DB L*AI1UNT £T DES PHÉNOMÈNES MAGNÉTIQUES

preDant la précaulioD d'éloigner d'elle tout corps aimanté ou susceptible de Têtre, tel que du fer, afin qu'elle ne soit sollicitée par aucune autre force que par celle du magnétisme terrestre. Il est aussi entendu que les expériences, pour être comparables, doivent être faites non-seulement avec la même aiguille aimantée, mais dans le même lieu, aân que l'intensité du magnétisme terrestre soit constante ^

S s. IjoI des attractloDs et des r^paUlons mayoéilqaes.

Nous commencerons par appliquer les méthodes que nous venons d'exposer à la détermination de la loi que suivent, avec la distance, les attractions et les répulsions magnétiques.

Coulomb, pour appliquer la première méthode, celle qui repose surFemploi de labalance de torsion, avait suspendu au &1 de torsion la même longue aiguille d'acier pour laquelle la force directrice du globe terrestre était représentée par 35" de torsion pour I* de déviation du méridien magnétique. Une seconde aiguille aimantée , semblable à la première , fut placée verticalement dans le méridien magnétique, de façon à agir par son pôle nord sor le pôle nord de Taiguille d'épreuve. La disposition de l'aiguille était telle que les deux points agissant immédiatement l'un sur l'autre, ou qui auraient été le lieu d'entrecroisement des deux aiguilles si elles avaient été en contact , étaient à 2,5 centimètres des extrémités de chacun. Ces points étaient ceux du maximum des forces répulsives. L'aiguille mobile fut chassée immédiatement à une distance de 24*" du méridien magnétique ; ce qui donnait, pour faire équilibre à la force répulsive à cette distance de 24% une force de torsion de 24**, plus la force directrice de la terre équivalente à 24*" x 35" de torsion, en tout 864**. On rapprocha l'aiguille mobile en tournant la pièce supérieure, et on trouva que, pour la ramener à une distance de 17**, il avait fallu faire décrire à la pièce trois circonférences ou tordre le fil de 1080° par en haut. La force totale était donc composée : IMes IT** de torsion dont l'aiguille

I Voir, pour lei déTeloppements maUiéinaUques relatifs au\ deux méthodes, la BoU finale C.

176 MAOr^ÊTÏSME ET ÉLECTRO-DYNAMIQUE*

était distante du 0" de torsion, mn point de départ; 2* des iOSfr de torsion nécessaire pour !a maintenir à la dislance de 17*; 3** des 17" ::< 35% soit 595'' de torsion qui représentaient Teffel de la force directrice de la terre. Cela fait en tout IGOi* de torsion pour faire équilibre à la force répulsive à la distance de ^7^ Pour aiiprocber raiguiile h la distance de là**, il fallut tourner la pièce supérieure de cinq circonférences, soit de 2H8(r, ce qui donna une torsion totale de 12''+288(f+ 12^x35 =331 2^.

Ainsi les forces de torsion qui font respectivement équilibre aux forces répulsives sont à la distance de

24" 864* de torsiou,

12^ — 3312" Les résultats sont très-approxiniativement ceux que doit donner la loi de l'inverse du carré des distances pour rinteusiléde la force répulsive, Kn etfet^ en parlant de la force 3312*, les autres devront élre, d'après cette loi,

3312-[||[Vet33l2"[^!;ou

1630 et 828, au lieu de 1692 et 864 que rexpéricnce donQ^ Ces ditléreuces sont trés-légvres^ si Von considère qu'une erreur d'un seul degré sur la position observée de raigiiiUe mobile fin fait une de 35* pour la force, puisque la force dire**trice e.^i rie 35" pour chaque degré d'écart du méridien magnétique. D'ailleurs il faut remarquer que l'action mutuelle des deux aiguille* aimantées n'étant pas toute concentrée eo deux points uaiqaeîi uitués sur cliacune d'elles, la variation dans la distance efl établit une dans la positiou relative des points agissant, e^l quCj à mesure que la distance augmente, il y a plus de pomb cjui peuvent agir mutuellement tes uns sur les autres, Auh^l trouve-t-on la force un peu plus grande, lorsque la di<' -' augmente, qu'elle ne devrait Têtre d'après la loi. On op* i ■ de même pour démontrer ([ue la loi existe également pourl** attractions ; il faudrait seulement mettre en regard Ii nom contraire des deux aiguilles, et avoir soin de p..

BB l'àIIIAIIT et DES PHÉNOMÈNES ICÀGNATIQUES. 177

Tioce l'aiguille mobile, au moyen de la torsion, à une distance coosidérabie de Taiguille fixe.

Voyons maintenant comment Coulomb se servit de la seconde méthode.

L'aiguille d'épreuve était un fil d'acier du poids de 3,75 gramlœs, fortement aimanté et suspendu à un fil de soie sans torsion. Cette aiguille faisait 1 5 oscillations par minute sous l'influence du magnétisme terrestre. Coulomb plaça ensuite verticalement, dans le plan du méridien magnétique, un fil d'acier aimanté de 60 centimètres de longueur environ, en ayant soin que le pôle nord fût tourné vers le bas, le pôle sud du fil étant en face du pôle nord de l'aiguille d'épreuve, mais à des distances variables. Le centre de l'action attractive de ce pôle devait se trouver dans le plan horizontal de l'aiguille d'épreuve, condition nécessaire pour que l'aiguille ne risquât pas de s'incliner, soit au-dessous, soit au-dessus de ce plan. Aussi fallait-il pour cela placer l'extrémité sud du fil d'acier aimanté à 30 millimètres environ au-dessus de ce même plan. Les choses étant ainsi arrangées, à 4 pouces de distance du fil, l'aiguille faisait 41 oscillations par minute au lieu de 15; à 8 pouces, elle en faisait 24; à 16 pouces, elle en faisait 17.

D'après la loi du pendule, que nous avons rappelée être applicable au cas actuel, on a, en appelant m la force du magnétisme terrestre, m' celle qui agit sur l'aiguille à la distance de 4 pouces et m" celle qui agit à la distance de 8 pouces.

^'=(*ill ^__(24)^

Mais, pour avoir la loi de l'action seule de l'aimant sur l'aiguille mobile, il faut retrancher de m', m" , forcer totales qui agissent sur cette aiguille, m la force du magnétisme terrestre; les différences m' — m, m' — m expriment bien l'action unique de Vaimant aux distances respectives de 4 pouces et de 8 pouces. Or, on déduit des deux proportions qui précèdent ; nJ —m (41)^— (15)^14o6 , m"— m ~ (24)^— (15)^ 3'51 '

Ainsi la force qui agit à 4 pouces, c'est-à-dire à une cei distance, est quadruple de celle qui agit à une distance de

178 MAAlfiTlfllII IT ÉLECTBO-DTHAlilOIIB.

On trouverait pour la distance de 16 pouces (17)'— (15)':»64y

nombre un peu trop petit, car — ^1 = 22 3 1 et on devrait

trouver 16. Cet écart provient de ce qu'à la distance de 16 pouces, le pAle nord inférieur de Taimant fixe agit sur le pôle nord de Taiguille mobile, et diminue par son effet répulsif l'action attractive du pôle sud qui est en haut; c'était en vue d'éviter cet inconvénient qu*on avait donné une longueur considérable à Taimant vertical; mais cette précaution qui atteint son but, ainsi qu'il est facile de le concevoir, quand l'aiguille mobile n'est pas trop éloignée, ne suffit plus dès que la distance dépasse une certaine limite.

En résumé, on peut conclure de l'emploi des deux méthodes également, que les attractions et les répulsions magnétiques soni en raison inverse du carré de la distance.

S 4:. DlMribvUoB da magrnéHsme dMis «b barreav bImabU.

Les deux mêmes méthodes que nous venons d'employer pour trouver la loi de l'inverse du carré vont nous servir aussi i déterminer la distribution du magnétisme dans un barreaa aimanté.

On peut déjà par un moyen très-simple constater l'inégalité de cette distribution; il suffît pour cela de tenir un barreau aimanté dans une position horizontale, et de promener sous si surface inférieure, et dans toute sa longueur , un morceau de fer doux qui porte par trois ou quatre cordons un petit bassin de balance. On s'assure bien vite que le poids qu'il faut mettre dans le bassin pour détacher le fer doux varie beaucoup avec la position du point de l'aimant qui agit sur le fer; d'où l'on conclut que la force magnétique, que Ton peut regarder comnie proportionnelle au poids, est très-inégalement répartie. Aioii» ell(' est à son maximum, à deux points distants de quelques . millim«;tres des deux extrémités du barreau; à partir de ce;? points elle va en diminuant très-rapidement, soit dans Tintervalle qui les sépare, soit de chacun d'eux à l'extrémité mémeda barreau. La manière dont la limaille de fer se distribue autour

DE L'AQIAlfT ET DES PHÉNOMÈNES ICÀONÉTIQUES. 170

du barreau, quand elle est attirée par lui, confirme ce résultat. On la Toity en effet, s'accumuler en grande proportion autour des pAles desquels elle semble converger de toutes parts, comme vers des centres d'action (fig. 76) . La partie centrale du barreau n'at-

lire qu'un très-petit nombre de particules de fer; il arrive même quelquefois qu'elle n'en attire point. Cependant, si le barreau n'est pas très-long, la limaille se distribue autour de cette partie centrale en décrivant des espèces de courbes qui vont d'un pôle à l'autre, et en formant comme des ellipses ayant pour axe celui du barreau, et pour sommets ses deux pôles. 11 faut, pour mettre, en évidence ces figures, projeter, sous forme de pluie, de la limaille de fer sur une feuille Je carton blanc ou sur une lame de verre qui recouvre un barreau aimanté; au moyen de petites secousses imprimées au carton, on facilite l'arrangement de la limaille et la formation des figures. M. de Haldat a réussi à fixer ces figures, qu'il a nommées/an/omé'* magnétiques : dans ce but, il applique sur une lame de verre sur laquelle la figure est formée une feuille de papier tendu, imprégné de coUci ^ ' ' préparée à la gélatine; la poudre de limaille de fiir ainsi fixée telle qu'elle était distribuée sur le vem donc étudier plus facilement cette distribution dax détails. M. de Haldat a ainsi constaté que les centres

180 M16?fÉTlSME ET ÉLE€TBÛ-BTïfAlfqni«

teût les lignes rayonnantes sont biea les pôles de raimaol, qui eux-mêmes sont dépourvus de la liniaille de fer* La disposition des courlies elliptiques formées par la Umaillc* est telle que, diiFergeDtes à leur origine, elles ne sont jamais distinctes cl séparées dans toute leur étendue* Au contraire, elles se réunissent après leur naissance et forment des espèces de mailles. M. de Ualdat a encore étudié les fantômes niaguéliques produits par deux aimants placés F un par rapport à raulre, île diverses manières, et il estime que celte étude peut conduire à des résultats importants sur Tétat du magnétisme dans les corps, sur sa puissance et sa distribution* Nous verrons plus tard Timpor- i tance qu'y attache M, Faraday. H

Déjà, avant M* de Ilaldat, les courbes magnétiques aTaieDl^ fixé Tattention de plusieurs savants; sans compter la descripUisii qu*en fait Lucrèce*, Musschenbroek, Lambert, qui avait réu^à donner Téquation de ces courbes, Playfair et Leslie s>n sont successivement occupés. Le docteur Hoget a simplîGé les is tbodes décrites par ses devanciers, et a indiqué des prof< faciles pour tracer graphiquement ces courbes. Voici les priin pales propriétés de ces courbes engendrées par Tact ion i^imrjl-' tanée, contraire ou semblable, des deux polarités des aimants aiir des parcelles de fer iloux ou sur des aimants infiniment petiti

1° La différence des cosinus des angles formés avec Faxedl

m Fit quoquc, ut a lapide boe ferri nitura rec«dat

iDterdum i fugcre, atque »equi c^nfiueU vkt3«ini, ExBuUare cliani Sanioniracia ferrea vldi ; Ac rame n ta Bimul furere intui abenis lu seaphiiSf bpis bU^ magnes quum Buliditui etjiei ; Usque adeo fugere a ?a\o gtrslirc vidtjluf MrQ intarpu^ilij ; diacordia tan ta crcalttr ; ProplerËa» quia olmirum prlufi uf&lus uH t^rlx Pra*r.«pit fcrrîquc vlai poisedii aperlau \ I*oslerior (àpidid \cnit ti^Un^ et omnia pieu a tiivenit tu flaira ; ncijue hubci t\nt\ Iranct, ut atilO j Coijilur ot>ât«iiiare iiiHur pul&arcqi:e lluctu Ferreâ t«\lu iuo, quo pacto rcspuH ab 9c^ Atque cet Si agitât »inc m quod a^pe reiorbelH» •

Û€ Mtrum ^atufâ, \l, iaâi*£i, Ediu lUs WakeJl«y.

3% l'aimant et des piiékomènes magnétiques. f8t barreau aimanlé par des lignes qui joignent un point quel-

I Conque de la couche avec ces deux pftles, est une quantité con- Itsintep ces deux angles étant pris du même côté. 2** Une tangente menée à un point quelconque de la courbe coupe le prolongement de Taie de T aimant qui la produit, en un point tel que sa distance au p51e le plus voisin est à la longueur absolue de Taim^int, comme le cube de la tlistance du point de tangenee à ce même pôle est à la différence des cubes de ses distances aux deux pôles.

^ 3* Les sinus des angles formés par cette tangente avec les P droites, qui mesurent ces distances aux deux pôles, sont entre eux comme les carrés de ces distances.

Le docteur Roget a décrit un instrument propre à tracer ces

courbes d'uu mouvement continu, et fondé sur le pr*^mier des

I énoncés précédents. Il a aussi fait connaître le procédé suivant,

■ k Taide duquel on les décrit par points :

\ De chaque pWe comme centre et avec des rayons de grandeur i arbitraire, on trace deux circonférences. Après avoir prolongé

■ t axe de Faimant jusqu'à leur rencontre, on le partage en un H nombre quelconque de parties égales, et on projette perpendi- "fiilairement chacun des points de division sur les circonférences.

l'ar le centre de chaque circonférence, et les points qu'on a déterminés sur elle, on mène des rayons indéfiniment prolongés. Ces rayons se coupent mutuellement en des points qui appartiennent aux courbes cherchées.

Si les deux pôles générateurs sont hétérogènes, les courbes sont dites convergentes^ et sont les diagonales curvilignes, dans le sens de Taxe aimanlé, des intervalles quadrilatères formés par les intersections des rayons. Si les deux pèles sont homogèneSy ces courbes se nomment divergentes^ei leur direction se diHermine par celle des diagonales curvilignes perpendiculaires aux premières, et par conséquent à Taxe qui joint les pôles*.

Mais revenons à remploi des deux méthodes qui nous ûm ront des résultats plus précis. Avec la balance de torsion,

< Voyei, pottr lei d饀lop[*emciilfr mallïêmaïJHw^'s, ta mit 0 ai la fin dy tût»

182 yAGNÉTIi^ME ET ÉLECTHO-DY^IAMIQUI.

lomb SG servit des deux mêmes aiguilles aimantéeSi Tune Taulre mobile, au moyen desquelles ii avait delcriniiirî là de l'inverse du carré ; il l'aisail glisser la tixe derrière uue oiim règle de bois, qui la réparait de la mobile, eu ayant soin qu*alle restât verticale. Puis, il notait la torsiou qu'il était TuVe de dounerau U\ desusponsion, pour obliger rexlréiiiilé de V guille mobile à rester daus le ptau du méridien magnétique el presque en contact avec la iixe, dont elle n était séparùe que ptr répaisseur de la règle de bois. En opérant de celle mamère, Cotilomb évitait Telfet sur raiguille mobile des points, autre que celui qui était dans le même plan borizoulal qu'elle; il n'avait pas non plus besoin de tenir compte de la force dire^^M Irice de la terre, puisque raiguille restait dans le méridien ma^^ gnétique. Les angles de torBÎon oécessaii'es pour les maintenir représentaient donc, dans cbaque cas, eiactement la force mu* gnélique du point agissant do raiguUle fixe.

Dans la seconde métbode, Coulomb faisait uBciller Taigi d'épreuve devant les différentes parties d*un long ba aimanté qu'il faisait glisser verticalement, de façon que tous pûintg se trouvassent successivement dans le plan borizoutal raiguille et à la même distance. Appelant m', m'\ m*'' Tact totale exercée sur Taiguilte quand elle est succesaivenieut rli vanl cliacun des points du barreau^ m étant loujonri^ celleti magnétisme terrestre, et ti', n'\ ri'% le nombre des oscillaiio] faites par Taiguille d*épreuve devant chacun de ce** poial n étant ce nombre d uscÛlalioDS, quand le magnélisme lei

agit sur 1 aiguille, on a =^ -^ — ^ -^ : ^-™^^— -

d*oit

*iro

^îï m — M

m — m fi"*— fl-' m — m n • — rr Or m' ^ m, m" -^^n^ m''' — m, représenteut le« foreê§ m**

gûétiques émanées respectivement de chaque point de l'aiiiia puisque ce» quantités sont Taction tolale diminuée de magnétisme terreslre; et on peut les comparer entre » fois que par expérience on a déterminé n^n\ n\ n*\ etc* Vc^iei un tableau des résultats obtenus par Coulomb aT6i>i

'ih l'A rcDlimètres de liiiigueur cl àf^ i, ;j miUiiuèl

Laisuûïe dVpreuve faisait, avant qa on lui praentftt le 01 i'êcitr, nue oâdllaliau iJom une minute, fioilÔO',

ÏUe II fail cievîint IVnln'initê du tîl G4 osnllafitms rn m'*

Ik-^aat la niriiie eiln-mité aljfti«^,<e do i:^ iiull 5 38 — ^

— -^ rii 18 — ^

— Hl 42 — —

— 122 là2 — —

Ainsi, à partir tlu point situé de MO à 120 millîmètres audessous de son extréimU\ raiguille d'acier ne présentait pas de forPe magnétique sensible. En continuant d* abaisser raiguille, m trouva que l'abst^nce presque complète d'aclinn durait jus- (ju'à une dislance de MO à 120 millimètres environ de l'autre eilrémilé. Mais à partir de cette distance, les mêmes effets ie eprnduiîiirent dans un ordre inverse, et raiguille d'épmne fit Fuir* pirom^lte p^^ur presenler son autre pnle n laetion du Iil d'îicier diiul ht sei'ond pAle ùgaleusent coiEinicurail a agir sur

Pn iNîtil^ par remploi de celle méthode, conslalor facilement] Upfm«iice de points eonéêquentt; uu de pôles inlerinédiaires' iinQx^ là portinn d*uii iïl ou d'uit barreiàu aimante comprime lire ^^ dt^ut pointî^ extrêmes ; ou peut in*'nie dt-terminer Tinpusjl^ des forces magnétiques dont ilt? sont doiié^. U'ï^^ït h ïiJûeimiUi des forces qui émant lit *lrs evtrémitéi!. mêmes du lil [iîitiaiitts il faut, pcrur «n avoir la véritable espix^ou, doubler liiUatobtium, car l^effet t^enul évidemmeul, pour«T':? puitOs Si double de ce quMl ejst nkdlenienlji^i l'îùniuul se pn*- Rail AU delà *^t présentait en dehors des (MjiutH aussi efliaice^ que «^eux qui sont en dedans; ^ comme cela a lieu piuir les

Kircîî parties du barreau.

,ouliimli a réussi à repnjseuter géomélriquement tou?i les ultals quil a obtenus en élevant^ sur chacun des points ' duiM* li,c<*t* hntiiîoniale (ifiurRnt un IJl aimanlé, des perpcndiiii|f,ir. , .1.^ I^Kti^ucurs iinpporlu«Hielles aux inlvn:?ilés cdïtenucs iim . IRC, Lcïïcxlréiiutti^ de ce^ perpendiculaitx*s ftirmeut

181 MAGNÉTISME ET ÉIECTÏIO-DTÎÇÂMIQIT,

une courbe ([iii, dans rexpérience que nous avons plus haut, se coufoud avec Taxe du fil de 7^ cetitlraè uuL* lûtigueur de 49 environ, et va en s*éloignanl ra| de eet axe à partir du 12"^ et du 61™* centimètre juâtji hémités, où elle atteint son maximum (fig, 77)*

Fîg. 77* Il est rtsscï: remarquable que celle courbe^ ou, ce qi uu mvm^j lu tUslribuliou du maguétisme qu'elle rei goil exactement la même pour des fils ou des lames de 1 différentes^ pourvu que la longueur surpasse 20 centii n'y a d'aulre ditfereuce, sinon que Tespace laissé au n le umgiwtigme est sensiblement nul» est plus ou moins n»feuUe encore de laque tous les aimauLs de même (Vime longueur supérieure à 20 centimètres ont leur p même ilislauce des extrénùlés; cette distance est de mHrcs environ d* après les calculs de Coulomb. LemêEH rien a trouvé que quand les aîmanls sont trop cour fitttf Mûl à peu près au tiers de leur demi-li mgueur 4iIb0I Qlféwtés; ainsi pour une aiguille de 9 ceni I une ilistauce des extrémités de 1 5 mî

se vérifient que stir des aimanti

MT rapport à leurs dimenstol

lirlaitemeDl réguUèrei tel]

DE l'IQCÀHT et des PHÉNOMÈNES IIAGNÉTIQTIES. 185

forme cylindrique ou rectangulaire, et qui sont aimantés d*une manière normale. Avec les aiguilles en forme de losange, les pôles sont beaucoup plus éloignés des extrémités ; dans ce cas comme dans les autres, il faut se servir, pour déterminer leur position, de l'aiguille d'épreuve; le calcul ne peut y conduire à priori.

M. Becquerel a cherché, au moyen de la balance de torsion, à déterminer la distribution du magnétisme dans des fils d'acier excessivement fins; il obtenait ces fils en tirant à la filière un cylindre d'acier d'un petit diamètre qu'il av^it logé dans Taxe d'un cylindre d'argent dix fois plus gros. Puis après avoir obtenu un fil d'argent très-fin, ayant pour axe un fil d'acier presque capillaire, il dissolvait l'argent dans le mercure, qui n'attaque point l'acier, et obtenait un fil d'acier presque microscopique. Les fils ne sont pas susceptibles d'acquérir une forte aimantation; toutefois ils sont suffisamment aimantés pour qu'on puisse constater que la distribution) de leur magnétisme suit à très-peu près la loi déduite des observations de Coulomb. M. Becquerel a trouvé que dans un fil de 1/75 de millimètre de dianaètre et de 128 de longueur, les pôles étaient situés à 8,5 millimètres des extrémités. On aurait pu croire qu'ils auraient été aux extrémités mêmes, ce qui arriverait probablement si le fil ne se composait que d'une rangée de particules consécutives, cas idéal qu'il est impossible de réaliser.

M. Kupffer a remarqué, au moyen d'expériences très-délicates faites par la méthode des oscillations, qu'il existe sur un barreau aimanté un point qui n'exerce absolument aucune action sur l'aiguille et qu'il a nommé point d'indifférence. La position de ce point est influencée d'une manière très-prononcée par le magnétisme terrestre, quand le barreau n'est pas très-fortement aimanté. Si ce barreau est disposé verticalement, son pôle nord étant en bas, on trouve le point d'indifférence plus près du pôle nord que de l'autre. Si Ton retourne le barreau, le point d'indifférence se rapproche du milieu. Dans le premier cas, le pôle nord du barreau était plus fort que le pôle sud. Dans le second cas, les deux pôles arrivaient peu à peu à avoir la même puissance. U résulterait de là que le point d*iii-

186 MAGNÉTISME ET ÉLEGTR0-DYNAMIQI3B.

(lillërence serait toujours plus rapproché du pôle le plus fort, et que le geure d^iuiluence du magnétisme terrestre que nous venons de signaler consisterait simplement à déterminer une intensité plus grande dans Tun des pôles que dans Tautre. Le même effet se fait remarquer sur un aimant horizontal ; son pôle nord est plus fort que son pôle sud, quand il est dans sa directioa naturelle.

L'élévation de température diminue Tintensité magnétique d*un barreau, comme nous Tavons vu. M. Kupffer 8*est assuré qu elle modiiie également , <lans ce barreau, la distribution du magnétisme. Le déplacement du point d* indifférence est surtout sensible quand on ne chauffe qu'un des pôles. Le point d'indifférence s*éloigne du pôle chauffé^ qui devient également plus faible.

Il sendderait résulter des observations de M. Kupffer qne l'intensité relative des deux pôles est la cause unique i{ui exerce une influence sur la distribution du magnétisme, et que ce n'est (jue parce qu'elles modifient cette intensité relative, que diverses circonstances, telles que le magnétisme terrestre et la variation de la température, font éprouver un cliaugemenl de place au point d'indifférence. Hnfin, on serait porté à croire <pie, si le point d'iiuliffénîncc nv. n^sle pus au milieu d'un barreau, mais se porte du rôle le plus fort quand les deux extrémités n'ont pas la même puissance niagnéti<[ue, cela lient à ce (lue les sommes de toutes les forces opposées devant toujours être séparément égales Tune ù l'autre, cette condiliouiic peut être remplie qu'autant qur les iK»ints d'où émanent les plus faibles sont plus nombreux que les points d'où émanent les plus intenses, et par conséquent que la portion de l'aiguille dont l'extrémité a le plus de magnétisme est plus courte que la portion dont l'extrémité en a moins.

% 5. Théorie de» flaldes mnfl^néllqnefi ef de \tk forre coerrICIff*

Le genre de considérations qu(' nous venons d'aborder nous amène à nous occuper de la théorie du magnétisme, sujet que les travaux de Coulomb, suivis des rechercher mathéniatitpies de Poisson, semblaient avoir épuisé, quand les découvertes dont

DE L*AlMA!fT XT DES PHÉNOMÈNES MAGNÉTIQVES. 187

unu$ parleroDS dans le chapitre suivant sont venues, sinon ren* Terser totalement, du moins modiiier eonsidéra})1ement les idées théoriques tic ces deux savants. Toutefois leur théorie est trop importante et encore trop répandue pour quenous|pnissioiis la passer sous silence. Les faits remarquables sur lesquels elle repose, le besoin qu*on a de la connaître pour comprendre celle qu'on lui a substituée, et qui a un grand nombre <le points communs avec elle, en rendent d'ailleurs Texposilion indispen* ^le, lors même qu'on serait obligé de l'abandonner plus tard. Dès qu on aborde Tétude des phénomènes magnétir[ues, on egt frappé de l'analogie qu'ils présentent avec les phénomènes 4'Ieclriques; on est donc bien vite tenté de les attribuer à deux fluides magnétiques jouissant de ])ropriélés du mémo genre que celles dont jouissent les deux fluides éloctriipics : l'un, leflvide maynétique nord, serait la cause «les effets que produit le pAle nord d'un aimant; l'autre, le fluide sud, des phénomènes (juo présente le pôle sud de l'aimant. Les fluides de même nom se repousseraient, ceux de nom contraire s'allireraicnt. L'analogie toutefois n'irait pas plus loin, car l'expérience a montré que les fluides magnétiques et les fluides électriques n'exercent mutuellement aucune influence les uns sur les autres; de plus, fes fluides électriques peuvent se manifester sur tous les corps de la nature, tandis que les fluides magnétiques ne sont sen- '^ibles que sur un très-petit nombre de corps.

Une expérience importante montre, en outre, que les deux fluides magnétiques ne sont point dans un barreau aimanté distribués de la même manière que le sont les deux fluides électriques dans un corps conducteur isolé; leur distribution semblerait au contraire avoir beaucoup plus d'analogie avec celle Qu'affectent les deux électricités dans un corps isolant dont les particules successives sont polarisées, ainsi que l'ont démontré les recherches récentes de Faraday. Voici cette oxi^érienco : on a une aiguille aimantée cylindri([ue , d'un bon acier bien trempé et qui ne présente aucun point conséquent ; on s'assure ^{ue chacune de ses moitiés possède un magn<Uisni(* contraire. On la rompt au milieu; chaque moitié semble «levoir no posséder qu'un des deux magnétismes après la rupture aussi bien

18S magxItisme it êlkctro-bynamique,

qu'avant; il n'eu est point ainsi ; chacune des moiUég est detenue un aimant parfait, ayant ses deux jkVIgs et son point d'imlifférence au milieu. La moitié qui se terminait par un p51e uo a pris un piMe sud, et celle qui se terminait par un p^le sud pris UE pôle nord également à sa nouvelle exlrémité; eo so qu au point de rupture sont nés deux pôles contraires. On encore rompre par le milieu chacun des deux premiers fr ments devenus des aimants, et on produit ainsi quatre muveaux airaanls parfaitement semblables, sauf pour les dimensions, aux précédents. Ces derniers peuvent être encore br de même; et cette opération, poursuivie jusqu'aux demie limites d*unc division mécanique possible, donne toujc quelque j^etit que soit le fragment qu'on obtient, un mmi ayant des pôles contraires et doué de toutes les propriétés d'un aimant plus considérable-

Il faut nécessairement conclure de cette expérience eun**«ï que les deux magnétismes se retrouvent également anus lou les particules. On est donc conduit à admettre que chaque | ticule d*un corps magnétique contient, en proportion ég les deux magnétismes; qu'à l'état naturel ces dtux mag tisraes se neutralisant Vun rautro, il n'y a aucune aetion ejj eux, mais que l'aimantation les sépare sans que pour cet sortent de la particule qui les contient ; seulement tous les i gnétismes d'une espèce sont portés vers uncùlé de la partie et tous les magnétismes de l'autre espèce sont portés l'autre côté, iju'on suppose une file, soit une rangée de cules placées les unes à la suite des autres en ligne rira on promène le long de cette rangée le p*Me nord d'un aiuiaoU^ ce pôle décompose successivement le magnétisme natur chacune dés parlicules sur lesquelles il passe; il attire le gnélisme sud dans rextrémilé île la particule dirigée du( vers lequel il chemine, et repousse le magnétisme nord l'extrémité opposée. De cette façon, chaque particule a un ] sud tourné dans la direction que suit Faimant qu*on proml et un pôle nord tourné de rautre. Il se trouve finalement pôle sud du côté extérieur de la dernière particule tourhée l'aimant, et un pùlc nord du côté extérieur de la prejnil

^ET DES PIDÊNOMÈNÊS MAGWiTlQUES. 189*

; deux pAles seroot les seuls agissanls, car les magnélismes miraireâ de toutes les particules intermédiaires se dissimulelool mutuellement quoiqu*ils soient dans des molécules difféitolÊ» (fig- 78); s ils étaient daos la même, ils se neutralise-

Fig, 78,

mU L'eipérience dans laquelle ou brise on aimant est la ?uve qu'ils ne sont que dissimulés; les deux pftles qui appa- 'iussenl sont dus aux magnetismes contraires^ qui se trouvaient les extrémités en regard des parlinules conligu**s que la ure vient de séparer. S'ils avaient été neutralisés et non iplemeot dissimulés^ ces magnélismes n'auraient pas été , en liberté par la séparation des deux parlieules. La nature deux pùles qiu se manilesteul aux points de rupture des fragmenls est parfaitement d'accord avec la théorie, ainsi le la figure le met eo évidence. Cette propriété que nous attribaons aux deux maguétismes^ de pouvoir se dissimuler sans se neolraliser, peut se prouver directement par Texpérience. Il suffit^ pour cela, de suspendre un objet quelconque en fer doux, par ^ : ' une clef, àTon des piMes d'un barreau aimanté, el i'il^i' ' par-dessus le pùle opposé d'un barreau semblable,

Xu moment où le contact entre les deux pôles contraires a lieu, Il (luelquefois même un peu avant, T objet en fer suspendu rtmbe tout d'un coup^ et il est impossible de le faire tenir de >uveau tant que les pôles opposés des deux barreaux sont en (»utael| preuve que Inaction de Tun est dissimulée par Taulre; 'en effet, dés qu'on les sépare^ ils reprennent chacun leur éner- ^gic propre.

Toutefois une cause qui, en modifiant sensiblement la distrl- AtioD du magnétisme libre, inîlue sur la place même des c'est Taction mutuelle que les deux pôles de nom couire peuvent exercer Tun sur l'autre, el qui devient sensible à ause de leur peu d'éloignement daus les aimants très-courts. «ite action recompose une grande partie du magnétisme dépar raimant extérieur dans l'acle de l'aimantation; \^mm vait*ou que la quantité de magnétisme libre est beaucoup

DE L*AlllAlfT IT DM PHilfOMÈNES IIAGHÉTIQIIES. 101

oria a lieu dans rexpérience que nous avons citée de M. Mat- Hoeci, pour une pile formée de plusieurs lames de mica sufupofiées, qui, lorsqu'on les sépare, se trouvent électrisées ai plus sur Tune de leurs faces, et en moins sur Tautre. La force coereitive est donc celle qui maintient dans chaque particule les deux magnctismes séparés, en les empêchant d'obéir à leur attraction mutuelle. Cette mémo force doit égalemeDl s'opposer à leur séparation, c'est donc elle que doit combattre l'aimantation. Aussi remarque-t-on que ce sont les corps les plus difficiles à aimanter, tels que Tacier trempé, qui eoDservent le mieux l'aimantation qu'on leur a imprimée, tandis que ceux qui, comme le fer doux, s'aimantent trèsfiMrilement, perdent aussi immédiatement leur magnétisme. Les premiers ont une force coereitive considérable, 1rs seconds en ont une très-faible ou à peu près nulle. Cette différence peut être mise en évidence par une expérience très-simple. On suspend au pôle d'un aimant, par une de ses cxtréinilés, un fil de fer doux, OD trouve aussitôt à l'autre extrémité un pôh^ capable d'attirer de la limaille de fer; qu'on coupe le lil de fer tout en le laissant suspendre à l'aimant, à une petite distance de ce pAle, le fragment détaché n'a plus, ni à l'une ni à l'autre de ses extrémités, aucune trace de magnétisme. Avec un fil d'acier le fragment serait un véritable aimant, ayant à chacun de ses deux bouts un pôle différent.

La chaleur détruit la force coereitive, c'est pourquoi les corjis aimantés perdent leur magnétisme lorsqu'ils sont poussés à une température élevée; les deux magnétisme» se réunissent alors dans chaque particule. Mais s'ils sont sous l'iniluence du magnétisme terrestre, alors la faiblesse de la force coen^itive permet de nouveau la séparation sous cette inlluence du magnétisme naturel, séparation qui se maintient lorsqu'après le refroidissement cette force est redevenne plus considrrahle. .Cpinus avait également trouvé qu'on peut aimanter fortement aoe aiguille ou un barreau d'acier en les chauil'ant au rouge et les laissant refroidir entre les deux pôlns contraires de forts barreaux aimantés, qui produisent le même effet que l'action du magnétisme terrestre, même à un degré plus élevé.

192 MAGNÉTISME ET iLEGTRO-BYNAMlQÏÏEr

Les actions mécaniques ont sur la force coercitive la mèmt influence que la chaleur. CesL pourquoi elles facililent rauiiaîitatioE, aiDsi que nous en avons déjà vu de nombreux exemples» En voici un nouveau de 5L de IlaldaL Des fils de fer non recuit*, d'un décimètre de longueur et d'un millimètre de diamelir, avaient été placés borizontaleoient entre deux barreaux dont les pôles contraires étaient tournés vers les bouts des ûht ntiii* à une distance trop grande pour pouvoir les aiinanler par leur iniluence. Toutefois, dès qu'on les frottait dans la dircctitMi ib pûles avec des corps durs, ils acquéraient une polarité mugii^ tique prononcée sous cette mêuie influence.

Voici par contre un cas où les actions mécaniques opêrentJ désaimantation. .\L de llaldat a réussi, en promenant le d*un aimant sur des lames dacier et même sur îles plaquer ^ lôle, à y détermioer, par T aimantation, des figures qui devii| nenl visibles, quand ou répand de la limaille de fer sur la i face des lauies et des plaques et qu'un les frappe doucement. parcelles de fer s'accumulent vers les limites du trait, euiaiâH sant à nu Tintervalle qui ec marque l'épaisseur, de sorte qu*elles se trouvent rassemblées sur lus lignes qui séparent I parties aimantées de celles qui ne le sont pas. Le magnétià; qui est ainsi développé par une simple friction, ou même parj simple approcbe d*uu barreau, persévère très-Ion gt cm j le faire disparaître, on n'a qu'à frapper les plaques for pendant une ou deux minutes sur un madrier avec un j maillet de bois, ce qui excite cbez elles des vibrations mV et \iolentes. 11 va sans dire qu'on obtient le même eihi i eliaufl'ant les plaques; il suffit d^élever leur température j« qu'au jaune paille. Si Ton aimante une cartouche laite limaille de fer très-fine, elle peut garder assez longtemps! magnétisme, mais elle le perd iiinnédiatement dvA qif un agfl les particules de la limaille. Cette deroière expérience seu rait prouver que l'aimantation et la désaimantation serm liées avec une changement dans la position relative des p« ticules du corps annanté; elle expliquerait ainsi ÏWïvi de la cb leur et de Vactiou mécanique, qui faciliteraient aux pariiiu le retour à leur position naturelle que raimantation

DS lADÏAlfT ET DES PHÉNOMÈNIS MAGNÉTIQUE,?, 193

La force coercilive ne sérail, dans relie manière il'ener le phénomène, que la résistance plus ou moins grande particules à une modificiilion dans leur arrangement muf\ lel qii*il consiitue la structure naturelle du corps. Nous yna «lans le chapitre troisième où nous nous occuperons de iveau de raimantation^ que des faits d'un ordre diflërent loul à fait favorables à cette opinion, i Enfin pour compléter la théorie nous devons ajouter que l^n peut eonslruire un aimant en suivant les principes sur els elle repose. Il suffit pour cela de coupe? un grand ire de petits bouts de fil de fer très- doux, puis de les yÉl»f bout à bout à la suite les uns des autres; en présentant Bp6]e d'un aimant à Tune des extrémités de cette rangée^ on ^Lit tous les fragments qui la composent adhérer fortement Hte uns aux autres; et à Tautre extrémité il naît nn pôle de ' menue nom que celui de TaLmant qu'on a approché. En un mot, U rangée possède toutes les propriétés d'un véritable aimant. MijS îiit<>t qu'un éloigne le pôle qui produisait cet effet, toute ttire de magnétisme disparaît et les petits fragments se dé- Indien L tous les uns des autres; résultat qui provient de Tableûce de force coercitive dans le fer doux et de ce que par conléqueot dès que la cause qui les a séparés n est plus là, les flIftgtiéUsiiieâ contraires de chaque particule se neutralisent "iuluetlement immédiatement. Ce qui se passe dans chaque lent, a lieu de même dans chaque particule individuelle ^ rorps qui est aimanté.

Quelques physiciens avaient admis dans le magnétisme ime dans rélectricilé Tliypothèse d*un seul fluide, ^piuus, i la soumettant au calcul, avait trouvé que, pour être d* accord rec les faits, il fallait qu^ellc remplit les conditions suivantes : 1* Que les particules du lluide magné! ique unique se repousmî avec une force inverse du carré de la distance ; 2" One les particules de ce fluide attirent celles du fer el Dient attirées par elles de même ;

y Que le fluide magnétique puisse se mouvoir dans les porci^ du fer et de Tarier doux sans difBcullé et qu'au contraire ce oioavcBient surmonte des obstacles dans Tacier dur et trempé; u 15

194 MifinÉTisia et iLECTuy-nniAinQui.

4'' Que les particules du fer se repoussent mutuellement, coih dition semblable à celle à laquelle conduit pour tous les eorpi la théorie d'un fluide unique dans Télectricité et qui est inconciliable avec les idées admises sur la constitution de la matiëit. i

S 6. Dm «iTen procédés A'sImBBtetloB» et «• I» p«liNiBct * iiui|piétl««e •« yéBéral.

Les considérations dans lesquelles nous sommes entrés et les ;, faits que nous avons étudiés, nous permettent de revenir maior ^ tenant avec plus de connaissance de cause sur un point imp<N^ ^ tant que nous n'avons qu'effleuré; nous voulons parler de . Yaimaniation et de l'influence de diverses circonstances sur , l'intensité du magnétisme que les corps sont susceptibles d*aoquérir.

Le procédé d'aimantalion le plus simple consiste à appliquer les pôles d'un aimant à l'extrémité d'une aiguille ou du barreau qu'on veut aimanter. Les premières particules en contact avec ce pôle ont leur magnétisme naturel décomposé; le magnétisme sud se porte du côté le plus rapproché du pôle nord de l'aimant, et le magnétisme nord du coté le plus éloigné ; ce dernier magnétisme décompose à son tour le magnétisme naturel des particules suivantes, et ainsi de suite jusqu'à Textrémité la plus éloignée du barreau dont les particules se trouvent posséder ainsi extérieurement un magnétisme semblable à celui du pôle aimantant.

Yoilà la théorie du procédé ; mais le phénomène ne se passe pas toujours aussi simplement. Le docteur Kobison, physicien écossais, a observé que lorsqu'au lieu de fer doux on aimante par ce moyen de l'acier, l'acquisition du magnétisme est graduelle et progressive , et que la gradation est d'autant plus sensible que l'acier du barreau sur lequel on opère est plus trempé. Ainsi, quand on applique le pôle nord d'un aimant à l'extrémité d'un barreau d'acier dur, l'extrémité en contact acquiert aussitôt un pôle sud, et l'autre n'est pas d'abord affectée. On observe alors un pôle nord formé à peu de distanco du pâle sud f et après celui-ci un second pôle sud très-faible. Ces pOles

DE L*AIIIA1IT n MES PEÉNOUÈlflS lUONiTIQtES. 105

aTaocent graduellement le long du barreau ; à rextrémité éloignée du contact parait un faible pôle sud, et ce n*est que longtemps après (si cela arrive jamais) qu*on y trouve un pâle nord simple et vigoureux. Le plus souvent ce pôle nord reste diffus et faiblei et même, si le barreau est très-long, il arrive ([u*on trouve souvent sur ce barreau une succession de pôles nord sud qui n'avancent jamais assez pour atteindre son extrémité.

Au moyen d'une aiguille d'épreuve, ou en plaçant sur le karreau une feuille de papier saupoudrée de limaille de fer, on s*aperçoit très-bien de cette marche des pôles qui s'opère plus ou moins vite. Si la trempe du barreau n'est pas plus forte que celle des instruments tranchants et si ce barreau n'a que 15 ou 20 centimètres de longueur, la marche de l'aimantation s'arrête au bout de quelques minutes. Quand le barreau est très-dur, on peut accélérer beaucoup les progrès de Taimanlation en le frappant assez fortement pour le faire sonner, simplement avec une clef, surtout s'il est suspendu verticalement. Mais il est rare qu'on obtienne ainsi une aimantation uniforme, qu'il se forme seulement deux pôles cl que ces deux pôles soient d'égale force ; celui qui s'est formé à l'extrémité éloignée du point de contact est en général diffus et par conséquent plus faible. Pour aimanter fortement par le simple emtacty il faut, lorsque la force coercitive est considérable, placer le barreau entre deux pôles contraires ; l'aimantation se faisant alors à la fois dans deux sens qui concourent au même résultat final , Topération est plus vite achevée et plus parfaite.

Un second procédé plus énergique que le précédent et qui est ^us généralement usité, consiste à promener la pièce d'acier ^*(»i veut aimanter le long du pôle d'un aimant; nous en «fonsdéja donné la théorie. La force coercitive est plus facilement surmontée dans cette opération où chaque particule de la surface frottée subit à son tour l'intluence directe du magnétisme du pôle. Il faut seulement répéter le frottement plumeurs fois, surtout si la force coercitive est grande, mais il faut nœr soin qu'il ait lieu toujours dans le même sens. L'efi'et de

196 BaGirÉTISME et ÉLKGT]UM>TNAMIQCK.

cette réitération de frottement n*est pas facile à comprendrez En effet, si, après avoir aimanté une aiguille par une première opération, on reporte le pôle de l^aimant à rextrémité de la première touchée, on commence par détruire le magnétisme qu'oi vient de lui donner avant de le lui rendre par un second = frottement. Chaque molécule frottée se trouve donc aimantés i d^abord dans un sens contraire à celui dans lequel elle Test z ensuite. Pourquoi donc un second frottement augmente-l-il : Teffet du premier, un troisième celui du second, et ainsi de : suite jusqu^à une certaine limite? Il paraîtrait que le mouve- * ment imprimé en sens alternativement contraires aux deox : magnétismes des particules favorise leur séparation, et que h i force coercitive cède plus facilement après avoir été déjà plu- ; sieurs fois surmontée que lorsqu elle ne Ta point été encore. Il y ; a là comme uno espèce de vibration nécessaire à Taimantation, et dont rintensilé augmente avec le nombre des frottements. On peut suivre également , dans ce procédé comme dans le précédent, la marche de Taimantation. En promenant le long d'un barreau le pôle d*un aimant dont la ligne des pôles est perpendiculaire à Taxe du barreau, on voit successivement paraître à Textrémité touchée la dernière un pôle de même nom et un pôle de nom contraire à celui qu*on promène , et Finverse a lieu à Textrémitc touchée la première. Les points intermédiaires passent par des états magnétiques très-variables ; ces états présentent une foule d*anomalies provenant probablement des différences de constitution moléculaire qui existent entre les divers barreaux soumis à Texpérience et dont deux ne sont jamais identiques.

Quand il s* agit d*aimanter très-fortement une aiguille de boussole ou des lames d*une épaisseur qui n*excède pas 4 ou 5 millimètres, il faut disposer aux extrémités de Taiguille à aimanter deux puissants aimants, de manière qu'ils agissent par leurs pôles opposés sur les deux bouts de cette aiguille. Celle-ci est placée sur les aimants de manière à les dépasser de 20 à 30 millimètres à chacune de ses extrémités. On prend ensuite deux autres barreaux aimantés, et, les tenant chacun d'une main, on touche avec leurs pôles opposés le milieu de raiguillei

DE L*ADIART ET DES PHÉNOMÈNES MAGNÉTIQUES. f97

S, les inclinant de 25 à 30", on les fait glisser sous cette inlaison Tun vers Tune de ses extrémités, Vautre vers Tautre rémité de Taiguille. Puis on les rapporte au milieu pour "e la même opération qu*on répète jusqu^à ce que Taimanon soit devenue suffisamment forte. Il faut avoir soin que ;>ôle de chaque barreau qui touche Taiguille soit le même ) celui de Taimant fixe vers lequel on le fait glisser, afin que deux effets s*ajoutent. Ce procédé, dit de Duhamel ou de la 7he séparée^ ne suffit pas quand les lames à aimanter ont ) forte épaisseur; il faut alors employer celui d^^Epinus, dit la double touche. Il ne diffère du précédent qu*en ce que les X barreaux qui servent à Taimantation sont , à partir du ieu de la lame à aimanter, promenés ensemble, et non séément. On les fait glisser d*abord sur Tune des extrémités, % on revient tout le long du barreau à Vautre extrémité ; on re plus ou moins longtemps ces frictions par ce mouvement » et tnent avec la condition de commencer et de finir tours au milieu, et d^avoir soin de s'arrêter après avoir passé léme nombre de fois sur chaque partie de la lame à aliter.

B procédé de la double touche, tout en produisant une aiitationplus forte, et précisément, ainsi que nous Tavons vu, ^ que cette aimantation est trop forte et détermine ainsi réaction des pôles sur les parties de Taimant qui en sont iues^ a Tinconvénient de donner souvent naissance à des its conséquents quand les lames ont une grande longueur e donner des pAles d'une force inégale. Il vaut donc mieux >loyer celui de Duhamel de la touche séparée, quand il s'agit guilles de boussole ou d'aimants destinés à des appareils de iôsion. Ce procédé est supérieur, même à cet égard, aux X premiers que nous avons décrits. En effet la présence de its conséquents est très-nuisible à la sensibilité d'une aille de boussole; car sa force directrice n'est plus alors que la érence qui existe entre la force avec laquelle sont dirigés la terre, les deux pAles qui sont à ses extrémités, et celle c laquelle les deux pôles respectivement opposés à ceux-ci, sont du même côté qu'eux, mais plus près du centre, sont

Ml

ni BlKlNiriSMI ET ÉLICTRO-DYNAaUQUE.

tiirigésdans un sens différent* Si ks premiers remporlcnl, e'i qu en général ils sont plus farU, c est aussi qu ils agissent w un bras de levier plus long-

Nous n'avons exposu que d'une manière sommaire les diffé-'' rents procédés d'aimantation qui ont été suecesi^ivcment mis eu pratique. Uu Irès-graud nombre de pbjsicieus, outre ceux nous avons nommés, 9*en sont occupés; Canton, Mitchell, Iheaume» Saverj', ont tousj comme Duhamel, ^Ipinus^ Robisëtt et Coulomb, que nous avons déjà cités, indiqué de Douveliaft i métbodes ou perfectionné les anciennes. Ne faisant pas ici isnt histoire de la science, nous ne pouvons entrer dans les détaU» de ces métbodes et de ces pcrft^ctionncments; cependant nous dirons encore un mot des travau^i d'un savant qui est panicu* lièrement célèbre par les essais qu il a faits pour obtenir let ai* manls artiliciels les plus forts possilile : c est le docteur Knight, qui vivait dans le dernier siècle, et dont les recherches datent surtout des années i766 et suivantes, La société royale de Londres possède un aimant fait par M. Knigbt, et qui est confié aux soins de M, Cbristie, dont Tarmature exige un poids dû 100 livres pour cLrc détachée des pôles. Ce puissant aimant se compose de 450 barreaux aimantés longs de 15 pouces chacun, larges d'un pouce et épais d'un demi-pouce; ils sont ûxés, dans une boîte , de manière à présenter à une de ses extrémiti^ deux pôles qui en ressortent (ûg. 79) horizontalement stir une IoD' gueur de 6 pouces^ une hauteur de 12 ai une largeur de 3. Cet aimant , que le docteur Riiigbt avait mig beaucoup de soiiiià construire et à maintenir en bon état, et qu il appelait son réservoir de force im^ gnétique, avait autrefois beaucoup plus de puissance q^^Ê nen a maintenant; 1 aiguille d'une boussole qui lo touchait ^ acquérait une force de polarité si jurande qu'exile était en éîat ÛB détruire toute la polarité des meilleures boussoleii qu*ûn Mmi en Angleterre, In incendie qui eut lieu dans la mémn où cet aimant avait été placé après la mort du doclrmr Knigbt altéra sa force, et, malgré les efforts quon a faits pour \û

fis. 79-

DE L*AniAHT ET DES PHÉIIOMÈNES laGNÉTIQUES. 190

lettre en bon état, il n*a jamais recouvré sa vigueur priive. Le docteur Knight avait réussi aussi à faire de petits ants artificiels qui pouvaient porter jusqu'à cent fois leur pre poids. Il avait également cberché à composer des pâtes ^étiques susceptibles d'acquérir un magnétisme plus fort Tacier. D'après Ingenhousz, la composition qui avait donné résultats les plus satisfaisants était un mélange de poudre D aimant naturel , de poudre de charbon très-fine et d'huile lin y qu'on avait laissé sécher lentement. Des essais faits par enhousz lui-même lui démontrèrent que les pâtes dans la ipositioD desquelles entrait la poudre de Taimant naturel ent très-supérieures à celles préparées avec la poudre de fer, [ui tient , il est évident ^ à ce que l'aimant naturel a plus de e coercitive que le fer.

^n n'a jamais bien su en quoi consistaient les procédés d*aiitation du docteur Knight. Il est probable qu'il n'avait pas irocédés proprements dits, mais que par tâtonnement , par soins penévérants et des opérations fréquemment répétées, inrenaity avec le temps, à donner à ses aimants la puissance «ordinaire qui les a rendus célèbres.

luel que soit le procédé d'aimantation qu'on emploie, il le pour chaque barreau ou chaque aiguille une limite de e magnétique qu'on ne peut dépasser une fois qu'elle a été inte. On pourra bien développer momentanément une ailiation plus forte; mais, une fois que l'aimantation aura éj le magnétisme que le corps conservera diminuera jusqu'à [u'il soit arrivé à cette limite qu'on nomme 770m/ de satura^ i. Ainsi, une aiguille fait 100 oscillations en 60''; on Taiaie plus fortement, elle les fait en 40". Au bout d'un ou de sieurs mois, c'est encore 100 oscillations en 40" qu'elle fait, parvient, en employant de puissants moyens pour l'aimanà lui faire faire 100 oscillations en 30''; mais, au bout de ique temps, elle revient à en faire 100 en 40^. Il est évident I ce dernier nombre indique la limite de l'intensité qu'elle susceptible de conserver; c'est donc son point de saturât Dt qui dépend essentiellement de la force coercitive dtt c est aimanté.

200 MAGNÉTISME IT iLECTBO-DTNÂMIQUE.

Les corps qu'on a aimantés au delà du point de saturation n*y reviennent pas immédiatement; ce retour n a lieu quelquefois qu'au bout d'un temps très-long. Il peut être influencé par plusieurs causes extérieures, le changement de température, le voisinage d'autres aimants, l'action de la terre, etc. La saturation n'a pas lieu elle-même à une limite aussi fixe qu'on pou^ rait le croire. Il se fait souvent dans l'aimant une réaction des fluides nord et sud qui augmente ou diminue l'intensité magnétique. Pour s'assurer qu'un corps est aimanté à saturation, il n'y a qu'à le réaimanter dans le même sens avec des barreaux plus forts que ceux avec lesquels on l'avait aimanté d'abord. Si son magnétisme n'augmente que faiblement, et si cette augmentation disparaît avec le temps, on est assuré qu'on avait atteint par la première opération le point de saturation.

Une précaution importante, c'est de ne réaimanter jamais un corps avec des barreaux plus faibles que ceux que l'on a employés pour l'aimanter d'abord. Non-seulement op n^ajbute rien à sa force» mais au contraire on la diminue en ramenant son magnétisme à celui que lui aurait imprimé, s'ils avaient agi seuls primitivement, les derniers barreaux qu'on a employés. Ce résultat tient à ce que les barreaux qu'on fait glisser n'aimantent qu'en recomposant d'abord et décomposant ensuite le magnétisme de chacune des particules du corps aimanté sur lequel on le promène.

L'action de la terre peut également diminuer le magnétisme des barreaux aimantés à saturation lorsqu'on les frappe en les plaçant dans certaines positions. M. Scoresby a fait sur ce sujet un grand nombre d'expériences curieuses, desquelles il résulte que la terre agit toujours comme un fort aimant dont l'influence peut contre-carrer ou renforcer, suivant la manière dont le corps est placé, le magnétisme déjà acquis. Le même physicien a réussi également à aimanter à saturation des barres d'acier uniquement par l'action du magnétisme terrestre. Il prenait dans ce but deux barres d'acier longues de 30 pouces et larges d'un pouce, puis six autres longues de 8 pouces et larges d'un demi-pouce. Une large barre de fer était frappée dans une position verticale; ainsi aimantée par cette percussion , elle était

PHÉNOMÈNES IitAG?(ÉTlQUI8.

ioilûédiaieiDeQl , sans que sa direction fût chaDgéa, sur ihaf ooe des grandes barres d'acier quon frappait eo même FleDips. Fuis charune des petites barres était ensuite placée, aussi fmiealement^ au sommet d'une des larges et frappée succesâieiaQeût, en quelques instants elles avaient acquis un grand pouvoir de suspension. Enfin les six petites barres élaienl ensuite unies suf'cessivemenl deux à deux par leurs pôles opposés, au moyeu di* petits barreaux de fer doux, et fruitées par les [ntitres suivant le procédé de la double touche, et on trouvait à la fin de ces opérations qu'elles étaient aimantées à saturation, La forme est une circonstance qui influe notablement sur limtensité du magnéLisme qii*un corps est susceptible d*aci[uéinr. Coulomb, ayant découpé dans une même lame d'acier des [liguilles qu*il trempa de la même manière et quil aimanta jus- ||u*à la saluniiion, trouva que, pour la même épaisseur et le poids, la forme de flècbe est supérieure à la forme reo tmgulaire. t^hiant au degré de la trempe, il a trouvé que ce û'eal pas la plus forte qui détermine le plus de magnétisme, mais que ce maximum est atteint lorsque Vacier a été recuit Ja&{u'aii rouge sombre.

Quand il ne s'agit pas d'aiguilles de boussoles, mais d'ai- [lants qu'on tient à se procurer aussi forts qu*î possilde, on leur mne ou la forme de parallélipipêdes, qui constitue les bareaux aimantés, ou celle de fer à cheval. Dans Tun et dans l'autre cas, mais surtout dans le second, Taimant ne se comt pas d'ime seule pièce, mais de plusieurs semblables qu on jperpose les unes aux autres, en ayant soin que les extrémités Il se recuuvrent aient bien les mêmes pOles magnétiques. Le souvent on donne à ces p61es superposés des longueurs fient différentes, de manière que leurs bouts soient en it les uns à Tégard des autres, et que laimant se termine ^hélons.

On a soin, pour conserver aux barreaux leur magnétisme, de les niunir d'armures ou armatures. Ce sont des pièces de fer iùux qui *ont mises en contact avec les piMes des aimants, pour ©aintenir leur activité au moyen de pôles contraires qu'y détaEmîne le magnétisme des aimants eux-mêmes* Quand c est un

202 lUGNÉTlSME ET ÉLECTRO-DYNAIIigi».

aimant en fer à cheval, un seul prisme de fer doux suffit pour réunir les deux pôles; quand ce sont des barreaux, on en met deux ordinairement dans une même boite, en les plaçant parallèlement et à une petite distance Tun de Tautre, en ayant soin de mettre en regard leurs pôles contraires, et aux deux extrémités on dispose en travers deux petits prismes en fer doui (fig. 80). Ces pièces de fer, soit dans ce cas, soit dans le préoé-

Tig. 80.

dent, deviennent des aimants; elles réagissent sur les barream et y maintiennent la séparation des magnétismes qui, sans cetia précaution, finiraient peu à peu par se combiner en grande proportion et par recomposer ainsi le fluide neutre. Dans les liguilles de boussole le magnétisme terrestre fait 1 office d'armature, en maintenant par sa puissance la séparation des deux magnétismes.

Les armatures dans les aimants en fer à cheval portent, en général, un bassin dans lequel on place des poids, on ayant soin de ne jamais dépasser la limite de ceux cpie peut porter rarmar ture sans se détacher. Ces poids, qu*on peut augmenter graduellement, entretiennent la forcir de Taimant et même tendent à Taccroitre, pourvu que Vexcès du poids ne devienne jamais tel que Tarmure se détache; dans ce cas Taimant perd subitement une grande partie de sa puissance, et il ne peut la reeoovrer que par un nouvel accroissement lent et graduel du poids que son armure peut porter.

Une question intérf^ssante, qui a été étudiée d*abord par Coulomb, plus tard par Nobili, est de savoir quel est Fétat maguélique de chacune des lames ou de chacun des fers, dont II réunion forme ce qu'on appelle un faisceau magnétique. Cette détermination semble pouvoir conduire à la connaissance de rétat magnétique des couches intérieures d'une aiguille ou d'un barreau aimanté. Coulomb avait trouvé, au moyen de la b»* lance, qne lea lames qui formaient les deux surfaces inlérieara

DES PnÉTïOMt?<£K MAGftKTÎQtES, 2<>l

k^ÊdÊÊLU avaient une ibreeDiagnêtique beaucoup plas grande fD« les Autres; il en avail même trouvé dans riutérieur qui mienl leurs pôles renversés. ÎSobili, en se servant de la iné* iiu)de de« oî^ril la lions, réussit h déterminer assez exaclement J élat magnétique de diacuue des aiguilles très-fines et de même loBgiiearp qui, réunies au nombre de cinquante, formaient un ÉBOOttii fju*il avait très-fortement aimanté. Il trouva, après ifOif défait le paque^ toutes les aiguilles fortement aimantées hùê le mémd sens; puis il reforma le faisceau, en maintenant k eontact des aiguilles aussi parfait que possible. Ayant délié le paijuel detii heures après, il trouva que plusieurs des aiguilles aTaienl a(X[uis un magnétisme contraire; ayant fait la ^tnème expérience avec un autre paquet et Tayânt défait une li-bcure après Tavoir aimanté , il trouva qu'un certain 'Mmbre d'aiguilles avaient perdu tout leur magtiétisme. Il ré- Âulte de ces faits que les aiguiller \e% plus fortes désaimantenl ks pluâ faibles et leur donnent même un magnélisme contraire ftt que, si elles avaient reçu dans Torigine le mt'^me degré d'aïmaotatiou^ la vertu magnétique se serait bien vite éteinte dans tout le système*

Cift expériences ont conduit Nobili à conclure qu'on ne imd fm considérer, comme nous Tavons fait plus haut, un barlesu aimanté, comme formé par un faisceau de filets de mém§ lûD^eurf aimantés au même degré, tous dans le mAme sens, mr alors tout le système se désaimanterait bien vite. Il suppose {lit r intérieur du berreau est divise en couches concentriques, ihniila ma^néti^me diminue rapidement du dehors au dedans, H que h condition conservalrico do Taimantalion ne dépend pftt de la force coercilive telle qu'on Teniend, mRÏs du mode niiiie de la distribution du magn»Hisme dans les aimanta. IMns rtlc mâfiière de voir, la trempe agit en déterminant dans la ^masie un état tel, que les molécules extérieures refroidies plii^ mpidement que celles de riulérieur, se rapprochent plus que peuvent le faire celles-ci. Il en résulte que Tader trempé fcdfi une croûte dont la densité et les autres yrropriétés dif- II de celles des couche» internes; le magnétisme, en partijrikf I s'y c^QMTve mieux * et c'est pour cela que racier aimanté

204 M.ia?iÉTJSM£ ET ÉL£€TRO^DYXAM!QUE*

reste plus forleDient magoélique. C'est par la même raison que le fer doux, quand il a été battu sous le marteau ou passe à la filière, acquiert la propriété de conserver uo peu de magnétisme. Les parties extérieures ayant été rendues plus compactes que celles de Tintérieuri il en résulte une distribuiioQ inéple du magoétisme qui se trouve en plus graude quautilé à restérieur qu*à Tintérieur, C est ce qui fait eucore que les petits barreaux prennent proportionnellement plus de magnétisme que les gros, leur surface étant proportionnellement à leur volimie plus considérable. Voici une nouvelle expérience de Nobili, tout à fait à Tappui de son opinion. Ce physicien Ct cûnstruire avec le même acier deux cylindres de même longueur et Je même diamètre; l'un, massif ^ qui pesait 28 grammes, l'autre, creux, qui en pesait 16* Ces deux cylindres furent trempés de la même manière et aimantés Tun et Fautre àsaturation« Placés à la même distance d*une aiguille de boussole , le mas-^if donna une déviation de 9^ i, et le creux de 19% La djil't^ rence très-grande en faveur du cylindre creux, quoiqull ait une masse presque moitié moindre que le massif, tient à œ que le creux étant trempé en dehors et en dedans, il se Irouf recouvert des deux côtés de cette croûte qui conserve le uiagiié lisme, tandis que le masstf ne la possède que sur sa surface i lérieurc.

Tous les faits relatifs à Taimantation sont encore enveloppé comme on le voit, d'une assez grande obscurité, II ressoil cependant d'eux tous un principe bien évident que nous avon déjà signalé, c*est la liaison qu'ils établissent entre le ] tisme et les propriétés muléculaii*es des corps. Nous ye plus loin , en nous occupant de Taimantation par le^ n>d rants électriques, de nouvelles preuves en faveur de ce pria cipe; peut-être même nous pourrons déterminer alors d'un manière plus précise, quelle est la nature du rapport doal il sagit-

Nous ne dirons rien ici dos expériences de quelques physicienSi et notamment de celles de M, Barlow, sur l*aimaiUatiou dertu'i de formes variées, tels que des anneaux et des sphères, et < Faction qu ils exercent sur raiguille aimantée quand ilâ sont <

DE L*AIMA!rr ET DES PHÉNOMÈNES MAGNÉTIQUES. 205

fer doux et non aimantés d'avance ou soumis seulement à Taction magnétisante du globe terrestre. Les lois auxquelles ces effets obéissent, remarquables par leur simplicité et leur régularité, ont servi à M. Poisson, dans ses recherches mathématiques sur le magnétisme. Nous nous bornerons à signaler un seul fait qui, par sa liaison avec ceux qui précèdent, nous paraît très-important; c'est que le pouvoir magnétique exercé par des sphères de fer doux, réside tout entier à leur surface et est complètement indépendant de leur masse, de telle façon que l'effet exercé par des boulets sur l'aiguille aimantée est exactement le même, qu'ils soient pleins ou creux. Cependant cette loi a des limites. M. Barlow a reconnu que l'enveloppe métallique doit avoir, au moins, une épaisseur de îVde millimètre environ pour agir comme si la sphère était massive '.

* Les prineipanx tniTaux faits récemment sur le sujet traité dans ce chapitre, vaA :

1* Scoresby (Annales de cMmie et de physique, Paris, 1838, t. lxix, p. lOG); 2* Nobili (Bibliothèque universelle de Genève, t. lvi, p. 82 et suiv.) ; V Barlow {Bibliothèque universelle, t. xxxiv, p. 188).