III

690 TiîvrrÉ u'Éi.Eciuii;nÉ

la l)arre à l’aclioii magnéliqiie cxiârieure, les torsions on détorsions, agissant comme tous les autres ébranlements mécani<|ues, détruisent pronijitemciit i'aimanlaliou temporaite, mais continuenl.indéfiuiuiont ii exercer leur etfet sur l’aimantation peroMnente qui est diminuée par les torsions et rétablie par les détorsions. Les expériences de M. Wertheim, répétées sur des barreaux de diverses espèces, lui ont montré que plus le fer est dur, plus il faut de torsions pour lui faire prenilre ou perdre sou aimantation temporaire, et quant à. l'acier, les torsions accélèrent bien rétablissement de ré(|uilibre magnétique, mais une ibis établi, il ne peut plus être dérangé par la seule torsion, sans l’aide d’une influence magnétiijue.

Dans cette première série d’cxpériouces, la barre n'était soumise <à aucune torsion {zéro mécanique) au moment où l'on fermait ou ouvrait le circuit magnétisant, et c’était à partir de cette position que l’on avait appliqué des torsions toujours assez faibles pour pouvoir être considérées comme temporaires. On a vu que le résultat de ces expériences avait été la coïncidence du maximum de l'aimantalion ’ avec la position du zéro mécanique. M. Wertheim a successivement modifié son mode d’expérimentation de la manière suivante.

1“ On commence par donner à la barre une torsion temporaire quelconque, puis on l’aimante; en répétant alors les expériences précédentes, on retrouve les mêmes phénomènes, c’estrà-dirc que tout se passe comme si l’on n’avaitexercé la torsion temporaire qu après l’aimanLalion de la barre. Ainsi, dans ce cas, nouvelle coincidence du maximum d'aimantation avec le zéro mécanique.

2? On imprime à la barre, avant de l'aimanter, une torsion permanente quelconque, et on trouve que cette barre ainsi moilifiée mécaniquement ne l'est p;us sous le rapport magnétique, et que le maximum de l’aimantation coïncide avec ce nouveau zéro mécanique.

' C’eM-A-dire de l.T position de l.t barre, qui est telle, qu’en la tordent soit à droite, «oit à gauche, son magnetl.sme iliininue et redevient ce qu'il élalt [lar le (ait des dêtorslons.

APPENDICE

fini

3° Pendant que le fer est sous l’action ilu courant aimantant, on applique à la barre une torsion permanente; on observe alors le déplacement du maximum ou une rotation du maximum dans le sens de la torsion permanente; la grandeur de l’angle varie suivant la qualité du fer.

4° Pendant que la barre est sous l’action d’une torsion temporaire, on interrompt le courant aimantant, et cette interruption produit une rotation du maximum dans le sens de la torsion temporaire; l’angle de rotation ne dépasse jamais l’angle de cette torsion, mais il eu est d'autant plus rapproché que le fer est plus doux.

Eu partant de ces faits, M. Werlheim s’est d’abord attaché à montrer que l’hypothèse de la force coercitive ne suffit pas pour les expliquer. L'oxplicalion qu’en adonnée M. Mattenoci, en attribuant les ellels magnétiques de la torsion aux changmnentsde volume qu’elle produit dans les barres, ne peut pas en rendre compte, dans la plupart des cas, d’une manière satisfaisante. M. W’ertheim a cherché ensuite à faire rentrer ces faits dans une théorie d'après laquelle le magnétisme serait dû à des vibrations, et où la coïncidence de leurs phases, détruite par la torsion et rétablie par la détorsion correspondante, produirait les divers effets dont nous avons parlé.

11. nous semble que ces effets peuvent facilement s'expliquer dans la théorie que nous avons admise, et qui consiste à partir du principe que les molécules du fer étant naturellement entourées de courants électriques, l'aimantation n'est que le résultat d'une action extérieure soit électro-dynamique ou magnétique, qui oblige ces courants à se disposer d’une manière régulière. Les actions mécaniques, et en particulier la torsion et la détorsion, peuvent faciliter ou contrarier l'action magnétisante de la même manière que le plus ou moins de frottement qu’éprouve un courant mobile dans son mode de suspension empêche plus ou moins ce conducteur d’obéir à l’action d’un courant ou d’un aimant fixe. La variation de conductibilité électrique que détermine l’aimantation dans l’acier et dans le fer, suivant M. Thompson, comme nous le verrons plus loin, est une nouvelle preuve à ajouter à celles que nous avons

692 ïtUITË D ÉLECTBiCriE.

données déjà sur ie changement moléculaire qui accompagne raimanlation. changement qui consisterait à rapi)rocher les particules dans le sens perpendiculaire à la ligne qui joint les pôles magnétiques, et à les éloigner les unes des antres danç la direction de cette ligne.

$ 9. Inflnenee lu tcmpérainre sur le meu'uèilsme.

Nous avons indiqué d’une manière générale , ’ dans la troisième partie de ce Traité que l’élévation de la température diminuait et même finissait, lorsqu’elle était très-considérable, par faire disparaître le magnétisme des barreaux aimantés. Hepuis la publication de notre premier volume, deux physiciens distingués, M. Dnfour et M. Wiedemann ’ se sont occupés de ce sujet. (C’est le résumé de leurs recherches qne nous donnons ici.)

Pour étudier d'une manière exacte la manière dont se comporte le magnétisme des aimants à une température élevée, M. Dufour a placé un barreau aimanté dans une caisse en cuivre remplie d’huile et chauffée 'par deux lampes h alcool ; l’intensité magnétique du barreau était mesurée par une aiguille aimantée suspendue librement au-dessus de lui et mise par divers moyens, hors de l’inüuence calorifique de l’appareil. Il a pu constater ainsi qu'à une température encore bien éloignée du rouge, les aimants ne gardent plus t|u’une très-petite fraction de leur force primitive; chautl'és au rouge, "ils ne possèdent plus de polarité, mais celle-ci reparaît par le refroidissement. Ce n’est qu’après avoir été chauffé tiuatre fois jus(|u’au rouge vif, qu’un barreau a fini par perdre com))létemenl son magnétisme. L’influence de la trempe a été constatée d’une manière très nette; les barreaux il’acier fortement trempés perdent une

' Tome I, liage 191 .

' Archives des sciences physiques {B. univ.), l. XXXI, p. los. et t. XXXIV, |i. h et 295.

* Archiris des sciences physiques {B, itniv.}, I. XXXV, p. ii9.

Àl*IU..\ÜlCE.

propoi'lion moins gramle de leur magnétisme, lorsqu'un les porte de 10" à 250" que ceux qui ont éprouvé une trempe plus faible, et ils en i-ecouvrent aussi une moindre proportion quand on les refroidit. Kn général, lorsqu'on chauffe plusieurs fois un barreau, la variation d'intensité magnéiique, correspondant à une meme variation de température, diminue d'autant plus rapidement que la trempe du barreau est moins forte, et par des léclwufFements répétés et successifs on affaiblit ainsi pins promptement un barreau forteinent trempé qu'un antre à trempe pins faillie. Ko résumé, il résulte do celte pi’emière série de recherches que la loi des variations de l’intensité magtiélique avec la Icmpcrature doit suivre des modifications pour chaque réchauffement d'un même barreau; d’ailleurs, pour line seule et même expérience, elle paraît très-complexe, la variation d’intensité du magnétisme étant plus grande entre 100" et 200° qu’entre 0" et 100" ou au-dessus de 200°.

Dans les formules de correction relatives' à rinflueiice de' la température sur le magnétisme des aiguilles aimantées, on admettait impliciteipent que, si l’élévation de la température produit une diminution d’intensité magnétique, son abaissement doit produire une augmentation. Or, d’après les expériences de M. Dufour, il faut tenir compte de la température absolue à laquelle lebàrreau a été aiinautéi et un changement de température dans un sens comme dans l’autre, à partir de cette fimile, produit une diminution de magnétisme, aussi bien par refroidissement que par réchauffement; diminution qui disparaît plus ou moins par le retour à la température primitive d'aimantation. Un assez grand nombre d’expériences semblent confirmer ce fait Important qui peut être rapproché du rappoil établi par M. Werlheim, entre l’étal d’équilibre mécanique d’un barreau qu’on aimante et son maximum d'aiinanlalion.

M. Wiedemanu, en répétant les expériences de M. Dufour, a vérifié qu'un âbaissement de température au-dessous de celle à laquelle 1 ai i.aiilalion a eu lieu, produit en effet une diminution de iiiagnetisme; mais il a trouvé que, si l’on continue à faire subir ni haireaii des variations successives de leinpéra-

694 TBAITÉ D’ÉLrXTniClTÉ.

lure, il rentre bientôt dans la loi générale, comme M. Dufour l’a reconnu pins tard lui-même, et que le degré de température à laquelle le barreau a été aimanté n’influe pins sur le sens de la variation de l’intensité magnétique. Ce qui, par contre, demeure vrai d'une manière absolue, c’est le fait constaté par M. Dufour, que les variations du magnétisme d’un barreau aimanté à une température plus élevée que celles auxquelles on l’a aimanté, sont plus faibles qu’elles ne seraient si l’aimantation avait eu lieu à une température plus basse. Il va plusj les oscillations tlièrmométriques font pr.omptemeat acquérir an barreau une insensibilité à peu près complète à de faibles variations de température. Sur ce point, M. Wiedemann ne va pas tout à fait aussi loin que M. Dufour, bien qu’il ait trouvé aussi que des barreaux aimantés, é 100°. chauffés et refroidis à plusieurs reprises, ne gardaient, sous le rapport de l’influence de la température sur leur magnétisme, qu’une sensibilité bien moindre que les barreaux aimantés à 0° exposés aux mêmes variations de température. Ce dernier fait est d'une importance bien grande dans le choix des aiguilles dont on doit se servir pour les observations de magnétisme terrestre, dans lesquelles on cherche l’état le plus convenable pour diminuer les corrections et les erreurs dues à la température. Voici, à cet égard, les règles à suivre que recommande M. Dufour :

1° Aimanter à une température sttpérigure h celles dans lesquelles les observations seront faites.

2° Faire varier la température de l’aiguille un grand nombre de fois (de 20 à 30), entre la température d’aimantation et la température minimum à laquelle on pourra être exposé.

3° Chercher la correction propre à l’aiguille, leulement après lui avoir fait subir les opérations indiquées ; correction qui se déterminera, du reste, comme on le jugera convenable, soit en cherchant le vrai coefficient de variation pouf f degré de température, soit en déterminant une ou plusieurs constantes empiriques, suivant le genre d’observations qu’on veut entreprendre.

APPENDICE

S 4. Thforir dr l’Induciion flectro'djunmique de M. Fellcl'.

le dmpilre ()iie uous avons coii-'UtTé à l'iiiJuclion élec- Iru Jyuainûjiie, nous avons dil quelques mois des théories proposées par plusieurs physiciens pour l'explication des faits qui s’y rattachent, et en particulier de celles de Weber et de Xenmann. Ces théories ont peut-être l'inconvénient de s’appuyer moins sur les faits de l'induction elle-inèine que sur ses rapports évidents, il est vrai, avec les actions électro-dynamiques; elles sont jusqu’à un cerlain point l’expression mathématique de la loi de Lenz; en outre, elles n’embrassent que les phénomènes de l'induction produite par le mouvement sans les rattacher à ceux lie l'induction par l’ouverture et la fermeture des circuits. M, Felici a fait de l’induction électro-dynamique l’objet de scs nombreuses et intéressantes rcchendies; il s’est appliqué à rassembler le plus grand nombre possible de faits pouvant donner naissance à une théorie mathématique de l’induction qui se déduisit ainsi de l’expérience seule. La méthode qu’il a suivie est celle qu’Ampère a appliquée à la théorie îles actions électro-dynamiques, et l’ensemble de ses recherches, dont nous ne pouvons donner ici qu’un résumé succinct , est destiné, nous le pensons , à jeter du jour sur cette partie encore si peu connue et si peu expliquée de l’électricité dynamique.

M. Felici a commencé par étudier les lois des courants induits produits par l’ouverture et la fermeture d’un circuit voisin. L’appareil dont il a fait usage est un cylindre de bois autour duquel on enroule un 61 de cuivre isolé formant un cercle complet, et dont les deux bouts tordus ensemble communiquent avec un galvanomètre : c’est le circuit induit. A druite et à gauche, à des distances égales , sont disposés des conducteurs semblables formés par le fil qui joint les pôles d’une pile; ce sont les circuits inducteurs dans lesquels on in-

* IKtl. </<■ '/( et depliyf . I. X.NXiV, p. 64

6&6 TR.MTf t>'É!.F.CTBICnr.

troiUiit un rhéolomr. En général , la méthode de M. Felici consiste à faire agir siiiiullaiiémeiit les deux iuilucteurs, de fai;ou que leurs efléts étant contraires, l'absence de courant induit constate leur égalité. Le fait que les conducteurs , à partir du cylindre, sont enroulés ensemble, permet de rapporter les effets étudiés aux cercles seulement.

L'intensité des courants induits est indépendante de la nature des circuits. Il suffit pour cela île remplacer un des anneaux de cuivre par un anneau de zinc, etc., et de constater que l'aiguille du galvanomètre est toujours au ü°.

L’intensité des courants induits est proportionnelle à celle des courants inducteurs. On remplace un des anneaux inducteurs par un anneau formé de n fils égaux; l'action inductrice de ce système est égale à celle de l’autre anneau unique, c’est-à-dire

que l’action inductrice de n courants égaux chacun à — est

égale à celle d’un courant égal à leur somme K. On peut vérifier d’une manière analogue que l’intensité des courants induits est indépendante de la section des fils qui composent les circuits.

M. Felici a pu facilement, au moyen de ce même appareil, étendre au cas des courants induits le théorème des courants sinueux , soit quant au circuit inducteur, soit quant au circuit induit, et, en s’appuyant sur cette généralisation, déterminer la forme générale de la formule algébrique qui exprime la force électromotrice induite dans un élément. Un cas particulier d’équilibre a permis à l’auteur de déterminer l’une des constantes qui y entre; l’autre reste indéterminée, et sa valeur ne peut être obtenue qu’en expérimentant sur des circuits ouverts, seul cas du reste où la partie de la formule dans laquelle elle entre ne disparaisse pas.

.\près avoir ainsi exprimé d’une manière générale la force électroniolrice des courants induits par l’ouverture et la fermeture des courants inducteurs, l’auteur s’est proposé de rattacher à cette théorie la production des courants induits par le mouvement, et il pense avoir établi le théorème suivant :

Le courant induit développé dans un conducteur par la fer-

APPENDICE

meture d’un circuit dans une position A , est égal à la somme des courants induits qui s’y développent en amenant le circuit fermé d’une position suttisamment éloignée à la position A , et plus généralement la somme des conranis induits, produits par le mouvement du courant de B en A, est égale à la différence des courants induits développés par la fermeture du circuit successivement dans les deux positions A et B.

Les expériences sur lesquelles repose ce théorème montrent la proportionnalité des quantités dont l’auteur énonce l’égalité, et elles nous paraissent avoir besoin d’être étendues à des cas plus généraux, et peut-être en même temps plus simples. (J'ioi qu’il en soit, ce théorème admis donne le moyen de calculer les forces électromotrices induites par un mouvement quelconque, el ces formules sont d’accord avec celles de MM. Weber et Neumann.

M. Felici a ensuite abordé le cas des circuits induits ouverts qui donne lieu aux phénomènes connus sous le nom d’induction unipolaire ou axiale, étudiés déjà par Faraday, puis par MM. Weber et Matleucci. On sait qu’un aimant cylindrique, c’est-à-dire dont le magnétisme est supposé symétriquement distribué tout autour de son axe , peut produire, en tournant autour de cet axe même, des courants induits, mais à la condition que les circuits dans lesquels ils se développent aient une portion en mouvement ; en d’autres termes , on trouve exactement ici la réciproque des lois de la rotation d’un courant par un aimant, c’est-à-dire que toutes les fois que l’aimant produirait une action sur le courant , le mouvement du circuit produit un courant. Ce genre d'induction, qui diffère de l’induction ordinaire , en ce qu’on ne voit pas de changement relatif de position entre le circuit et l’aimant, se rattache, quant à ses lois, à l’induction ordinaire par l’expérience suivante que M. Matteucci cite le premiec, et qui a été reprise avec plus de rigueur par M. Felici. On a un électro-aimant cylindrique el un disque métallique disposé perpendiculairement à l’axe du cylindre avec son centre sur cet axe. Des deux fils du galvanomètre, l’un communique avec le di»(up ; ipiant à l’auire, dont la surface doit être recouverte de soie, on eu ioruie une spirale

t)9y TRAITÉ d’ÉLECTBICHÉ.

que l’on dispose de manière qu’il ne s’y développe pas de cou'^ ranl induit, lorsqu’on ferme le circuit qui aimante l’électroairoant. Si l’on fait maintenant décrire rapidement à l’extrémité mise à nu de ce dernier fil une courbe quelconque sur le disque, en ayant soin que le fil de la spirale se superpose exactement sur la courbe décrite par son extrémité , l’aiguille du galvanomètre reste au 0“. Or, la partie du fil qui, parlant d’une position dans laquelle il n’y a pas de courant produit par la fermeture du circuit de l’électro-aimant, va se placer sur le diwjue, donne lieu à un courant dont l’intensité peut se calculer par la méthode ci-dessus mentionnée; mais, d’un autre cAlé, le glissement du bout du fil sur le disque en présence de l’aimant produit un courant de sens contraire et, d’après le résullat de l’expérience, on voitque son inlensKé est la mèmeque celle du premier, et l’on en conclut d’une manière générale que le courant développé par le glissement de l’extrémité du galvanomètre est égal à celui qu’il produirait dans ce même fil placé sur la courbe décrite, par la fermeture du circuit de l’ électroaimant.

Nous n’avons parlé que des recherdies de M. Felici sur les circuits filiformes; il a étendu sa théorie aux corps à trois dimensions , en considérant chaque point comme le siège d’une force électro-motrice produisant un courant élémentaire qui se diffuse dans le corps tout entier. M. Felici , en appliquant le calcul au dis<{ue tournant dans l’action d’un aimant, est arrivé à des résultats conformes à ceux qu’a signalés M. Matteucci dans son étude spéciale sur ce cas de l’induction.

$ t(. Pcrfectlonnemeiita apporté* aux appareil* il'iuilacUan.

L’induction électro-dynamique est, depuis quelques années, l’objet de nombreuses et intéressantes recherches et , depuis la publication de notre premier volume dans lequel nous avons traité cette branche de l’électricité , on est parvenu à quelques résultats nouveaux dont nous croyons utile de donner ici l’analyse.

APPENDICE

Nous avons donné la description complète * de l’appareil Ruhmkorff, y compris les perfeclionneioents apportés par M. Fizeau, consistant en nn condensateur dont les deux lames communiquent avec les extrémités du fil inducteur; mais cet appareil, quelque simple qu’en paraisse la lliéorie, donnait lieu souvent à des difficultés par la manière dont il fonctionne dans certaines circonstances. Les recherches récentes «le M. l’osrgendorff* ont fait disparaître ces difficultés, et l’analyse complète de cequi se pa.sse dans l’appareil Iluhmkorff a de plus l’avantage de montrer d’une manière logique (|uelle est la meilleure disposition à donner aux diverses pièces «jui le composent. Voici les principaux résultats île ce travail.

La coDstructiuu de l’hélice imluctrice ne donne lieu à aucune observation importante. L’hélice induite n’est généralement pas coD.struite d’une manière convenable, en ce siînscju’elle est formée d’un grand nombre de couches superposées et que les deux cxtrémitésdu fil se trouvent sur le loéuu' bout de l'hélice, ce qui fait que le développement des deiu tensions qui y sont coirtraires et les plus grandes possibles, est nécessairement contrarié. Le meilleur moyen pour diminuer cet inconvénient est de diviser l’hélice eu hélices partielles composées chacune d’un nombre impair de couches, ce qui fait que pour chacune les deux extrémités dn fil .sont aux deux bouts opposés. En outre, M. Poggendorff pense qu’il y aurait avantage à remplacer le vernis solide par un liquide isolant, car une étincelle partant entre deux spires voisines ne détruirait' l’isolement que d’une manière temporaire.

L’interrupteur est ordinairement mis en mouvement par le faisceau des fUs de fer qui se trouve dans les hélices. Il est avantageux de faire de cet interrupteur une pièce distincte mise en mouvement par un électro-aimant particulier. .M. Poggendorff s’est servi de deux interrupteurs différents, dont l’un produisait l’interruption du cxiuraat à l’intérieur d'un liquide iso-

> Tom« 1, page 39.S.

' PoggendnrIT, Amtalrn, t. XCIV, p. 289. Annalfs de chimie et de. physique, t.XLIV.p. 87S.

Di

700 TnAlTÉ DÉI.ECTHICITÉ.

lanl. et l’aulre consislail en un éleclro-aiinant Inurnanl sous

l’aclion d’un aimant en fer à cheval.

Le condensateur, auquel M.Poggendortf donne la pr^'férrnce. est composé d’une feuille de mica recouverte d’étain sur les deiix faces; la différence d’action des condensateurs résultant de la différence de leur surface ne se fait sentir que lorsque l’on se place dans desconditions telles que l'extra-couranl dans le fil inducteur soit énergique, c'est-à-dire lor^u’on fait usage d’mi grand nombre d’éléments et d’un fil long et tin.

On peut distinguer dans le mode d’action de l’appareil trois cas différents.

Premier cas. Le circuit induit étant fermé par un conducteur solide ou liquide, il s’y développé des courants de directions alternativement contraires; les courants de directions opposées sont égaux en quantité, mais différents en durée.

Deuxième ras. Les deux ettrétnités du fil induit sont séparées par de l’air ou par un gaz quelconque. Il arrive alore que le courant induit direct est le seul i|ui se développe et que l’hélice induite présente deux pôles'bien définis. Kn effet, les extrémités du fil indqit étant trop éloignées pour qu’il se développe des étincelles, si l’on approche un électroscope de l’une de ces extrémités, il se charge d’électricité d’une nature constante et dont le signe indique qu’elle résulte du courant induit direct. En outre, en rapprochant les extrémités du fil de façon à produire des étincelles, on constate soit à l’aide du galvanomètre, soit par des procédés électro- chimiques, qu’elles sont dues au courant direct.

Cette différencedansla tension des deux côurants induits peut s’expliquer de la manière suivante. Au moment où le circuit se ferme, l’extra-courant qui s’y produit diminue la tension du courant induit inverse ; on peut placer le courant induit direct dans des conditions analogues, en faisant passer le courant principal à travers un seul des fils de l’hélice inductrice et en réunissant les deux extrémités du second ; le courant induit dans ce second fil réagit alors sur l’induit direct au point de faire disparaître toute étincelle.

•M. Poggendorlf a fait quelques expériences en plongeant

Digitieed by Coogle

.u>pemhce.

l’appareil iaterrupleur daus un liquide et en supprimant le condensateur. Dans des liquides très-iond licteurs, on n'obtenait que de faibU-s étincelles à cause de l'influence de l’eitra-courant qui pouvait librement s'établir. Avec des liquides complètement isolants, les étincelles étaient également faible^, car alors l’appareil, dépourvu de condensateur, fonctionnait comme dans l'air; mais avec des liquides mauvais conducteurs, l’alcool, l’eau distillée, les étincelles étaient très-fortes, le liquide jouant ici le r&le de condensateur.

Ces expériences ont conduit M. Foggendoiif à placer l’interrupteur dans de l’air raréfié à une pression de 3 à 4 millimètres de mercure. Les étincelles d'induction sont devenues tout aussi fortes que par l’emploi du condensateur; cependant les étincelles toujours très-fortes qui se produisent dans l'appareil interrupteur altèrent promptement les surfaces métalliques.

Troisième cas. Les extrémités du lil induit sont séparées par un milieu isolant solide ou liquide. Si les extrémités du circuit induit sont des fils de grosseur ordinaire, il ne se produit aucun phénomène; mais s’il est terminé par des plaques d’une certaine étendue séparées par la lame non conductrice, ce condensateur se charge sous l’influence de chaipie courant induit et se décharge immédiatement par le fil induit lui-méme, On ne peut constater aucune accumulation d’électricité sur les plaques, et l'on entend des bruits qui indiquent le passage continuel de l'électricité dans un sens et dans l’autre entre les plaques et la lame isolante.

Si, en môme temps que les extrémités du lil induit communiquent avec un condensateur, on fait communiquer ses deux armatures avec deux boules ou deux pointes rapprochées l’une de l’autre, il passe entre ces deux boules des étincelles plus fortes que les étincelles ordinaires induites, ce qui provient de ce que le condensateur chargé par le courant induit se décharge presque totalement par ces boules à cause de la grande résistance du fil induit.

Le moyen d’aiigmeuler la puissance de l’appai-eil RuhmkoriT a été aussi l’objet des recherches de M. Foucault, qui a eu l’in-

702 TRAITÉ d’électricité.

geuieuse idée de faire tuucùuiiuer siuiullanémeiU plusieurs appareils à la fuis ‘ . Eu effet l'obstacle qui s’oppose toujours à l’augiueutatiou de l'énergie des étincelles induites est la difficulté d'interrompre instantanément le courant inducteur, difficulté qui croit à mesure que celui-ci devieut plus intense et le fil conducteur plus long. Or, si l'on arrive à disposer plusieurs machines inductrices de façon à fonctioimer d'une maniéré parfaitement concordante, l'étinoelle de l 'extra-courant dans chacune d'elles ne sera pas plus forte que si elle fonctionnait seule, et la puissance du courant induit sera augmentée proportionnellement au nombre des appareils.

M. Foucault a réussi à obtenir la concordance de deux appareils de la manière suivante. Le courant partant du pôle positif de la pile pénètre eu se bifurquant dans les bobines inductrices; chacun des courants partiels traverse un inteiTupteur, puis ils se réunissent pour revenir au pôle négatif; de cette façon les deux machines sont indépendantes l'une de l’autre, mais il suffit de réunir les deux circuits partiels par un conducteur communiquant de part et d'autre avec le fil inducteur entre la bobine et l’inlerrupteur; l'accord s'établit alors et lesystème fonctionne avec la puissance d'une macliine double. Les étincelles induites sont bruyantes, sinueuses et longues de 16 à 18 millimètres. Eu opérant avec deuX' machines il faut, pour maintenir l'isolement du fil indnit, établir les communications de telle soi'te que les tensions positives et négatives s'accumulent aux extrémités externeset libres du conducteur; en opérant avec un plus nombre d'appareils, cet isolement oürirait d'assez grandes difficultés.

M. Foucault a ajouté un nouveau perfectionnement '* à l'appareil d'induction de Kuhinkorffeu eu employant, comme je l'avais déjà fait le mereufe comme interrupteur, mais en recouvrant sa surface d'une couche d'alcool pour prévenir son oxydation qui résulterait de la chaleur produite dans l'air par la forte

' Cotnptfs rendus de l'Académie des Sciences, I. XLII, p. 2i5. Archives des sciences physiques et naturelles, t. XXXI de la série, p. 243.

• Compce rendu de t Académie des Sciences, t. Xl.lll, p. 44.

’ Tuniu 1, page* 398 et 389.

APl>F,!«l)ICr.

étincelle de l'extra-couranl. Une lame élastique en cuivre, recourbée et terminée par une pointe de platine, vient fermer une soixantaine de fois par seconde le circuit inducteur en pénétrant par cette pointe un pins moins grand nombre de fois dans le mercure. Le contact qui s’établit alors n'en est pas moins parfait, malgré sa courte durée; ces contacts se succèdent à des époques régulièrement distribuées dans le temps, ainsi qu’on peut en juger par la persistance du son rendu, qui est le même que celui que rend la série d'étincelles qui éclatent aux extrémités du fil induit. Loi'squ'on a plusieurs machines on les réunit par paire; on supprime les marteaux qu’on remplace par des conducteurs à demeure; on réunit les deux fils inducteurs à la suite l’un de l’autre et l’on introduit dans le circuit l'interrupteur accompagné du condensateur d'extracouranls. Par précaution, chaque machine doit conserver ses hls de décharge écartés à distance normale ; elles conservent aussi chacune leurs commutateurs qui servent à diriger respectivement les deux parties du courant en sens tels que des tensions de signes contraires s’accumulent aux extrémités internes des deux 'hls induits; ceux-ci enCn étant mis en communication, les bouts extérieurs qui restent libres, deviennent les deux pèles du système et donnent des étincelles à la distance de 30 à 35 millimètres pour deux appareils associés de manière à former une paire. Quand on veut placer plus de deux machines sous la conduite de l'interrupteur à mercure, il devient nécessaire d'isoler avec un^oin tout particulier ces appareils surnunuméraires, c’est-à-dire d'établir dans ces appareils un isolement absolu entre le fil inducteur de la surface intérieure de l’hélice induite; cet isolement s’obtiept d'une manière complète en glissant un tube de verre dans l'espace annulaire qui sépare les deux hélices concentriques. A partir du moment où, parles soins de M. Ruhmkorff, cette condition a été remplie, quatre machines réunies ont donné les efl'els de tension qu’on en pouvait attendre, et le flux des étincelles s’est élancé à la distance de 7 à 8 centimètres. Il n’est pas nécessaire d’insister sur, Icseffçts remarquables i{u'un peut produire au moyen d'un appareil aussi puissant. Le passage de ces étiucelles, déjà si longues, à travers la flamme

704 TRAITÉ D ÉI.KC’RICITÉ.

il iiuelainpeàalcüüljpm iiieul clui^^iuM eiicoreplus les électrodes de manière à avoir des éliiicelleà bien pins longues encore et qui eu se décbargeaulà travers id vapeur d’alcool, rendenl un son lout à fait particAjIier semblable à celui d' une Irompelle. L'emploi d u condensateur d'induction communique aux étincelles un pouvoir éclairant considérable.

Nous no devons pas oublier de rappeler, en terminant ce paragraphe, que si c'est M. Fizeauquiacu 1 idee defairecominuniquerlesdeuxextrémitésduülbiducteuravec les deux armatures d'un condensateur, c’est à M. Lrove qu'on doit le perfectionnement qui consiste à mettre les deux extrémités du lil induit également en communication avec les deux armatures d’un condensateur tel qu’une bouteille de Leyde par exemple; il en résulte, comme nous l'avons vu, un accroissement cousidéralile dans la puissance des étincelles données par le fil induit. Ce pbénomène est d'autant plus remarquable qu'on avait essayé souvent, mais en vain, de charger une batterie électrique par le contact de ses deux armatures avec les deux extrémités d’un bl induit; mais on n’avait jamais obtenu que xles ell'ets très-faibles, l’électricité communiquée par le courant induite la batterie se décbargeanl à travers le iil induit lui-méme. Ici la décharge a lieu, du moins en grande partie, en traversant sous forme d’étincelle la couche d'air qui sépare les deux pointes métalliques voisines l’uqe de l'autre et communiqüantavec les deux armatures; si ladécharge ne se fait pas, du moins entièrement, à travers le fil induit, c’est que ce fil est encore soumis à des actions inductrices qui s’opposent à ce qu’il serve au retour de la décharge '.

$ 6. tVouTelIcB recherches car In polarité diamatrnétiaae et aar

le diamagaétiamc eh iténéml.

Dans ta théorie que nous avons donnée du diamagnétisme, dans la troisième partie de ce Traité’, nous sommes arrivés, en

< Voypz Philosophicalf magaiine, t. IX, p. 1 (janvier 185&), et Annales de e/Umie el de physique (N. t.), t. XLIlt, p, TIS.

* Tuiiip 1, p. &68 et eulv.

APPENDICE.'

nous basant sur les faits, à admettre l’erislence d’une polarité diamagnétique. Les recherches qui ont été faites depuis lors Tienneut confirmer cette conclusion que nous avions tirée principalement des expériences de Weber.

Nous avions remarqué qu'un des principaux argumerits èn faveur de l’hypothèse du développement d’une polarité spéciale dans les corps diatnagnétiques, était que la répulsion exercée par un éleètro-aimant ou un aimant sur cés corps, varie propbrtionnelleipent au carré de l’intensité du magnétisme, ce qui prouve, comme je l’avais fait observer, que le corps diamagnétiijue ne joue pas un rôle purement passif dans le phénomène, mais qu’il y a sa part aussi bien que le corps aimanté, et par conséquent qu’il éprouve une induction analogue, quoique non semblable, à celle qu’éprouve un corps magnétique, dans 'des circonstanocs pareilles. La lùi que nous venons de rappeler, découverte par M. E. Becquerel et confirmée par M. Tyndall, vient de recevoir une nouvelle confirmation de M. Reich, qui s’est servi dans ce but de la grande balance de torsion au moyen de laquelle il avait mesuré la densité moyenne de la terre Il a suspendu à l’extrémité du levier horizontal de cette balance une boule de bismuth, et il en a approché tantôt un barreau aimanté, tantôt un électro-aimant. L’intensité des barreanx aimantés était mesurée par l’action qu’ils exerçaient sur une petite aiguille placée 4 une grande distance; l’intensité de l’électroraimant était régardéc comme proportionnelle à celle du courant voltaïque, et l’intensité de la répulsion était mesurée par le déplacement du bras de lefvier de la balance. Les ^ répulsions observées ont varié à peu près comme le carré de l’intensité du magnétisme, mais sans suivre exactement celte loi; difiérence qui peut s’expliquer, comme le remarque M. Reich, par la variation de la distance entre la boule de bismuth et l’aimant, qui résulte du mouvement même delà balancé.

M. Tyndall , à l’appui des conclusions déjà tirées des expériences de M. Reich, avait montré qu’un corps diamagnélii|ue

' /li'cAii’M des sciences phÿsniurs (D. unie.), t. XXXI, p. iV. ni. • 45

(un barreau de bisnauth) étant mobjle et suspendu dans l'intérieur d'une puissante hélice magnétisante, on voyait, lorsqu'on approchait de chacune des extrémités de ce corps le pèle d'un barreau aimanté, ces deux extrémités manifester des propriétés exactement opposées à ceHes qu'auraient manifestées les extrémités d'un barreau de fer doux placé dans les mêmes conditions. On pouvait objecter à M. Tyndall que le mouvement du bismuth placé dans l'intérieur de l'hélice magnétisante n'était pas dû à une action répulsive de l'aimant sur un pôle de même nom créé dans le morceau de bismuth, mais à un changement dans la direction des forces qui constituent le champ magnétique, apporté par la présence de l'aimant. On pouvait lui objecter encore, comme l'ont fait MM. Matteucci et Feitzlich, que l'action de l'aimant sur le corps diamagnétique pouvait être due à la production de courants induits, ainsi que Faraday l'a démontré dans une série d'expériences ' , que, pour éviter la production de ces courants et prouver ainsi que l'effet observé tient bien à la polarité diamagnétique, il faudrait employer, au lieu de corps diamagnétiqnes conducteurs , des corps diamagnéliques isolants, ou réduits, soit en poU(lrc, soit en petits h'agments , afin d'empêcher le développement de epurants induits. Pour dissiper tous les doutes et répondre à toutes les objections, M. Tyndall a repris la question dans son entier, cl il a réussi, au moyen de nombreuses expériences faites avec le plus grand soin, d'après un système tout dilférent de celui qu'il avait adopté dans scs premières recherdies, à confirmer d'une manière qui nous parait sans réplique l'existence de la polarité diamagnétique, que nous avions déjà admise^.

L’appareil que M. Tyndall a employé a été construit par .M. Leyser, de Leipsick, d'après les directions de M. M'eber, qui a .introduit d'heureuses modifications à l'appareil dont il s'était primitivement servi. Il surpasse eu exactitude et en sensibilité tous ceux du même genre dont on a fait usage jusqu'à présent. Cet appareil se compose essentiellement île deux hé-

• Voyez tome 1, page 47C.

’ Archive» des sciences physiques, {fi, uni».), t. X.\XlI, p. 89.

APPISDICE. 707

lices magnétisantes HE et H'E" que le courant traverse dans le même sens, el dans l'intérieur desquelles ^

se trouvent deux barreaux de la substance ■ ^ O à éprouver, agissant sur uq syslème astatique de deux barreaux aimantés dont la projeclioD'verticale est représentée en N S (Gg. 439), la projection horizontale en S N et N'S' (6g. 440). Les hélices ont 482 millimètres de hauteur, 20”“, 3 de diamètre intérieur, 33 millimètres dé dia> mètre extérieur, et leurs <axes se trouvent à 101 millimètres de distance l'un de l’autre. Le 61 de cuivré recouvert de soie qui les constitue est enroulé sur deux tubes de cuivre dont les extrémités supérieures G- et G' dépassent de quelques centimèlresles extrémités supérieures des hélices. Les -harreaux diamagnétiques mn el O P sont 6xés à une corde sans fin a i qui passe sur les deqx poulies W et W', de manière qu'os peut à volonté les placer tous les deux à la hauteur dit milieu des hélices, ou les déplacer en sens inverse, de quantités égales à partir de cette position. Le système astatique se compose de deux harreaux aimantés égaux SN et S' N' (6g. 440), situés dans un même plan horizontal ët réunis par une tigé transversale tn cuivre P, suspendue elle-même par un faisceau de 61s de solo sans torsion au support R < (6g. 439). Les deux barreaux sont placés à l'intérieur d'une boite en cuivre rouge « d a'cf qui sert à arrêter leurs oscillations ; un miroir, représenté par un cercle noir sur

Fig. iiO.

la Ggure , est invariablement lié au système , et l’observation de l’image d’une règle divisée , réüéchie par le mirbir, .permet d’en apprécier les plus petits déplacements angulaires.

708 TnxiTÉ d’électbicité.

Par suite de là disposition de l’appareil, si les deux hélices et les deux barreaux aimantés étaient parfaitement identiques, et si les deux barreaux se trouvaient exactement à la hauteur du milieu des hélices, les actions des hélices sur les barreaux se feraient rigoureusement équilibre. Il n’en est jamais ainsi, et lorsque , après avoir bien ajusté rapi>areil , sans introduire de barreaux diamagoétiques dans l’axe des héliees', on fait passer le courant , on observe toujours une légère déviation du système asiatique. On a soin de la détruire par l’action d’un circuit auxiliaire placé à quelque distance, et l’on n’iatroduil les barreaux diamagnéliques que lorsque le passage eu l’inleiTuplion du courant ne détermine plus de déviation appréciable. Si les barreaux diamagnéliques ont la position indiquée sur la figure, c’est-à-dire si leurs milieux sont exactement à la hauteur des axes des aimants, l’action des barreaux sur les aimants est nulle ; mais si, parle mouvement des poulies W et W, on amène les extrémités opposées des deux barreaux diamagnéliques m n et op à se trouver dans le plan horizontal qui contient les axes des aimants, il est facile de voir que ces extrémités étant des pôles de noms contraires, elles doivent exercer sur le svslème asiatique des actions concordantes. Qd doit doqc observer une déviation si ces actions sont sensibles, et, en remplaçant les barreaux diamagnétiques par des barreaux de fer doux, on peut reconnaître si les pôles des corps diamagoétiques sont semblables ou contraires à ceux des corps magnétiques. L’expérience montre qu’ils sont contraires dans tous les cas. On reconnaît aussi que toutes les substances faiblement magnétiques, telles que l’oxyde de fer, le sulfate de nickel, etc., agissent exactement dans le même sens que le fer doux ; il n’y a de diiférence que dans la grandeur de l’action. II est essentiel dans ces observations d’éviter toutes les déviations accidentelles, ducs soit à l’agitation du sol, soit aux courants d’air qui peuvent exister dans la boite où tout l’appareil est renfermé. On y parvient en fixant l’appareil à un mur vertical très-solide, en ayant soin de h’opérer qu’aux heures où le sol des rues voisines n’est pas ébranlé par le passage des voilures, cl en introduisant dans la boite du coton ou des morceaux de

Digilized by Coogle

APPENDICE

papier qui ne pcrmellent jias aux courants d’air de s’établir, tout en laissant parfaitement libre le mouvement des barreaux aimantés. Il n’est pas nécessaire d’employer une pile très-puissante pour produire le courant destiné à parcourir les hélices ; cinq couples de Grove sont suffisants. , ‘

M. ïyndall a fait sur l’appareil que nous venons de décrire un très-grand nombre d’expériences dont nous transcrivons ici quelques-uns des résultats. Nous désignons par déviation ladifr iérence exprimée en divisions de la règlç graduée dont l’image s’observe dans le miroir mobile avec les aimants, entre les deux positions dans lesquelles se place le système asiatique quand on fait successivement prendre aux barreaux mobiles dans l’intérieur des hélices deux positions symétriques par rapport au plan horizontal qui contient les axes des aimants. Ainsi, par exemple, avec deux cylindres de bismuth, longs de 76““, 2 et de J 7 millimètres de diamètre, la position n° 1 (fig. 441) correspondait à 670 divisions , et la position u° 2 (iig. 442) à 630, ce qui donne une dill’érence, soit déviation, de 40divisions; la position intermédiaire de la fig. 439, correspondait à 650 divisions. En changeant le sens des courants qui parcourent les hélices, on change lesens de la déviation, et, par conséquent, celui de la polaritédiamagnétique,cequi prouve ■ que l’ell'et des barreaux de bismuth sur le système astatique des deux aimants tient bien à la polarité qu'y développent les courants. La position d’équilibre des aimants étant permanente, il est évident que l’elfet observé ne provient point des courants induits, car ces courants n’étant qu’instantanés, ils ne pourraient donner qu’un

' J'ai eu le plaisir d'clro témoin de plusieurs do cos expériences, soit ^il avec >1. Tjndall, soit en présence de MM. faraday él Harcet.

Fig. 441.

Fig. Hî.

7iO TnAiTÉ d'électricité.

élan aux aimants , qui reviendraient immédiatement à leur position primitive. D'aüfeurs, si les courants induits entraient pour quelque chose dans le phénomène, celui-ci serait beaucoup plus prononcé avec deux cylindres de cuivre, qui, étant 40 fois plus'conducleurs que ceux de bismuth, devraient avoir des courants induits 40 fuis plus forts. Or, c’est précisément le contraire qui arrive , car avec les cylindres de cuivre on a un effet à peine sensible; la déviation est au plus d’une division; Enfin , M. Tyndall a réussi à démontrer de la même manière l’existence de la polarité diamagnétique dans les corps isolants comme le verre pesant , le spath calcaire, etc., aussi bien que dans les corps .conducteurs tels que les métaux, ce qui prouvé bien que l'induction n’est pour rien dans les expériences destinées à démontrer l’existence de 1a polarité , et que celle-ci est bien un.phénomène moléculaire. La poudre de bismuth, tassée dans un cylindre de verre, présente aussi la polarifé diamagnétique, quoiqu’elle soit incapable de conduire un courant électrique; il en est de même de plusieurs liquides Soumis également à l’expérience, et qu’on avait renfermés dans des tubes de verre minces, fermés à leurs extrémités au moyen de bouchons bien nettoyés.

•Dans une première série d’expériences , M. Tyndall obtint avec des cylindres de 76'"“, 2 de longueur et de 1 7““,8 de diamètre les déviations suivantes : pour le bitmuth 40, pour l’an* timoine 10 , pour le verre pesant.* 4 , pour le spath calcaire 2. Le cuivre ne donna que 1 , et le sens de lâ déviation indiquait qu’il avait pris des pôles magnétiques au lieu de pôles diamagnétiques. Dans une seccmdo série d’expériences, M. Tyndall a soumis à l’action de son appareil des corps magnétiques aussi bien que des diamagnétiques ; il a trouvé ainsi des pôles magnétiques fortement prononcés dans le perchloruré de fer, le carbonate de fer et lé sulfaté de fer solides'*. Les dissolutions de

< Le» morceaux de verre peaant, au lieu d'avoir la forme cylindrique, avalent celle d'un prliine de TC”"*,! do longueur, lur I4’“"',2 de largeur,.et I2“"“,7 U’opaiaeur.

* L’ordre dan» lequel le» trois tel» do fer tiont place», indique le degré d’énergic du leur polarité magnétique.

appk:<dice.

7fl

sulfate (le fer, de chlorure de cobalt et'de nickel prenaient aussi des pôles magnéliiiues. Quant aux corps diamagnétiques, voici les déviations qui résultent de leur polarité dans cette même série d’expériences dans laquelle les effets étaient plus intenses que dans la première : bismuth solide 7ü, bismuth en ■poudre 37, marbre statuaire, 5, phosphoreh, soufrel, nitre\,T6, cire l,2o, eau distillée sulfure de carbone

Quoique l'existence delà polarité diamagnétiquenous paraisse solidement établie par les travaux de M. Tyndall, nous devons ajouter cependant qufeM. Matteucci était arrivé, à la suite d'uq très-grand nombre d'expériences faites avec des hélices traversées par des courants , et disposées de façon que le corps diamàgnétique fût mobile dans l'une pendant qu'on agissait avec l’autro sur différents points du corps, à conclure qu’on peut expliquer tous les mouvements d’un corps diamagnétique en présence de deux pôles magnétiques sans recourir à l’hypothèse de la polarité diatnagnétique, et il avait remarqué en outre que l’état d’induction n’est pas aocompagné, dansdes corps diamagnétiques , comme il l’est pour les corps magnétiques, d’une action réciproque entre les éléments, qui donne Heu aux résultantes polaires, et que, fwiir peu que les dimensions du corps diamagnétique soient grandes, les états qui y sont induits par différents centres de force magnétique , s’y superposent en quelque sorte sans se troubler, Tout en reconnaissant avec M. Matteucci que la polarité diamagnétique n’est .pas tout è fait de la même nature que la magnétique’, nous ne pouvons aller jusqu’à contester comme lui l’existence de la première, que les dernières expériences de M. Tyndall nous paraissent , comme nous venons de le dire, avoir mise hors de doute. Du reste, nous empruntons à M. Matteucci lui-mèine dés faits qui, parfaitement conciliables avec rbypol!)èse de la polarité, sont nature à jeter de nouvelles lumières sur le sujet si intéressant du diamagnétisme. Il a

> Les dimeneioni cylindrii^De* dennées aoi corps diamasnéliques n'éUieDt p*i

exactement les mêmes pour tous ; les plus faibles étaient celles des deux cjlindres de bismuüi solide et dç bismuth en poudre, qui étaient également pour cliacund'eutde de largeur, sur n"",8 de diamètre.

> Nousvvons exposé en quolles deux polarités différent. (T. I, p. &S9 et sdIt.)

trouvé que l'élat de division des corps diama^néliques n’cxcrce aucune influence sur leur degré de diamagnétisme quand ces corps sont, isolants, tels que le soufre, la stéarine, etc,, tandis que le pouvoir diainagiiétique des corps conducteurs augmente notablement avec le degré de division de ces corps, et cela d’aqtant plus qu’ils sont plus conducteurs. C’est ce qu’il a vérifié surtout pour l’or, l'argent et le cuivre. Il n’a pas trouvé qUe le bismuth en poudre fût plus diamagnétique que le bismuth en gros fragments; il le serait plutôt moins. Nous avons vu que M.Tyndall a observé que la poudre de bismuth produisait dans son appareil une déviation moitié moindre que celle à laquelle donnaient naissance des cylindres semblables de bismuth massif. L’étal de division n’augmenterait donc le diamagnétisme que dans les corps en même temps très-peu diamagnéliques et très-peu conducteurs.

A ces recherches directes sur le diamagnétisme, M. Matteucci en a joint d'autres destinées à saisir, si c’est possible, quelques rapports entre le diamagnétisme et l’induction électro-dynamique ; c’est en essayant l’action de l’aimant tournant sur des mélanges de colophane fondue et de poudres métalliques trèsfines, qu’il a cherché à établir ces rapports. Ces mélanges, faits soit avec de l’or, soit avec du cuivre , obtenus à un état trèsgrand de division par des moyens chimiques , sont doués d’un pouvoir diamagnétique qui résulte de la somme des pouvoirs diamagnéliques des quantités de résine et de métal qui les constituent ; ils obéissent également à l'action de l’aimant tournant, et, ce qui est assez étonnant, c’est que, passé une certaine limite de petitesse, les poudres les plus fines tournent un peu plus rapidement , ou tout au moins aussi rapidement que les moins fines. Quelques parcelles d’une poudre d'or aussi fine que possible, fixées avec de l’eau gommée à l’eilréinité d’un fil de coton délicatement suspendu, obéissent à l’action de l'aimant tournant', ’l’ous ces phénomènes, développés dans ces divers cas par l’électro-aimant tournant , semblent être toujours plus

' Voyei, pour ces divers travaux de M. .UaUeucci, les Comptes rendus de t’Acadèsni& des Sciences, I. XLIV, p. 2V2, 331 el C26 ; l. Xl-V, p. 313.

APPKKDICE.

lavorabtes à l’hypolhcsc de l’induclion électro-dynamique moléculaire; mais celle induction diffcreraildu diamagnétisme en ce qu'elle ne pourrait se développer que dans les corps d’une nature comhictrice ; car, malgré toutes ses tentatives, M. Matleucci n’a' jamais pu exercer la moindre action avec l’éleclro-aimant tournant sur des corps diamagnétiques isolants, soit en masse, soit en poudre. Le diamagnétisme serait donc le fait général, et l’induction électro-dynamique serait une propriété commune aux corps magnétiques comme aux diamagnétiques, mais ne pouvant se manifester que dans ceux de ces corps qui sont d’une nature conductrice.

Nous ne reviendrons pas ici sur la théorie que nous avons donnée des phénomènes magnétiques et diamagnétiques ‘ ; nous croyons que les nouveaux faits que nous venons de rapporter sont plutôt propres à la confirmer. Que les courants moléculaires préexistent dans les corps magnétiques, et que l’aimantation ne soit qUe le> résultat d’un arrangement particulier des molécules de ces corps, c’est ce qui nous parait résulter de l’influence toujours mieux constatée des actions mécaniques sur le magnétisme. Quant aux corps diamagnétiques, l’action d'un courant ou d’un aimant ne consiste pas à donner à leurs particules une direction- déterminée, puisque ces particules ne sont pas , comme celles des corps magnétiques , entourées de courants préexistants ; mais c’est sur les atomes dont chaque particule se compose, que l’action s’exerce, et celte action , analogue à celle qui , dans un eorps de grandeur finie, constitue l’induction électro-dynamique, détermine autour de la particule un courant dirigé en sens inverse de celui avec lequel on agit. Si le corps diamagnélique est conducteur, on conçoit qu’il peut arriver que les coprants moléculaires se réunissent au premier instant de manière à constituer un courant induit résultant de la rupture de l’équilibre qui existait sous le rapport électrique dans le corps; puis, pendant tout le temps que dure l’action du courant ou de l’aimant extérieur, un nouvel équilibre s’établit dans lequel les courants

< Tome I, pages SC9 et suiv.

Digilized by Coogle

714 THAITÉ D'fctKCTIlICITi.

circulent autour de la molécule , ce qui donne aux corps la propriété diamagnétique. Âu moment où l’action cessant cet éi|uilibre cesse aussi, un second courant induit semblable au premier, mais dirigé en sens contraire, circule dans le cofps , mais seulement aussi si celui-ci est conducteur. Ainsi, dans tous les corps diamagnéliques, l'action extérieure d’an aimant pu d’un courant serait la même sur leurs molé“cules; mais elle serait accompagnée , cliez ceux d'entre eux qui sont conducteurs, d’un premier courant induit nu luomenl où elle commence , et d'un seconilaü moment où elle cesse. Ne se pourrait-il point que chez ceux d’entre eux qui ne sont pas conducteurs, la production des courants imluils fût remplacée par celle de quelques traces- d’électricité de tension ; ce serait une expérience à tenter, quoique peut-être, à cause de la faiblesse probable des Signes électriques , elle présentât peu de chances de succès. Quant à l’objection de M. Matteocci contra la polarité diamagnétique, tirce de cè que «elle polarité n'est pas accompagnée nécessairement, comme la magnétique, d» l’existence de deux pfdcs opposés, il est facile de comprendre que celtedillérence lient àladilTérence môme qui existeentre les deux causes qui déterminent, rude le magnétisme, l’autre le diamagnétisme. La première étant unç direction commune et concordante donnée à des courants préexistants, l’opposition de deux pôles en est une conséquence forcée; la secondé n’élanl que la production de courants induits dans chaque molécule. soumise à l’action extérieure, il n’y a de pôles diamagnéliques que dans les points où l’action s’exerce, et s’il n’y a qu’un point, il n’y a qu’un pôle. • •

Nous nous bornons à mentionner encore, en terminant ce paragraphe, quelques recherches de MM. Pluoker et .Heer sur les a.xcs magnétiques des cristaux ' ; ce sujet a perdu beaucoup de son intérêt depuis que MM. Tyndall et Knoblauch ont démontré que tous les phénomènes maguélo-crislallins ne se rattachent point à un nouveau principe; mais qu’ils ne sont que le résultat de l’influence de la structure moléculaire sur des corps

• Annales de chimie cl de physique (N. S.), t. XLIX: p. 221.

• ArPFMUCE. 715

ou magiléliqucs ou diamagnéliques, et qu’ils dépendent uniquement des lois qui régissent le magnétisme ou le diamagnétisme; seulement avec la dillérence que dans les corps cristallisés la polarité tend à se développer suivant certaines directions fixes, tandis que dans les corps non cristallisés, la direction do la ligne des pèles n'est déterminée que par la forme des corps. MM. Plucker et Heer ont soumis à rexpérrencc un très-grand nombre de cristaux, soit magnétiques , soit diainagnétiqnos, appartenant aux dillérents systèmes, à un axe et à deux axes. Leurs résultats sont surtout intéressants pour la cristallographie, car ils obtiennent, par l’étude de l’action magnétique, un nouvel élément <à ajouter à tous ceux tirés des phénomènes optiques, de la conductibilité pour la chaleur, pour l’élcclricilé, et autres encore, qui servent à donner une idée de l’arrangement des particules dans les cristaux. M. Faraday a également repris le mépae sujet ' ; mais en vue d'étudier l’influence de la température sur la force magnéto-cristalline, et il est arrivé à trouver que, dans les mêmes circonstances, la force de direction des corps cristallisés, aussi bien diamagnéticjues que magnétiques, diminue sensiblement avec l’élévation de la température. Ce résultat était plus facile à déterminer sur les corps criklallisés que sur ceux qui ne le sont pas, parce que la force directrice du cristal aussi bien de celui qui’ est diamagnélique, que de celui qui est magnétique, n’étanl point influencée par le milieu ambiant comme c’est le cas qtiand le coriis n’est pas cristallisé, on peut élever facilement la température du cristal en le plaçant dans un milieu liquide qu’on clianfFe, sans que la présence de CO milieu modifie sa force directrice antrement que par l’influence du changement de température. < .

§ 7. Propriétés optiques des corps tronsporents soumis à l’adlon du mu|;iiétlame.

Depuis la publication du premier volume de ce traité dans lequal. nous avions fait connaître les phénomè.ncs do k polari-

’ Archiva des sciences physiques [B. univ.), I. XXMI, p. Si.'

716 TRAITÉ n’^LECTRIClTÉ.

satioD circulaire magfiéliquc ce sujet a été soumis par M.Ver- (let à un examen aussi approfondi que détaillé^. Au moyen d'un électro-aimant très-puissant et à armures très-larges pour avoir un grand champ magnétique d’égale intensité, M. Verdet est parvenu à déterminer les lois du phénomène ; il a d'abord trouvé qu’il y avait proportionnalité entre la rotation du plan de polarisation et l'intcUsitc de la force magnétique; il mesurait cette dernière a^ moyen du courant d’induction développé dans une bobine placée dans le champ magnétique à laquelle on imprime un mouvement qui rend son plan , de parallèle qu’il était à la ligne des pôles, perpendiculaire à cette ligne. M. Wiedemann * avait déjà démontré que la noVttion produite par les courants électriques, sans l’intervention du magnétisme, est proportionnelle à l’intensité de ces courants. Les expériences, qui ont permis à M. Verdet d’établir sa loi, ont été faites en très-grand nombre sur le verre pesant, le flint ordinaire et le sulfure de carbone. Le meme physicien a ensuite considéré les phénomènes qui ont lieu lorsque ht direction du rayon lumineux fait un angle quelconque avec la direction de l’action magnétique, et il a trouvé que la rotation est proportionnelle au cosinus de l’angle compris entre les deux directions et par conséquent à.la composante de l’action magnétique parallèle au rayon de lumière; il a étendu ses expériences qui ont porté sur lés trois mêmes substances, jusqu’à des angles de 80 degrés compris entre la direction du rayon lumineux et celle de l’action magnétique. .

Dans des recherches ultérieures \ M. Verdet a cherché à déterminer au moyen du même appareil très-parfait qui lui avait permis de trouver les lois que uous avons indiquées, le pouvoir rotatoire magnétique de düfércntes substances; il n’a pas trouvé qu’il existât, comme je l’avais cru de relation entre le pouvoir

* Tome I, page 520.

’ Annalet de chimie et de ph>)sique {K. S.), t. Xt.t, p. 370, et t. Xl.ll, p 37 .

• Adnùlet de chimie cl de physique S.), t. XXXIV, p. 121.

' ^ Compte rendu de l'Àcadcmit des tcienccs, t. XLUI, p. 629, t.'XUV p. 1209, et t. XI.V, p 33.

APPENDICE

réfringent, soit l’indice de réfraction des différentes substances essayées et leur pouvoir rotatoire magnélique. Ainsi l'indice moyen de réfraction étaiU pour IVau 1 ,33i,pour \c prolochlorure d’ilain cQncenlré 1,426 cl pour le ni/raie d’ammonjaque 1,448, leurs pouvoirs rotatoires magnétiques sont respectivement de 4°,00, de 8°,16 et de 3‘’,44.

Parmi les substances soumises à l’expérience par M. Verdet, les dissolutions des sels de fer et des autres métaux magnétiques lui ont présenté des phénomènes très-remarquables. Ainsi la présence d’un sel de fer dans l’eau, non-seuiement n’augmente pas son pouvoir rotatoire magnétique, mais le diminue, effet qui provient, ainsi qu’il est facile de le prouver^ de ce que les sels de fer exercent sousl’influence du magnétismcj sur la lumière polarisée, nne action contraire à celle qu’exercent dans les mêmes circonstances, l’eau, le verre, le sulfure de carbone et les autres substances transparentes en général Cette propriété est désignée sous le norn de” pouvoir rotatoire magnétique négatif, par M. Verdet, qui donne la dénomination de positif k celui des autres substances; en (îTfet, l’câu, le sulfure de carbone, le verre font toufner le plan de polarisation dans le sens où l’électricité positive parcourt le fil conducteur de l'éleclro-aimant.tandisque les sels de ferle font tourner dans le sens du mouvement de l’électricité négative. Les sels de protoxyde de fer n’ont pas un pouvoir rotatoire négatif assez grand pour faire disparaître entièrement le pouvoir rotatoireposilif de l’eau, tandis qu’une solution aqueuse qui contient 40 pour ItK) dè percblorurede fer, exerce surla lumière polarisée une action contraire à cellede l’eau, etsixàsept foisplus grande; les dissolutions éthérées et alcooliques donnent les mêmes résultats. Le dissolvant le plus convenable est l’esprit de bois qui peut sc charger d’une quantité considérable de sel de fer en restant

> C'est en essayant des dissotuUons de fer de dilTércntes natures, alcooliques, étlicrées, aussi bien qu’aqueuses, que M. Verdet s'est assuré que c'est bien au sel dissous qu'un doit attribuer la diminution toujours la biénie pour une. même quantité de Fer, qu'éprouve le pouvoir rotatoire de la substance qui sért de dissolvant. C'est donc bien à un pouvoir rotatoire en sens contraire à celui du dissolvant, possédé pur le sel de fer dlesous, qu’on doit attribuer la diminution observée.

71H TIUITK d'ÉLECTBICITÉ.

beaucoup plus Iransparcnl que l'eau, l’éllier ou l'alcool chargés d'une môme proportion de sel ; 5o parties de percblorure de 1er dissoutes dans VS parties d'esprit de bois douaenl un liquide très-transparent, dont l'action rotatoire sur la lumière polarisée est presque double de celle du verre pesant, mais.de sens contraire; ce liquide a servi à M. Yerdet à s’assurer que les lois qui régissent la rotation négative produite par les sels de fer sont les mêmes que pour la rotation positive produite par la généralité des substances transparentes.

Un. lait curieux c'est que tous les sels de nickel, contrairement à ceux de fer, ont un pouvoir rotatoire positif, de façon que leurs dissolutions exercent sur la lumière polarisée une action plus grande que celle dç l'eau qu'elles contiennent. Des essais sur les sels de c.obalt et d'autres métaux magnétiques ont conduit M. Yerdet à diviser ces métaux sous le rapport des propriétés qu'ils communiquent à leurs composés transparents, en deux classes- dont l'une qontient le fer, le chrome, le titane, le cérium, l'urmiiumet le lanthane, et l'autre le nickel, le cobalt et le piolybdène ; les sels des premiers métaux ont tous un pouvoir rotatoire négatif et sont en général magnétiques; ceux des seconds un pouvoir positif et plusieurs d'entre eux diamagnétiques. Le manganèse devrait être classé dans la seconde catégorie, car ses composés prennent sous l' influence du magnétisme un pouvoir rotatoire positif, mais il existe un composé, le cyanure double de manganèse et de potassium qui a. un pouvoir rotatoire magnétique négatif. Il est assez remarquable que le composé correspondant du fer, savoir, le cyanure jaune de potassium et de fer a un pouvoir rotatoire positif, tandis que tous les autres composés du fer, y compris le cyanure rouge de potassium et de fer ont un pouvoir négatif. Ajoutons que le eyanure jaune est diamagnélique, tandis que le rouge est magnétique. Les cyanures doubles de nickel et de cobalt ont un pouvoir rotatoire positif; le second est même diamagnétique. Le

' Le manganüie semble représenter la Uaison entre let déni cUsiei dei métaux magnétiques ; cc qui est la règle peur Ica composés de fer, est l'exception pour les composés du manganèse, et rire verni.

Digilized by Coogle

APrsUBiCE. 7t9

nitrate d’uranfi «si diamagnélique quand il ii été amené à un grand état de pureté par des cristallisations successives; mais l’oxyde rouge et l’oxyde noir d’uranium sont l’un et l’autre magnétiques. Le carboiiate.de lantjiane parfaitement pur est magnétique. Le molybdène et l'acide molybdique sont magnétiques; mais les molybdates de soude et d’ammoniaque sont diamagnétiques'. . -

§ 8. Bé^netion »ax pnitéi mécpnlqnes des meiarea dHateaeiCé dea eonranta par lUI. 'Weber et Kohlraaaeh*.

On mesure l'intensité dee courants par leur action électromagnétique, leur action chimique et quelquefois par leur action électro-dynamique que l’on sait être proportionnelles; mais en général on se contente d’employer celui de ces trois procédés qui parait le plus approprié am expériences que l’on a en vue, pour comparer les intensités d'une série de courants, sans s’inquiéter d’obtenir des mesures absolues fondées sur un système d'unités défini indépendamment des appareils particuliers dont on fait usage. M. Weber s’est beaucoup occupé de l’établissemont de' ccb mesures absolues, et il a' proposé un système d'unités analogue au système d’unités introduit parGaussdans la mesure des actions magnétiques.

- On sait que, d’après Gauss, l’unité de fluide magnétique est la quantité du fluide qui, étant concentrée sur un point et agissant sur une quantité égale de même fluide pareillement concentrée en un point et placée à l’nnité de distance, exerce une répulsion égale'â l'unité de force. (L’unité de distance etl’ünité

< La plupart dea échantillona, dont M. .Verdcl a tait uaage, ont été préparé» au laboratoire de chimie de l'ivcole normale sous la direction de M. ÜevUIr, ce qui est une garantie de leur parfaite pureté. C'est encore à des échantillons fournis par des chim'ietes distingués qui travaillent dans le même laboratoire, M. Troost et M. Debray, que M. Verdet doit d'avoir pu constater que le lilbium et le gluciniufn, ainsi que leurs composés,' sont diamagnétiques.

• Mémoire* de la Société royale de* Science* de Sitxr, t. V, p. Jî | . Anr.alr* decAimie e(depAÿt>7«c, t. XUX,p, 1 1&. . ' „ . '

720 TRAITÉ d’élbctricité.

de poids adoptées par Gauss, sont le millimètre et le milligramme.]-

L’unité tTinlimsilè électro-magnétique proposée par M. Weber est l’intensité d’uo courant qui, traversant un conducteur circulaire dont l’aire est égale à l’unité'dc surface, et agissant sur un aimant dont le moment tnagnétique est égal à l’onUé, placé à une très-grande distance, de façon que son axe soit parallèle au plan du conducteur circulaire, et que son milieu se trouve sur la perpendiculaire à ce plan menée par le centre du conducteur, donne naissance à un couple dont le moment est égal à l’unité divisée par le cube de la distance du milieu de l’aimant au centre du conducteur.

L'unité (T intensité électro-dynamique est l’intensité du courant qui , traversant un conducteur circulaire dont l’aire est égale il ruiiité, et agissant sur un courant égal qui traverse un autre conducteur circulaire identique au précédent et placé à une très-grande distance, de façon que son plan soit perpendiculaire à celui du premier conducteur, et que l’intersection des deux plans soit un diamètre du premier conducteur, donne naissance à un couple dont le moment est égal à l’unité divisée par le cube de la distance des centres des deux conducteurs.

L' unité iTintensité électro-chimique est l’intensité du courant qui, traversant un voltamètre, décompose pendant l’unité de temps l’unité de poids d’eau, ou une quantité équivalente d’un éfectrolyte quelconque. L’unité d’intensité éleclro- chimique est à l’unité d'intensité électro-magnétique, comme 10(1, ü6 est à 1 .

Établissant aussi une mesure absolue pour l’électricité statique, en prenant pour unité de fluide électrique ta quantité qui, étant concentrée en un point , et agissant sur une quantité égale de même fluide, pareillement concentrée en un point et placée à l’unité de distance, exerce une répulsion égale à runité de force, M. Weber, de concert avec M. Kolilrausch, s’est occupé de déterminer la quantité absolue d’électricité qui traverse pendant l’upité de temps la section quelconque d’un conducteur où circule un courant d’intensité égale à l’utiité. La méthode qu'ils ont suivie consiste à déterminer l'intensité, et la

• APPENDICE. 721

durée du courant qui donne à l’aiguille d’un galvanomètre la même impulsion que la décharge d’une quantité donnée d’électricité.

Sans entrer dans le détail des expériences, nous indiquerons ici la suite des opérations.

On mesure la fraction de la charge de’ l’armalifre interne d’une bouteille de Leydc, que’ cette armature communique à une sphère métallique qui est mise en contact avec elle, et pour cela on met en communication avec un électromètre l’armature intérieure de la bouteille, avant et après un nombre de contacts déterminés de la sphère.

^ Ensuite, on mesure simultanément l’impulsipri donnée h l’aiguille du galvanomètre par la décharge de la bouteille de Leyde, et l’action qui s’exerce entre les boules de la balance de torsion chargées d’une fraction connue de l’électricüé de la bouteille. Pour cela, après avoir chargé la bouteille, on en touche l’armature interne avec la sphère métallique dont nous avons parlé, et cette sphère, mise en contact avec la boule fixe de la balance de torsion, communique une fraction de sa charge électrique que l’on peut déterminer en connaissant les diamètres des deux sphères. La balance de torsion donné la mesure absolue d’électricité de la boule fixe, et on peut remonter de là à celle de l’électricité de la bouteille, en tenant compte aussi de la dépérdilion qui a lieu entre le moment où on l’a mise en contact avec la sphère métallique et celui où on la décharge. Un second observateur décharge la bouteille après un nombre de secondes déterminé à partir de l’instant du contact, et il note l’amplitude de la déviation de l’aiguille. '

11 ne s’agit plus maintenant que de déterminer la durée Tque devrait avoir un courant d’intensité égalé à l’unité électro-hjpgnétique , pour donner à l’aigUille la même vitesse que lui donne le passage instantané de la quantité d’électricité E précédemment mesurée. On ^ut conclure de là que, lorsque ce courant traverse un fil, il passe pendant un temps T par une section donnée de ce fil une quantité d’électricité égale à E et comme le courant est constitué par le mouvement de quantités égales de fluide positif et négatif marchant en sens contraires,