A VOLUME ÉGAL. A POIDS ÉGAL
Substances, Substances.
EPSON 1.000.000 HOPPER en tele lelefe +-1.000.000 Dissolution de proto-
Dissolution de protochlorure de fer. Densilé. : 1,4334|+
Le chrome et le manganèse contenaient peut-être des traces de fer; par conséquent ces nombres n’indiquent que les résultats relatifs aux échantillons essayés.
Nous ajouterons ci-après les nombres obtenus d’après la méthode des oscillations, pour indiquer les limites d'action entre lesquelles sont compris les effets produits par un certain nombre de roches (E. Becquerel).
MAGNÉTISME MAGNÉTISME spécifique. spécifique.
FO meme Nuse te +-1.000.000 Euphotide variolite, ...| + 21,9 Granite, 12 échantillon. | 50,6|! Trachyte retinite...... +10.345,6 Id, 2° échantillon..|+ 139,2|| Gneiss, .,... ER DA + 286,0 Protogine............. + 2753 | DABAÏLO ren acer + 2.710,4 { antique rou- | Id. de l'ile Bourbon.| + 8.844,4 geâtre,.,.. + 71,3 vérle cris- Porphyre { quartzifère. .|+- 126,4|| Amphibole{ tallisée. ..| + 71,3 vert des Vos- noire,.,.., + 2.787,6 TNA EE 1.391,2}
Il serait très-important que l’on étendit ces résultats à un grand nombre de minéraux et de roches, ainsi que M. Delesse l’a déjà fait, mais entre des limites très-étendues d'intensité magnétique ; car, non-seulement l'attraction magnétique est un caractère physique intéressant à étudier dans les minéraux, mais encore, sans vouloir préjuger en rien la question de l'origine du magnétisme terrestre, il est évident que, sous son influence, les différentes roches dont se compose l'écorce terrestre se sont constituées en aimants , et que la résultante de toutes ces actions forme une partie plus ou moins grande de ce magnétisme.
L'action magnétique exercée sur les liquides explique différents effets observés, qui sont dus aux attractions et répulsions exercées de la part des pôles des aimants. C’est ainsi que la surface extérieure d’une dissolution magnétique placée dans un verre de montre. mis sur le pôle d’un très-fort électro-aimant , ne reste pas horizontale, et prend une forme dépendante de la nature de l’action exercée : la surface se creuse si on emploie un liquide magnétique; elle se soulève au milieu si c’est un liquide diamagnétique. M. Matteucei à vu également que le liquide placé entre les pôles dans une petite cuve rectangulaire de 8 à 9 millimètres de largeur et le plus près possible de l’axe magnétique, se transporte vers la ligne des pôles, où il reste soulevé de plusieurs millimètres si c’est un liquide magnétique, en donnant à la surface une courbure facile à déterminer. Si c’est un liquide diamagnétique, on trouve au contraire une dépression. M. Quet a annoncé également que léléation des liquides dans les tubes capillaires était différente en présence des électro-aimants que dans les conditions ordinaires.
Actions produites sur les gaz. Les gaz, comme les solides et les liquides, peuvent être influencés par les aimants. La première expérience faite Gans cette direction date de 1846. M. Bancalari
trouva que la flamme d’une lampe est repoussée par les pôles d’un électro-aimant. M. Zantedeschi , en répétant cette expérience, montra que chacun des deux pôles repoussait la flamme, et que cet effet était accompagné d’une dépression dans cette flamme,
M. Faraday (*) étudia l’action d’un électro-aimant sur des courants gazeux mélangés de fumée qu’il faisait monter ou descendre près des pôles. Il observa des effets différents suivant la température et la nature des courants gazeux, mais indiquant seulement si un gaz avait une action plus énergique ou moins énergique que Vair environnant, sans rien décider pour savoir si un gaz était magnétique ou diamagnétique.
Ce n’est qu’en 1849 (”), et en mesurant par la torsion les attractions des diverses substances plongées successivement dans le vide et dans différents gaz, et en partant de ce principe démontré plus haut, page 52, que l’effet produit est la différence des actions exercées sur le corps et sur le milieu déplacé que Pon déterminât l’action produite par un aimant sur une masse gazeuse. Ce sont les expériences faites à laide de cette méthode qui ont conduit Fun de nous (E. Becquerel) à la découverte du magnétisme de l’oxygène.
La méthode d'opération est analogue à celle qui est décrite pour les autres corps; cependant nous indiquerons la disposition des appareils :
Sur un bloc de bois F, et destiné à se mettre sur le grand électroaimant AB, se fixe verticalement une éprouvette TG de 40 cen-
(*) Philosophical Magasine, décembre 1847.
(**) Mémoire présenté à l’Académie des sciences le 21 mai 1849 (E. Becquerel). Annales de physique et de chimie, t, XXVIII, p, 2835, XXXII, p, 68.
timètres de hauteur et de 4 centimètres de diamètre. La partie hémisphérique G de cette éprouvette entre dans une cavité de même forme pratiquée dans le bloc F ; en outre, deux montants en bois assez larges T, T', servant à fixer les deux oreilles en cuivre attachées à la monture de cuivre qui termine l'éprouvette, maintiennent cette éprouvette dans une position verticale. Dans la figure, les deux montants T, T’, sont dans le plan vertical passant par la ligne des pôles de l’aimant , mais en réalité ils sont dans un plan perpendiculaire en avant et en arrière de la figure.
À la partie supérieure de l’éprouvette se trouve une garniture en cuivre, munie d’un robinet », à l’aide duquel on peut faire le vide ou introduire des gaz dans l’éprouvette. Sur cette garniture en cuivre se visse un cylindre en cuivre fermé par un cercle divisé HH'. Au centre de ce cercle divisé est une ouverture conique, dans laquelle peut se mouvoir à frottement un cône de cuivre, à la manière d’un robinet. Ge cône de cuivre est attaché à une tige de même métal munie d’un vernier, laquelle se meut sur le cerele divisé, et marque la rotation du cône en degrés et fractions de degré.
Le cône de cuivre est percé à son centre d’un trou capillaire de Omm,95 de diamètre tout au plus, suffisant pour faire passer les fils de torsion. Un petit treuil N disposé sur ce cône peut enrouler les fils de torsion, et servir à élever ou abaisser les objets qui s’y trouvent suspendus. :
On voit, en résumé, que le cercle divisé est fixe, et que le cône en cuivre parfaitement centré indique par sa rotation la torsion du fil attaché au treuil ; seulement il n’y a pas de double mouvement, afin de ne pas multiplier les causes d'introduction de l'air. Le zéro change donc à chaque série d’expériences , mais les résultats sont aussi exacts qu'avec le double mouvement du fil et du cercle divisé. Lorsque le fil de torsion est suspendu au treuil, il suffit de mettre un peu de cire fondue sur le petit orifice du cône pour le fermer, et alors on peut faire le vide dans l’appareil ou y introduire des gaz.
.Ge procédé permet, comme on le voit, de mesurer très-exactement la torsion des objets suspendus dans l’éprouvette NG.
Le fil de torsion se termine , comme on l’a déjà dit page 55, par deux fils très-fins en argent, en sorte que les barreaux, tels que «b, sont suspendus de la même manière que précédemment. La petite sphère p de plomb oscille dans le liquide versé au fond même de l’éprouvette. Afin de ne pas introduire d’humidité dans cette éprouvette, on prend pour liquide une dissolution aqueuse saturée de
sommet
chlorure de calcium, dont la tension de la vapeur est à peu près nulle; ainsi on peut agir sur des gaz parfaitement secs.
Les deux masses de fer G et C’ et les deux barreaux D D’ sont placés, comme il a été dit à propos de l’appareil, fig. 470, lun un peu en avant, l’autre un peu en arrière du plan vertical passant par ab. Un microscope muni d’un micromètre est disposé de façon à voir l’extrémité « du barreau suspendu au fil de torsion.
Le robinet » de l’éprouvette se joint par un tube en caoutchouc à un tube à trois branches #1” attaché à un support. Une des branches à permet de faire le vide, étant en relation avec le robinet »" d’une machine pneumatique; la deuxième branche 2’ est en relation avec l’intérieur de l’'éprouvette; la troisième branche &’ communique à un tube dessiccateur rempli de ponce imbibée d’acide sulfurique sur une longueur d’un mètre, et de là à un robinet »’ qui sert à introduire le gaz dans l'instrument. On peut employer ou un gazomètre, ou une vessie en caoutchouc, comme cela est représenté dans la figure. Le procédé d’expérimentation est donc le même que celui qui a été employé pour mesurer les effets produits dans les liquides, puisque l’on peut déterminer l’action exercée sur une substance placée dans le vide et dans un gaz.
On a pris d’abord pour petit barreau ab un tube de verre trèsmince, fermé à la lampe à émailleur à ses deux extrémités, et seulement assez résistant pour que la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur, lorsqu'on fait le vide dans l’éprouvette, Woccasionnât pas sa rupture. Ge barreau avait 35 millimètres de longueur, 7 millimètres de diamètre, et pesait 05,72. À l’extrémité a se trouvait un petit fil de platine soudé à la lampe au moment de la fusion de cette extrémité. Ce fil était nécessaire pour servir de point de mire au microscope, et ramener le tube de verre toujours dans la même position.
On a pu substituer à ce tube d’autres petits barreaux en cire, en soufre, etc., et mesurer les actions produites sur ces substances dans le vide et dans les gaz.
On a trouvé alors, par cette méthode, que dans l'air le petit tube de verre est moins attiré par les aimants que dans le vide. Les petits barreaux de soufre, de cire, sont au contraire plus repoussés. Ainsi, l'air se comporte comme un milieu magnétique. En déterminant son pouvoir magnétique au moyen des effets obtenus à l’aide des différents barreaux , et d’après le principe énoncé page 52 et relatif aux corps plongés, on trouve le même nombre.
T'AIITe 5
SJ
L’hydrogène, l’azote, l'acide carbonique, soumis au même mode d'investigation, ne donnent aucun effet appréciable ; mais, d’après une autre manière d'opérer, quelques-uns de ces gaz se comportent comme diamagnétiques ou repoussés par les aimants.
L’oxygène, au contraire, manifeste les mêmes propriétés que l'air, et cela avec une intensité cinq fois plus considérable ; ce qui prouve que c’est sa présence qui donne à l'air sa puissance magnétique.
Du reste, dans les expériences citées plus haut et relatives aux actions exercées sur les flammes et sur les courants gazeux, presque tous les effets observés sont dus à l’action magnétique de l’air ambiant, la plupart des gaz, à l’exception de l'oxygène et de quelques combinaisons de l'azote , n’ayant pas d’action sensiblement appréciable.
Pour donner un exemple de la manière dont on détermine le magnétisme spécifique par cette méthode, nous citerons quelquesuns des résultats obtenus, en rapportant les déterminations à la même intensité magnétique (voir page 58, E. Becquerel).
Action magnétique exercée sur un tube de verre plein de cire,
Dans le vide... ... — 0,1145 Dans l'oxygène :..:.....:, — 0,2675 Dans lair....... D EE 453
Dans l'Ente eeEeR0 7053
Ce qui donne pour la force magnétique de l’oxygène, par rapport à l’eau dans le vide, +1,871, et par rapport à l’eau dans Pair, + 1,80.
On peut également démontrer la puissance magnétique de l'oxygène en substituant aux petits barreaux @b un petit cylindre de charbon bien recuit, qui, comme on le sait, peut condenser un certain nombre de fois son volume de gaz. Dans l'oxygène, ce cylindre est attiré par les pôles magnétiques, et oscille entre eux comme une petite aiguille aimantée; mais vient-on à faire le vide, alors cet effet cesse, et le petit cylindre en charbon est alors en général repoussé, et toujours moins attiré que lorsqu'il renferme de l'oxygène. Cette expérience curieuse réussit également bien dans l'air, mais avec une intensité moindre.
L’acide carbonique et le protoxyde d’azote, qui se condensent plus que l'oxygène dans les pores du charbon, au lieu de présenter une forte attraction, donnent lieu à une légère répulsion. Ces gaz se comportent d’après cela comme repoussés par les aimants, et
ET g EE PT SRE TPS PRIT Be
cette méthode permet d’apprécier l'influence que les aimants peuvent exercer sur eux (E: Becquerel).
On s’est servi d’un autre procédé pour étudier les actions magné- il! tiques exercées sur les gaz, afin de pouvoir comparer les résultats obtenus avec ceux que la première méthode avait donnés (E,.
Becquerel). Une balance trébuchant au + de milligramme a été disposée de façon que l'on pût placer au-dessous d’un des plateaux un électro-aimant destiné à agir sur différents corps que l’on y suspendait. De petits ballons semblables à celui qui est représenté sur la figure et en verre très-mince, mais cependant assez résistants pour maintenir le vide, pouvaient être suspendus sous un des plateaux de la balance. Leur volume a varié de 240 à 250 centimètres cubes. Ils avaient une tubulure étroite et longue de 10 céntimètres, puis terminée par un petit robinet en cuivre permettant de faire le vide et de fermer le ballon. fé
L’électro-aimant, dont le fer avait 7 ceñtimètres de diamètre | (4 centimètres de moins que celui qui avait servi précédemment, fig. 170 et 171), était placé de façon que ses faces polaires fussent horizontales. Pour augmenter l’action magnétique, on a disposé au-dessus de chaque face des armatures creuses en forme de sphères, afin que les différents points de l’hémisphère inférieur de | chaque ballon fussent à égale distance des armatures. On s’est arrangé pour que dans chaque expérience il y eût de 5 millimètres à } 1 centimètre de distance entre le ballon et les armatures. En même h temps que le courant électrique passait dans lélectro-aimant, il circulait autour d’une boussole des sinus située dans une autre pièce, de sorte qu’on pouvait connaitre à chaque instant l’intensité | du courant de la pile. |
Supposons maintenant que l’on fasse le vide dans un ballon, puis qu’on le remplisse de gaz et ensuite d’eau ordinaire, et que |
l’on cherche dans chaque cas Paction exercée par Pélectro-aimant
DA
en équilibrant la balance avec des poids, on déterminera par rapport à l’action de la pesanteur les effets magnétiques produits sur le ballon successivement vide et plein des gaz ou rempli d’eau. Si ensuite on retranche de toutes les déterminations l'effet produit sur le ballon vide, on aura l’action exercée sur le corps placé dans le ballon, et cela abstraction faite de l'effet magnétique: produit sur l'enveloppe et les accessoires de l’appareil.
En opérant par ce procédé, on trouve les mêmes résultats qu’avec la méthode par la torsion, décrite plus haut ; ainsi l'oxygène, et l'air donnent une augmentation de poids au ballon quand l’aimant agit, tandis que l’eau produit une diminution de poids. Cette méthode est moins sensible que celle de la torsion, et les résultats sont plus longs à obtenir ; seulement les effets sont rapportés à l’action de la pesanteur, au lieu de l'être à la force de torsion du fil d'argent. Du reste, dans ces dernières recherches on a comparé également les différents effets produits à la répulsion exercée sur l’eau.
Voici quelles sont les conclusions que l’on peut déduire de l’ensemble des recherches dont nous venons de parler (E. Becquerel) :
1° Entre les limites des intensités de courant comprises depuis 10 jusqu’à 60 éléments de Bunsen et animant les grands électro-aimants décrits plus haut, le magnétisme spécifique de oxygène par rapport à la répulsion exercée sur l’eau ne varie pas sensiblement de 75 de sa valeur; ainsi , sur ces deux substances les effets paraissent arier sensiblement de la même manière quand lintensité magnétique change. L’action exercée de la part d’un aimant sur les molécules d’oxygène est analogue à celle qui s’exerce sur le fer doux, et, entre certaines limites , varie comme le carré de l'intensité magnétique.
2% La puissance magnétique de l’oxygène sous un volume donné augmente proportionnellement à sa force élastique, ou à sa densité, soit que ce gaz agisse comme milieu ambiant pour repousser des cylindres de cire, de verre, etc., soit qu’il se trouve plus ou moins condensé dans un ballon en verre. Ainsi leffet produit est proportionnel à la quantité de particules matérielles d'oxygène renfermées dans un certain volume à une température déterminée.
Dans les déterminations expérimentales, il est donc nécessaire de rapporter le volume du gaz à la même température et à la même pression.
3e À O et à 0,76 de pression le magnétisme spécifique de l’oxygène est représenté par les nombres suivants :
Par rapport à l’eau, { A volume égal + 0,1823. Peau étant — 1. A poids égal + 127,5100. | Par rapport au fer, { A volume égal + 0,0769. | le fer étant 4,000,000,( A poids égal + 395,2800.
Ces deux derniers nombres sont hypothétiques et déduits des | observations rapportées pages 61.
4 L’air atmosphérique présente les mêmes effets que Poxygène, mais en vertu de la présence de ce dernier gaz, et par conséquent avec une force qui est les 2 de celle que présente l'oxygène dans ff les mêmes conditions de température et de pression; l'effet de fl l'azote n’est donc pas appréciable devant celui de oxygène.
5° Deux autres gaz sont également attirables aux aimants, quoi- | qu'à un degré moindre que l'oxygène: ce sont le bioxyde d’azote et l’acide azoteux. Les autres gaz ne présentent que des effets infiniment plus faibles, et sont en général repoussés par les aimants.
Ainsi les trois gaz que l’on vient de nommer sont des corps dans les- }1 quels la puissance magnétique par rapport aux autres gaz se trouve fl exagérée; de même que le fer, le nickel et le cobalt, par rapport | aux corps solides, présentent des effets beaucoup plus considéra- | bles que ceux-ci. |
On peut avoir une idée des effets produits, d’après les résultats compris dans le tableau suivant : s
