une action par inllueiico due à la présence du eorps, el rpii se manifeste lorsque, l'aimant et le corps étant en présence, la force magnétique est permanente. Il ne faut pas confondre ces effets avec les attractions et les répulsions qui peuvent se manifester quand il y a mouvement entre, les corps on présente, ou bien lorsque la puissance magnétique eom. menée ou finit, ou varie d'intensité; dans ce dernier cas, il se manifeste des effets dus à des courants d'induction, et que nous ne pourrons étudier que dans le XI' livre.

Ainsi l'ail cac lion qui se produit sur lo fer, l'oxyde de fer, les dissimulions ferrugineuses, etc., e! la répulsion qui a lieu sur le lii^iuilli , le soufre, l'eau , ont lieu quand les corps sont en rc[K>s, e! l'action magnétique permanente, et les effets sont produits sur la masse entière du eorps. Du reste , si l'action des aimants est générale, les effets produits dans les dernières conditions sont de beaucoup plus

faibles que ccu* qui ont lieu sur le fer ; nous donnerons plus loin les insultât s de leur comparaison.

M. Faraday avait pensé, que l'on devait admettre dans la matière une nouvelle propriété, mais inverse de celle que possède le fer, et que l'on devait diviser les corps en corps mwjiiètiqucs ou attirantes à l'aimant, et corps diamagaéligues ou rc|ioussés par l'annuiit.

£3 Hir.WÏTISHE.

Parmi les premiers, inilépenrlammenl du fer, du nickel el du cobalt, peuvent se placer, mais h un di^n' 5*1 m s U\M<-, lr plutine, le titane, le palladium, le chrome, le manganèse, etc.; parmi les seconds, toutes les autres substances, mais au plus haut degré le bismuth.

Cette opinion a été généralement adoptée; mais il est possible, comme on va le voir, d'expliquer les phénomènes sans admettre une nouvelle propriété de la matière, en supposant seulement que tous les corps soient magnétiques, mais à un degré différent, pourvu que l'on tienne compte de l'action des milieux environnants (E. Becquerel).

magnétisme spécifique des solides et des liquides. Nous allons d'abord indiquer les procédés à l'aide desquels on détermine le magnétisme spécifique des différents corps dans diverses conditions; ensuite nous parlerons de l'expliralion des phénomènes.

Ces procédés sont fondés sur le principe suivant, qui a été démontré par les expériences dont nous décrirons plus loin les résultats :

a Un corps placé a distance d'un centre magnétique est attiré vers ce centre avec une force égale à la différence qui existe entre le magnétisme spécifique de ce corps et celui du milieu dans lequel il se trouve plongé; »

Ou, en d'autres termes : 0 L'action du magnétisme sur un corps est la différence des actions exercées sur le corps et sur la masse du milieu nmhiant déplacé, de même qu'un ballon plein de gaz tombe à la surface de la terre ou s'élève dans l'air, suivant que ce gaz est plus ou moins dense que l'air.

Ce principe est donc analogue au principe d'Archimède pour la

c'est-à-dire les actions eiercées par A anr dea toe> égaui de tts substances.

une apnere H' égale à M , il cal érident que la attractiuns magnétiques eiercées par A sur loua les points du milieu indéJEni se détruironl'deux à déni, k l'eicep- 110" deeellc qui aura lieu sur M et M', et il n'y aura dans ce milieu qu'un accroissement de densiLé a mesure que Ton approchera de A. Mais l'action de A sur H étant F, et celle qui a lieu sur M' étant/, la résultante des acliona eiercéea sur M en vertu delà puissance magnétique de A et de l'action du milieu sera y — f. Ainai, de ce qu'une portion do milieu ambiant égale a M te trouve déplacée par le corps, il en ré-

NAQKÉTISNI!. 51

L'appareil suivant, qui est fondé sur l'emploi de ta balance de torsion, permet de comparer les effets produits sur les différents corps solides plongésdansdivers milieux {E. Becquerel); on l'a représenté vu de face et de côté, afin de se rendre compte de la position de ses différa „„. rentes parties. AA'BB' est • un énorme électro-aimant reposant sur une table MM' parfaitement horizontale, de façon que les faces supérieures A et A', qui sont éplement horizontales, puissent supporter les appareils à l'aide desquels on veut opérer. Cet électro-aimant est formed'une barre en foi doux cylindrique, de 1 mèt, de longueur et de II centimètres de diamètre, courbée en Ter a cheval. Les

l'intérieur de 13 centimètres, et cette barre pèse au moins (M kilogrammes; autour des deux branches A B, A'B', sont enroulés parallèlement deux lils de cuivre recouverts de cocon, de 010 mètres de longueur et de 2 millimètres de diamètre, en sorte que le courant peut passer ou dans un seul fil de 1,820 mètres de longueur et de -2 millimètres de diamètre, nu dans deux lils de 010 mètres et de même grosseur, ce qui équivaut à un seul fil d'un diamètre double. Le poids du cuivre de ces fils est de îiO kilogrammes.

Sur cet électro-aimant repose une cage eu bois X , construite sur un soc en bois F parfaitement dressé. Cette cage en bois est destinée à servir de balance de torsion, et a cet effet elle est surmontée d'un tulie K de 51) à 00 centimètres de hauteur, asseï épais, et encastré par sa base dans un morceau de bois G, qui peut glisser

mile nue force/diiigfe de M' .en A, qui dtmlntio d'autant 1» tendance de M vers A.

H résulte d< li que il F eil plus grand que/, F /un positif, et 11 j auraallrnction. Si au contraire F «il plus petit que /, SI sert repoussé du centre mapélfqueA (E. Becquerel).

sur l.i part in supérieure de la cage en bois. lieux écrous en cuivre 0, U', fixent ce morceau île bois sur l:i cage, de telle sorte que le tube de verre est dans une position invariable. Avant île fixer le tube, dont l'axe doit se trouver correspondre au rentre de F, il est bon de centrer les substances qui doivent être attachées ;m lil detor. si ou supporté par le buut du tube : (m parvient à ce but au moyen de deux petits lierons H et U' fixés sur la cage, qui font mouvoir le Jubc dans deux directions a angle droit. L'extrémité supérieure K du tube est munie d'un système qui si-i t ii suspendre les fils de torsion dans l'axe du tube, et qui permet de mesurer la torsion.

Il résulte de celte disposition qui', l'extrémité supérieure du fil de torsion étant fixée à l'aide de N, ou peut déjà donner un premier mouvement, et amener le lil dans la pnsilion que l'on vent; ensuite, au moyeu du cercle divisé , on meiure la torsion que l'on fait subir au fil. Lu cage de cette balance de torsion est ouverte en avant et en arrière; deux hunes de verre glissant à coulisse dans le bois ferment les deux côtés.

A droite et à gauebe de cette balance, de torsion sont deux masses de fer doux G, C qui reposent sur chacune des extrémités de l'élcctro-aimant, de telle sorte que les faces supérieures ont une aimantation Ires-énergique lorsque l'él cet ru-aimant s'aimante luimême. Les faces supérieures sont exactement de niveau avec la face de la base du la balance de torsion, fin pinçant donc sur ces masses de fer deux barreaux D, 11' en communication avec les barreaux H et E' également en fer doux, on accumule une grande force magnétique sur les extrémités en regard de ces barreaux.

Les deux masses C et C doivent être placées, l'une un peu à gau-

nimaiit, et par conséquent les deux barreaux K, F, ne sont pas

Cette disposition est nécessaire pour que les peiits barreaux tels que ali, qui sont suspendus au lil de torsion, soient situés cuire les |>laus des faces internes des barreaux DE et D'E', et pour que les attractions on les répulsions puissent se mesurer facilement.

On voit donc, en définitive, que l'appareil revient à mesurer par la torsion le nombre de degrés dont il faut tordre un fil métallique pour ramener dau s sa première position d'équilibre une aiguille ab attirée ou obnsséc lie l'axe d'aimantation qui su trouve légèrement oblique avec la ligue joignant le centre des faces circulaires

Il y a ries précautions à prendre pour que le rorps suspendu soïl seul îiifluenct 1 par l'aimant ; pour cela, oh prend un lil cJ'nrgent très-lin de (»"»,(> 13 de diamètre, et pesant 31 milligrammes le mètre, h l'aide duquel on a fuit de us boucles qfg, comme cela est Fin. I7u bu. «'présenté. 11». 171) bis; on l'allaehe au fil de torsion , quand ce n'est pas le 111 lui-même cj qui sert il faire res boucles. Cette méthode de suspension est préférable it tons les élriers que l'on peut employer.

Une seconde cause d'erreur sont les oscillations continuelles de l'extrémité du lil ef du barreau ab; il faut les amortir sans gêner la torsion. Tour cela on prenil une petite sphère de plitmb p, à laquelle est soudée une toute petite boucle en fil de platine ; à celte boucle passe un fil de cocon doubla, qui est attaché eu boucle, et passe au milieu du barreau nb, de favon rpre la sphère de plomb soit suspendue ir I centimètre de ab. Alors on prend un petit vase cd que l'on remplit d'eau . ou d'eau saturée de chlorure de calcium; la Ironie p plongeant dans cette eau, ainsi que l'indique la partie inférieure de la figure, les oscillations de ab sont anéanties, et cependant la torsion du fil reste la mémo, le poids qui tend !c fil ne changeant nullement ta force de torsion; ainsi ab resle aussi sensible aux effets du magnétisme,

Tour examiner les mouvements des petits barreaux, on se sert d'un microscope L (lig. 170], grossissant de 111 a 20 diamètres, et fixé fi tin dcsciilcs île la balance île torsinii. Ce microscope porle au foyer de l'oculaire un micromètre. On trace sur chaque extrémité des barreaux ab une crois , soit avec un crayon, soit avec une lime, el l'on vise avec le micron -ope dr façon il apercevoir le point de croisement îles deux traits. Alors on tourne le cercle divisé supérieur IIlI' jusqu'à ce que le point de croisement soit le fil du milieu du

el rie ramener lonjuiirs l'aiguille t'h dans la mcnir position relative.

Il est facile rie cherelicr les effets pieilnits dans différents liquides : il suffit de soulever le bouton N, d'enlever le petit vase a}, et de glisser entre les denx barres de fer E, V.', mie cuve parallclipipeilique en verre à faces parallèles, en sorte que chaque granité face soit perpendiculaire il la direction rie la lunette; la partie supérieure de la tigrue 170 bis représente celle cuve dans laquelle plonge ni.

SG MAr.KfrlSVI.

On peut mettre dans ce vase les liquides dans la masse desquels on veut plonger les diverses substances, et le liquide lui-même, par sa résistance sur nb et surp, amortit les oscillations.

L'appareil étant décrit, on a peu de chose à ajouter pour Taire 'comprendre la méthode d 'observai ion. Cette méthode consiste à disposer en barreaux de 33 millimètres de longueur etde 2, 3, i, h millimètres de diamètre, et même plus, les substances sur lesquelles on veut opérer, et à placer le petit barreau nb suspendu comme il vient d'être dit , de façon que le point de croisement des traits marqués sur une des extrémités vienne coïncider avec le trait central dii mierouiètic situé ait foyer de l'oculaire du microscope; ensuite on fait passer un courant dans l'élcctro-ai niant , < t Touille se trouve déviée dans un sens ou dans l'an Ire, suivant qu'il y a attraction ou répulsion; il n'y a pas d'équivoque. On tord le fil de torsion en sens inverse avec le cercle Hll', et on mesure le nombre de [livrés nécessaires pou; ramener le point de enlisement au rentre du microscope ; la force de torsion étant proportionnelle à l'angle

de torsion, on a la mesure exacte de l'effet du a l'ai niant al ion. Mais, pour eu conclure l'action exercée sur le barreau , il faut changer l'aimantation n l'aide d'un commutateur situé dans le circuit , cl mesurer de nouveau l'effet produit. On trouve presque toujours la même torsion. Ensuite on tourne le cercle HH' de 1H0*, et l'on répète les mêmes opérations sur l'autre extrémité du barreau : on prend la moyenne des quatre déterminations.

Ce procédé donne des résultats précis, car l'appareil est très-sensible; cependant on peu! employer une autre méthode, surtout si l'action est assez énergique. Cette méthode consiste à suspendre au fléiin d'une balance le corps sur lequel on veut examiner l'action de l'aimant ; il doit être situé assez loin de la balance pour que l'é-

Kn aimantant l'appareil avec un courant électrique d'une intensité déterminée, puis plongeant le corps dans un liquide pris comme substance normale, et opérant une seconde fois, la différence donne l'effet produit sur le liquide, et l'on déduit du rapport des actions les inapte tismes spécifiques des corps. C'est surtout à l'aide de cette seconde méthode que l'on observe des effets d'induction au moment où l'on produit l'aimantation ou lorsqu'on la fait cesser, et sur lesquels nous reviendrons plus loin.

On conçoit qu'à l'aide de ces procédés ou puisse soumettre à l'expérience un corps solide quelconque, ou un liquide si on agit par

UjtO.lÉTISUg. 57

ilii'lV-ivnce; les attractions on répulsion sont rendues manifestes, et c'est par lu signe -+- ou — qu'elles peuvent être indiquées dans les résultats.

On a pris pour corps servant de ternie de comparaison l'eau dis^ tillée, à la température ordinaire. La plupart des résultais indiqués ci- après ont été obtenus par la première méthode, en aimantant, en général, l'électro-aimiuit avec 25 à 30 éléments de Hunscn. Les nombres sont relatifs aux effets produits dans l'air comparativement à l'eau prise égale à — 1 . On les a ramenés il la même intensité magnétique en plaçant dans le circuit une boussole des sinus donnant l'intensité du murant actif ; comme celte intensité change entre chaque détermination, quoique faiblement, en opérant rapidement et admettant, comme ou va le dira plus loin , que l'effet produit est proportionnel au carré de l'intensité magnétique, entre certaines limites, on a des nombres relatifs à la même intensité de la pile; nous verrons également plus loin quelle correction il faudrait leur faire subir pour avoir i'tlTi t dans le virtr. L. Becquerel).

SOUDES.

1I1CSÉTIS.E

tpMOqiw