CHAPITRE PREMIER

Description et usage des appareils.

Action magnétique du globe terrestre. Méridien magnétique. On a vu dans le livre précédent qu’une aiguille aimantée dans une localité quelconque revient à une position fixe, quand on la dérange de son état d'équilibre. Ce fait indique que le globe terreslre agit comme un aimant pour lui imprimer une direction déterminée. Mais cette force se réduit à une action de direction, et nullement de transport; en effet, une aiguille aimantée placée sur un flotteur en liége ne se déplace pas à la surface de l’eau, mais tourne autour du centre de gravité du système jusqu’à ce qu’elle ait pris une direction fixe, qui reste constante dans un même lieu. Le plan vertical passant par la ligne qui marque cette direction est appelé le méridien magnétique du lieu, et fait un angle plus ou moins grand avec le méridien terrestre. Ainsi le globe agit comme un couple: sur laiguille aimantée, et donne lieu à deux actions égales et contraires sur les deux extrémités de l'aiguille.

Il est facile de prouver encore d’une autre manière l’action d’influence exercée par le globe terrestre : il suffit de prendre à la main une barre de fer doux, de la placer verticalement, et de l’élever ou de l’abaisser de manière à approcher successivement ses deux extrémités des deux pôles d'une aiguille aimantée. On voit alors que lextrémité supérieure de la barre de fer doux attire la pointe de l'aiguille qui tourne vers le nord et repousse l’autre, et réciproque-

ment. En outre, en maintenant un des bouts de la barre à côté d’une des extrémités de l'aiguille, et s’il y a par exemple attraction , en donnant un mouvement tel qu’on la renverse complétement, l'extrémité supérieure devenant inférieure , et vice versa, on voit l'aiguille aimantée repoussée. On, reconnaît par là que la terre agit par influence sur la barre de fer doux, et y développe momentanément une aimantation dépendante de sa position.

D’après cela, on a désigné les pôles de l'aiguille sous la dénomination de pôles nord et sud, non pas parce que chacun d’eux possède un magnétisme semblable à celui du pôle terrestre vers lequel il se dirige, mais bien parce qu'il a un magnétisme contraire. On admet donc que la terre agit comme un aimant ayant deux pôles, Pun qui prédomine au pôle nord, l’autre au pôle sud ; nous verrons, dans ce chapitre , comment on doit modifier cette opinion.

Déclinaison, inclinaison et intensité. Il est nécessaire pour étudier l’action terrestre d'analyser dans les différents lieux du globe, et à chaque instant, la direction et l'intensité de la force qui agit sur Paiguille aimantée. Cette détermination des divers éléments dont se compose la résultante des forces magnétiques terrestres en différents points du globe est, depuis deux siècles environ, l’objet des recherches des physiciens et des voyageurs qui ont fait le tour du monde. Il est nécessaire, avant d’indiquer les appareils employés à cette détermination, d'indiquer quels sont les éléments que l’on considère, et dont on recherche les variations.

Lorsqu'une aiguille aimantée , suspendue à un fil sans torsion, est libre de se mouvoir dans un plan horizontal, elle se fixe, comme on l’a dit, après un certain nombre d’oscillations , dans une direction qui fait un certain angle avec la méridienne du lieu où l’on se trouve. Vient-on à la déranger de sa position d'équilibre d’un petit nombre de degrés, elle y revient en effectuant des oscillations isochrones, dont la durée dépend de son état magnétique et de l’intensité de l’action du globe. Cette aiguille peut donc servir à déterminer en intensité et en direction la composante horizontale des forces magnétiques terrestres.

Maintenant , si l’on prend une aiguille aimantée suspendue librement par son centre de gravité, et capable de se mouvoir seulement dans le plan vertical passant par la direction de la composante horizontale , elle ne conservera pas son horizontalité , lors même que ces deux moitiés auraient été parfaitement équilibrées avant Paimantation; elle s’inclinera alors, par rapport à lhorizon, d’un

angle qui variera en allant de chaque pôle à l'équateur, où cet angle devient nul dans des zones qui s’en écartent peu. De l’équateur au pôle nord , l'extrémité de l’aiguille tournée vers le nord s’inclinera de plus en plus au-dessous de l'horizon; dans l’hémisphère sud, ce sera l’inverse. £/angle qu’elle forme avec l’horizontale, joint aux deux éléments de la composante horizontale, sert à déterminer complétement la résultante terrestre , à part les points d'application de cette résultante qui sont déterminés par des considérations particulières. u

On appelle déclinaison l'angle que forme l'aiguille horizontale avec le méridien du lieu où l’on observe, et inclinaison l'angle formé par l'aiguille se mouvant dans le plan vertical avec lhorizontale ; on nomme boussoles de déclinaison et boussoles d'inclinaison les appareiïls destinés à donner la déclinaison et Pinclinaison.

Quant à l'intensité magnétique terrestre, on la détermine par la considération suivante : supposons que l’on transporte sur différents points du globe une aiguille de déclinaison conservant constamment son magnétisme ; le nombre d’oscillations qu’elle effectuera dans le même temps, joint à la connaissance de inclinaison du lieu, pourra servir à mesurer l'intensité des forces magnétiques en ces différents points. Cette aiguille, en effet, oscille sous l’influence des forces magnétiques terrestres, comme le fait un pendule sous l’action de la pesanteur; la formule du pendule peut servir par conséquent (voir page 40) à déterminer l'intensité horizontale des forces magnétiques. La boussole qui sert à faire cette détermination est appelée boussole des intensités.

Composantes horizontale et verticale. Aux trois éléments de déclinaison, d’inclinaison et d’intensité nécessaires pour déterminer la force magnétique terrestre en un pot, et quand il s’agit de recherches précises relatives aux variations de l’intensité magnétique, M. Gauss a proposé de substituer un système différent d’éléments. La force pouvant être décomposée en deux parties dans le plan du méridien magnétique , Pune horizontale et l’autre verticale , il est évident que ces deux composantes peuvent être substituées à l'intensité totale et à l’inclinaison, et leurs changements déterminés en même temps avec une grande précision (*).

(*) Les composantes qui sont variables ont pour expression les valeurs suivantes :

X=R cos 0, Y=R sin 0.

R indique l'intensité , X el Y les composantes horizontales et verticales, 6 l’incli-

2 md ge

D te ga DR me nn

Les appareils destinés à l'observation de ces éléments sont d’un autre genre que ceux qui ont été adoptés jusqu'ici en France; ils portent le nom de magnétomètres. Nous décrirons. d’abord les boussoles qui servent à la détermination des éléments ordinaires, déclinaisons, inclinaisons et intensités , puis ensuite les magnétomètres, qui donnent les éléments d’après le système de M. Gauss. Nous allons entrer dans des détails suffisants pour bien faire connaitre ces appareils, mais nous renvoyons au Zrailé de maynétisme de l’un de nous pour tous les détails relatifs à leur manipulation (*):