CHAPITRE Il

Distribution du magnétisme.

Distribution du magnétisme dans les barreaux aimantés à saturation. Lorsqu'on essaye de faire supporter à un aimant de plusieurs décimètres de longueur et de quelques millimètres de diamètre , en divers points, des poids en fer, on trouve que ces poids vont en augmentant , à partir des extrémités jusqu’à une distance

de 8 ou 10 millimètres, et qu'ils diminuent ensuite rapidement, de telle sorte que les points qui sont situés au delà de 6 ou 8 centimètres ne supportent plus aucun poids. On reconnait, en outre, que les points situés à la même distance des extrémités supportent des poids égaux. On voit donc que la quantité de magnétisme libre, depuis certains points proches des extrémités, va en diminuant rapidement jusqu’au centre de l’aimant.

Ce procédé a été le seul employé pendant longtemps pour déterminer la distribution du magnétisme libre dans les barreaux d’acier, jusqu’à ce que Coulomb en eût imaginé un autre, susceptible d’une assez grande précision, lequel exige l’emploi de la balance de torsion. On place à l’extrémité du fil de suspension une aiguille d’acier aimantée à saturation AB, et l'on dispose l'appareil pour que le fil n’ait pas de torsion quand l'aiguille se trouve dans le méridien ma-

Fig: 165. gnétique. Dans le même plan, fig. 165, on place une règle verticale RR', de bois, de 3 ou 4 millimètres d'épaisseur, de manière que l’une des extrémités de l'aiguille, l'extrémité A, par exemple, vienne s’y appliquer lorsque le fil est sans torsion ; de l’autre côté de la règle, on fait descendre verticalement, dans une rainure faite sur la surface, un second fil d’acier, semblable au premier A'B'etaimanté de même, de sorte que le pôle A’ corresponde au pôle A.

L’aiguille mobile est d’abord chassée; mais on la ramène au contact avec la surface de la règle en tordant convenablement le fil de suspension. Voici ce qui se passe : les deux fils se croisant à angle droit , tous les points qui se trouvent à une certaine distance du point de croisement ne contribuent que très-peu à la répulsion , en raison de l’obliquité de leur action; il en résulte que les quantités de magnétisme qui concourent à cette répulsion sont celles qui se trouvent de part et d’autre du point de croisement sur les deux aiguilles, jusqu’à une distance de 4 ou 5 millimètres; mais le point qui est au croisement est celui qui agit avec le plus d'efficacité. Si donc l’on présente successivement tous les points du fil vertical aux mêmes points du fil AB, dont l’action reste constante, les forces de torsion qu'il est nécessaire d'employer pour maintenir l'aiguille dans le méridien magnétique serviront à mesurer d’une manière approchée l'intensité du magnétisme libre du point du fil vertical qui se trouve au croisement, is

C’est par ce moyen que Coulomb est parvenu à reconnaitre que le magnétisme libre est réuni presque en entier Sur les 8 premiers millimètres du fil, à partir des extrémités. Si l’on eût mis en pr& sence les deux pôles de nom contraire, la mesure du magnétisme au point de croisement aurait été représentée par la force de torsion nécessaire pour faire sortir le fil mobile du méridien magnétique.

On emploie aussi la méthode des oscillations pour trouver la distribution du magnétisme libre sur une aiguille; on remplace alors le fil de torsion par un fil de soie tel qu’il sort du cocon, et le fil d’acier mobile par une petite aiguille de boussole; dès l'instant que lon dérange celle-ci de sa position naturelle d'équilibre, elle y revient par les actions combinées de la terre et du fil vertical. La première, comme on sait, est proportionnelle au carré du nombre d’oscillations qu’elle exécute dans un temps donné; dans une minute par exemple , lorsqu’elle est soumise à l’action seule de la terre. Si l’on cherche ensuite le nombre d’oscillations qu’elle fait dans le même temps lorsqu'elle est en présence de l'aiguille, on aüra la mesure de l’action exercée par ce fil, en retranchant le résultat précédent du carré du nombre d’oscillations trouvé en dernier lieu; la différence servira de mesure à la quantité de magnétisme libre du point du fil qui se trouve à la hauteur de l'aiguille mobile, parce que ce point agit plus directement dans le plan horizontal que les autres points qui sont situés au-dessus et au-dessous. II est facile de voir, au surplus, que, dans chaque expérience, la partie du fil qui agit avec plus d'énergie exerce uné force totale presque proportionnelle à celle du point le plus voisin, laquelle peut servir de mesure à la quantité de magnétisme libre qui S'y trouve. Cette méthode ne peut s’appliquer aux points extrêmes ou qui en sont à peu de distance, attendu qu’il n’existe pas au delà de l'extrémité des points dont l’action devrait concourir à l'effet général; cela fait que l’action éprouvée par l'aiguille n’est pas la même que si le fil était prolongé. Pour parer à cet inconvénient, lorsque Von fait osciller l'aiguille à l’extrémité du fil, il faut doubler Je nombre qui représente le carré des oscillations, pour que le résultat soit comparable à ceux que l’aiguilie donne quand elle oscille devant les autres points.

On emploie ordinairement des fils assez longs pour que Pextrémité la plus éloignée n’exerce aucune action sensible sur la petite aiguille. Celle-ci doit être aimantée à saturation, pour que son magnétisme n'éprouve aucun changement par la réaction de celui du fil, Cou-

lomb s’aperçut de cette cause d’erreur , lorsqu'il employait une

petite:aiguille de 4"!*,5 de longueur, placée à 6®!:,8 de distance dufil ; mais il s’en garantit en se servant d’une aiguille de 43,5 de longueur, de 6":,8 de diamètre, et dun fil aimanté de 4":,5 de diamètre, de 730!:,5 de longueur, et d’un poids de 141#:,15 le mètre:

Nous citerons une série d'expériences faites sur un fil d'acier de 730"i-,9 de longueur et de 4"":,5 de diamètre.

4% Essai. La petite aiguille, avant qu’on lui présente le fil d’acier, a fait une oscillation en 60".

2%, Essai. L’extrémité D’ du fil, placée au niveau de l'aiguille, a

| fait en6 07 RER tt. 55. sr .... 64 oscillations, | 3° Essai. La même extrémité abaissée de | 13m 54, l'aiguille-a faits 2... saturée AÎMCDS issai. Abaissée de 27"1i:,07...... Ssatel. 4 i. Abaissée de 54" 14. ........ taaudS | 6° Essai. Abaissée de 81" 91...... sure und

1° Essai. L’extrémité D’ abaissée de 121%!1:,81, l'aiguille n’a plus

fait qu'une ou deux oscillations en 60°’; il en a été de même jusqu’à

ce. que lon ait abaissé l’extrémité D'un peu plus de 595mi:,54,

| c’est-à-dire jusqu'à 421%!5,81 de l’autre extrémité : alors l'aiguille

|? changea de position.

Un fil de 270""*,7 de longueur et de même diamètre que le précédent a donné les mêmes résultats.

} Avec un fil de435":,4 et de même diamètre, l'on a trouvé encore

aux extrémités, et même jusqu’à 419 à 13", à très-peu près les mè-

mes degrés d'action qu'à l'extrémité des deux précédentes aiguilles.

Coulomb a construit la courbe des intensités, en prenant pour

abscisses les distances à une des extrémités de l'aiguille A comptées

en pouces, et pour ordonnées les carrés du nombre des oscillations