d'oxvdule 32Î

ÀCnm DU IIAGNÉTISME SUR TOUS LES GOBPS. 485

Voici maiDtenant les résultats que M. PI ucker a obtenus pour le diamagnétisme de diverses substances à poids égal.

Sulfure de carbone iOâ

Acide hydrochlorique 102

Eau lOOj

Phosphore iOO^^

Éther sulfurique ^^^ ! 5/4

Essence de térébenthine 123)'

Fleur de soufre ^Ma/i

Sel de cuisine 79 r "

Acide nitrique 48 1/2

Nitrate de bismuth *^^lin

Acide sulfurique 34)'

Mercure 23 1/4

Il semble résulter de ces tableaux^ ainsi que nous Tavons indiqué en groupant ensemble les substances dont le diamagnétisme spécifique est à peu près le même, que les rapports du diam:?gnétisme de ces diflérents groupes sont exprimés par des rapports simples. Cependant, cette loi aurait besoin, pour pouvoir être admise d'une manière générale, d'un plus grand nombre d'observations et d'un procédé plus délicat encore, pour apprécier les petites différences que présentent entre elles les diverses substances quant à leur diamagnétisme relatif, différences qui sont bien plus grandes en réalité.

M. Plucker a fait quelques recherches sur l'influence que la température exerce sur l'intensité du magnétisme des corps; mais les résultats auxquels il est parvenu ne sont encore ni assez nombreux, ni assez concordants pour qu'on puisse en déduire quelque loi générale. Ainsi il a trouvé qu'une masse de bismuth de 144 grammes exige, à la température ordinaire, un poids de 167 grammes pour contre-balancer l'effet de la répulsion diamagnétique, taudis quil ne faut plus que 28 grammes lorsque la température est voisine de celle du point de fusion de ce métal. D'un autre côté, le diamagnétisme du mercure ne varie pas sensiblement de 0" à 300, et celui du soufre et de la stéarine reste le même jusqu'au delà de leur point de fusion» L*état solide ou liquide est sans influence sur cette propriété;

486 MÀGIlÉTISia ET ÉIECTBfMyniAMHlOI.

la glace, d'après les observations de M. Brunner fils, est ausô diamagnétique que l'eau liquide ou en vapeur. L'influence de la combinaison chimique ne parait pas non plus être soumise à des lois bien simples; ainsi le sel, qui résulte de la corobinaisoD d'un acide diamagnétique avec un oxyde magnétique, a an magnétisme aussi fort que l'oxyde. La dissolution du sulfate de fer est plus magnétique que le sulfate lui-même dans le rapport de 78 à 1 26. On pourrait citer plusieurs autres exemples pour montrer l'impossibilité de découvrir, du moins actuellement, quelque loi dans cet ordre de phénomènes. 11 est probable que ces anomalies tiennent à ce que les propriétés magnétiques et diamagnétiques des corps dépendent à la fois de leur nature chimique et de leur constitution moléculaire; cette seconde circonstance a une très-grande influence, ainsi que le démoutre une classe particulière de faits, celle relative aux corps cristallisés dont nous nous occuperons plus tard dans un paragraphe spécial.

Un des points essentiels des recherches de M. Plucker est d'avoir démontré les variations qu'éprouvent les attractions ou les répulsions magnétiques avec l'intensité du courant. Void un tableau qui renferme les résultats numériques qu'il a obtenus en aimantant succ»^ssivement des électro-aimants avec des courants de deux intensités difl'érentes.

Courant d'an seul couple de grove Oiurani d'une intensiK

ou d'intensile 4. 4 fuis plus grande.

Fer iJMMKOOO 1.0(^.000

Cobalt 1.008.900 912.200

Nickel 465.700 350.9<M»

Oxyde de fer 758 954

Oxyde de nickel 286 403

Hydrate d'oxyde de cobalt . . 2.178 5.015

Bismuth 23. 6 39.0.3

Phosphore 10.43 27.31

Au lieu de se servir de la balance ordinaire, et d'évaluer par des poids le magnétisme et le diamagnélisme spécifique des corps, M. K. Itecquerel a fait usage, comme nous Tavons dit, d'une balance de torsion placée au-dessus des p61e8 d*uu énorme

▲CTlOll DU lUailÉTttin SUB tous tu GOBPS. 487

électro-aimant, sur lesquels elle repose. Pour amortir les oscillations continuelles derextrémitc du fil de torsion, qui porte le barreau soumis à Teipérience, on suspend au milieu de ce barreau, au moyen d'un fil de cocon double, une petite balle en plomb qui plonge dans Teau à un centimètre et demi de distance; on s*aKure facilement que la présence de cette sphère n apporte aucune perturbation aux observations qui se font avec beaucoup plus de précision. L'n microscope fixé à Tun des cAtés de la balance de torsion porte un micromètre au foyer de loculaire auquel on ramène par la torsion les barreaux successivement soumis à Texpérience, après avoir eu soin de tracer une croix à l'extrémité de chacun d'eux pour servir de pçint de repère. On mesure le nombre de degrés de torsion nécessaire pour ramener le point de croisement au centre du micromètre, et on obtient ainsi la mesure exacte de Teffet dû à Taction de l'aimant ; pour se mettre à Tabri des causes d'erreur, on change le sens de Vaimantalion dans Télectro-aimant, au moyen d'un commutateur, et on mesure de nouveau l'effet produit qui est presque toujours identique avec le premier observé. Enfin, on $*assure de la constance du courant employé au moyen d'un çalvanomètre à sinus placé dans le circuit.

M. E. Becquerel s'est surtout proposé de déterminer la vacur des actions magnétiques dans difTérents milieux, en partant oujours du principe que tous les corps sont magnétiques à la nanière du fer, et que l'effet attractif ou répulsif observé est dû i la différence qui existe entre le magnétisme spécifique d'un .orps et celui du milieu dans lequel il se trouve placé. Mais [uelle que soit la théorie qu'on adopte, les nombres qu'a obtelus M. Becquerel n'en demeurent pas moins des données im- K)rtantes à enregistrer. Pour avoir un terme de comparaison [xe, il a rapporté toutes les déterminations au magnétisme spéifique de l'eau dans l'air qu'il a fait égal à — 10, l'eau étant «poussée par l'aimant dans Tair et dans le vide. Enfin, en meurant l'action de l'aimant sur deux barreaux, l'un de soufre, autre de cire blanche, placés d'abord dans l'air, puis dans difèrents milieux, il en a déduit le magnétisme spécifique de es différents milieux, ainsi que celui du soufre et de la cire i

488 MAfiHÉTiflMi n iLicno-OTiiAïaiiiii.

Tolume égal; les résultats auxquels il est pairena, en se ser- \^ \aDt du bâton de soufre, sont presque identiques pour chaque milieu à ceux que lui a fournis l'emploi du bâton de dre. \

Voici deux tableaux qui renferment la détermination numérique de Taction de Taimant sur différentes substances placées dans Tair à volume égal ; ces nombres exprimealdonc, suivant M. Becquerel, Taction de Taimant sur le corps placé dans le vide, moins Vaction de Taimant sur un volume égal d*air. Le signe — indique une répulsion et le signe + une attraction.

Eau

Zinc ordinaire

Cire blanche

Soufre sublimé^ puis fondu.

. — il.37

Plomb d'œuvre

Phosphore

Sélénium

Bismuth

Les valeurs relatives au zinc et à la cire blanche étant plus faibles que celles qui se rapportent à l'eau, ces deux substances doivent être attirées par Taimant dans l'eau; elles le sont effectivement ainsi que dans presque tous les liquides.

Le tableau suivant, construit sur les mêmes bases que le précédent, contient les résultats relatifs aux liquides et aux di5solulions salines.

Eau (densité = i) . . . — iO

Alcool concentré (densité = O.HOriO) — IM

Sulfure de carbone — 13.3^»

Chlorure de sodium (densité = 1.2084) — iijs

Chlorure de magnésium (densité = 1.3197) — 1105

Sulfate de cuivre cristallisé du commerce (densité -=1.1265). + ^-^^

Sulfate de nickel (densités 1.0827) + 2*-6<^

Protosulfate de fer préparé par le sulfate cristallisé du commerce (densités 1.1923) +211,16

Protosulfate de fer préparé par Tacide sulfurique et le fer

(densités 1.1 728) -flSiKîî

Protocldorure de fer, n" 3, préparé par Tacide chlorhydique

et le fer (densités 1,0695) + 91.ÎJ3

Protochlorure de fer, n"l (densité "=1,2767) 4-3W.70

ACTION DU MAGNtTlSMB 8UB TOUS Ul C0BP8. 489

Protochlorure de fer, iio2, concentré (densité = i .4334). . . + 058^13 ProtosuJfate de fer avec léger excès d'acide sulfurique (densité =i!l587) , +i37.70

Dans ce dernier tableau, qui ne renferme que des liquides, on a déterminé par différence Teffet que ces dissolutions éprouvent de la part du magnétisme^ au moyen d*une substance solide, toujours la même, qu on soumet à Faction de Taimant, en la plongeant dans les différents liquides. On arrive aux mêmes résultats, en se servant pour ces déterminations d'un corps solide quelconque, pourvu qu*il demeure le même dans toutes les expériences comparatives.

Tous les nombres dans les deux tableaux sont, comme nous l*a\ons dit, rapportés aux volumes; en les divisant par les densités, on aurait les pouvoirs magnétiques à égalité de poids. Celte opération a été faite dans le tableau de M. Plucker; elle nous parait inutile à faire ici, vu que les résultats obtenus par ces deux phycisiens diffèrent trop entre eux pour qu'il soit possible de les comparer d'une manière utile. Ajoutons qu'en mélangeant, en diverses proportions, delà limaille de fer trèsfine et très-pure avec de la cire blanche, et en en formant des petits cylindres de 5 centimètres de longueur et d*un centimètre au moins de diamètre, M. Becquerel estparvenu, par la comparaison de l'action exercée sur eux par l'aimant avec celle qui avait lieu sur un tube de même grandeur rempli de protochlornre de fer, à déterminer les pouvoirs magnétiques du prolochlorure de fer et de l'eau par rapport au fer, à volume et à poids égal. Pour arriver à cette détermination, il avait cherché en tâtonnant quelle était la proportion de fer que devait renfermer le cylindre de cire pour éprouver la même action que le volume égal de protochlorure de fer; il avait trouvé que c'était 1/5 de milligramme par centimètre cube, d'où il en avait déduit les pouvoirs magnétiques suivants à poids égal :

Fer +1,000,000

Protocblorure de fer n. 1 .+ 140 Eau — 3

Les fluides élastiques sont comme les solides et les liquides

400 mmiiTmiis et ÉtiGniD-DiTiiAinQDft.

soumis àTactioD de ]*aimaDt. Une expérience cnrieuse faite à (iênes, par le père Bancalarî en 1846, est venue démontrer en effet que celle classe de corps n'est point aussi indifférente nuon aurait pu le croire à ractiou niagnélique. M. Bancalari avait trouvé que les pôles d*un électro-aimant ont une action répulsive prononcée sur la flamme d'une lampe, sur la fumée, ainsi que sur les vapeurs d*eau et d'alcool. M. Zantodeschi, en répé* tant et confirmant ces eipérienceS| prouva que la flamme est repoussée également par chacun des pôles, que Teffet n'est point dû à des courants d'air, que la répulbion est accompagnée d'une dépression de la flamme. Le même physicien a enrx>re observé que la fumée qui s'élève du lumignon d'une flamme éteinte, alimentée par l'huile, l'alcool ou la cire^ est soumise à la même force répulsive.

M. Faraday, dès qu'il eut connaissance des expériences de MM. Bancalari et Zantedeschi, reprit, d'après un nouveau mode d'expérimentation, ses recherches sur les gaz, et parvint à des résultats qui lui montrèrent, contrairement à ce qu'il avait d'abord cru, que les fluides élastiques ne sont point insensibles i l'action de l'aimant, mais qu'il existe des différences sensibles entre les divers fluides élastiques quant à leurs propriété» magnétiques ou diamagnétiques.

11 s'assura d'abord que l'air chaud est fortement diamagnétique par rapport à l'air froid. 11 parvint à ce résultat, en plaçant entre les deux pôles de Télectro-aimant, mais un peu audessous de leur surface, une hélice en platine, rendue fort^Moeut incandescente par un courant électrique. Tant que l'électroaimant n*était pas aimanté, le courant d'air chaud s*élevait régulièrement entre les deux pôles, mais aussitôt qu'on produisait Tainiantaliou on s'apercevait, au moyen de thermomètres, et même simplement à la sensation éprouvée par les doigts, que le courant ascendant d'air chaud se divisait eu deux courants, montant séparément des deux côtés de la ligne axiale, cl qu'il y avait entre eux un courant d'air froid descendant entre les [lôlcs. L'expérience inverse fut faite, c'est-à-dire qu'en faisant passer un courant d'air dans un tube entouré d'un mélange frigoritique, (m trouva, «o moyen d*un ihermoscope

ACTION DU KAfiNlTISMl SUR TOUS ISf CORPS. 401

>lacé au-dessous des pAlos de réleclro-aimant, que ce courant itait porté sur la ligne axiale; nouvelle preuve que Tair chaud îst plus diamagnélique que Tair froid.

Pour opérer sur les divers gaz et reconnaître la direction [u'ils prenaient dans le champ magnétique, M. Faraday se ervil de tubes en viirre, ouverts aux deux bouts^ larges d'eniroQ 1 centimètre, et longs de 6 à 7, disposés de différentes aanières , autour, au-dessus et au-dessous des pâles deVélecro-aimant, et renfermant intérieurement un peu de papier tumecté avec de Vammoniaque. Chaque gaz soumis à Texpéience était lui-mcme mélangé avec une très-légère quantité facide muriatique, quantité non suffisante pour donner seule les vapeurs blanches dans Tair, mais capable d'en produire »ar son mélange avec Tammoniaque. De cette façon Tapparir ion de la fumée blanche indiquait dans quel tube le gaz avait »assé, d'où il était facile de conclure quelle direction il avait uivie,eten conséquence s'il était magnétique ou diamagnétique ar rapport au milieu ambiant. Des précautions avaient été •riaes pour éviter toute agitation de l'air autour des pôles de aimant. On avait également soin de faire arriver les gaz plus §gers que l'air, au-dessous des pôles, et de placer au-dessus les ases destinés à les recevoir, et de faire l'inverse pour les gaz lus pesants que l'air.

Un courant d'oxygène qui descendait verticalement entre les ôles ne fut nullement alFecté par l'aimantation de l'électroimant, mais le courant du gaz ayant été légèrement déplacé t mis en dehors de la ligne axiale, on le vit, sous l'influence lagnétique, se rapprocher de cette ligne et descendre dans le iibe placé directement au-dessous d'elle, et non dans celui où il escendait avant l'aimantation de l'électro-aimanl. Ainsi l'air 5t plus diamagnétique que l'oxygène; c'est l'inverse pour azote, et en général pour les autres gaz, que M. Faraday trouvés être plutôt diamagnétiques par rapport à l'air, mais une manière trop peu prononcée pour qu'on puisse établir ^ec quelque certitude des différences entre eux à cet égard. A peine Faraday avait-il publié ses nouvelles recherches que . E. Becquerel obtenait de son côté des résultats très-ira-

492 MAlHlfraifB BT ÉLBCTBO-imiAlflQUI.

portants sur les propriétés magnétiques des gaz, en observaoi la répulsion exercée par les pôles de Télectro-aimant sur un barreau de verre très-mince fermé à ses deux extrémiiés à la lampe à émailleur, plongé successivement dans différaiU milieux gazeux; ce barreau avait 35 millimètres de longueur, 7 de diamètre, et pesait 0>%742; il éiait légèrement ougnétique. Dans Tair il était moins attiré que dans le vide, oe qui semblait indiquer que Tair était un milieu magnétique. L'attraction du verre étant diminuée dans Tair, la répulsion d*un corps diamagné tique tel que le soufre, devait être au contraire plus forte dans Tair que dans le vide; c'est ce que lexpérience confirma. L'hydrogène, l'azote, l'acide carbonique n'en donnèrent aucun effet appréciable; mais Toxygène manifesta la même propriété que l'air, et cela avec une intensité cinq fois plus considérable; ce qui prouve que c'est sa présence qui donne à l'air sa propriété magnétique, d'autant plus que l'azote est insensible à cette action. Ainsi voilà une preuve expérimentale directe, que l'oxygène est attirable à l'aimant à li manière du fer, et qu'il est même assez fortement magné tique.

Pour déterminer plus exactement le pouvoir magnétique de l'oxygène, M. Becquerel a pris un petit tube de verre «juil a rempli de cire fondue; le verre étant légèrement attiré et la cire étant repoussée par l'électro-aimant, il a eu aim\ un coriô à peu près indifférent, plutôt un peu diamaguétique. Il a déterminé l'effet de l'aimant sur le tube de verre dans le vide, dans l'air, et dans l'oxygène et dans l'eau, il a trouvé :

Dans le vide —0.1143

Dans Toxygène —0.2075

Dans l'air —0.1453

Dans l'eau +0.7033

ce qui donne pour la force magnétique de l'oxygène par ra|>port à l'eau dans le vide + 1,871, et par rapport à Teau dans l'air + 1,80. Ainsi à volume égal et à la pression de 0'*',76, k pouvoir magnétique de l'oxygène est *l, de celui de l'eau, mais pris en signe contraire, l'oxygène étant attiré par raimaot,

idis que Teau est repoussée; une méthode un peu différente lonné 1,73 au lieu de 1,80.

Enfin M. E. Becquerel a étudié Taction de Taimant sur les z en les condensant dans une substance poreuse telle que le arbon. Il avait préparé des cylindres de charbon de bois de ène, de 30 à 35 millimètres de longueur, et de 10 de diamètre i étaient calcinés au rouge dans du sable, avant chaque périence. Repoussés dans le vide, ces cylindres étaient fortemt attirés dans Tair et surtout dans Toxygène dont ils absornt 9 fois environ leur propre volume. Il est probable que les mltats si variables obtenus par les divers physiciens, en ce qui nceme Faction de Taimant sur le charbon dans Tair, tiennent à qu'absorbant de Tair et de Veau, le charbon doit éprouver des :ets différents suivant la proportion de ces substances, l'air i donnant un pouvoir attractif et l'eau un pouvoir répulsif. » essais tentés avec d'autres gaz ont fourni des résultats trop u prononcés pour qu'on puisse en conclure avec quelque exacude le pouvoir magnétique ou diamagnétique de ces gaz. Il en t autrement pour l'oxygène et pour l'air : aussi on peut reirder les déterminations suivantes comme bien approchées de vérité, savoir que le magnétisme spécifique est pour:

A ToIuDe égal. A poids égal.

L'oxygène à la pression de 0™,76. . +^>S^ +1287

L'air » » ... +0,38 + 293

L'eau » » ... — 10 — 40

En rapportant ces valeurs au fer, d'après le tableau donné us haut, où, à poids égal on avait pour l'eau — 3, le fer emt 1,000,000, on a pour le magnétisme spécifique à poids ;al:

Fer i, 000,000

Oxygène 377

Air 88

On avait pour le liquide le plus magnétique (le protochlorure fer)+140 le fer étant 1,000,000; ainsi l'oxygène est, à poids «ly trois fois plus magnétique que le liquide qui l'est le plus;

404 MAGHiTISn ET iLICTRO-DTIfÂlIIQUI.

c*68t donc après les métaux magnétiques (fer, cobalt et nickd) le corps qui Test le plus à poids égal.

M. Faraday, ayant repris de nouveau ses expériences sur les gaz, imagina un moyen très-délicat de déterminer Faction que Taimant exerce sur eux. Ce moyen consiste à renfermer les gaz soumis à Texpérience dans des bulles de savon , qui lont attirées ou repoussées par les pôles d'un électro-aimant , suivant la nature du gaz dont elles sont remplies. Il a également introduit les gaz dans des ampoules de verre à parois trèsminces, placées elles-mêmes aux extrémités d'une tige horizontale très-mobile, suspendue par son centre de gravité aa moyen d'un fil de soie sans torsion. Cette tige étant disposée dans le champ magnétique, on vit le gaz oxygène, avec son enveloppe qui était cependant diamagnétique, se placer axialement, tandis que Tazote se plaçait équalorialement, mais avec moins d^énergie; Tair se plaçait aussi axialement, mais moins fortement que Toxygcne. En fixant aux extrémités de la tige, d'une part, une ampoule pleine d'oxygène, d'autre part, une ampoule pleine d'un autre gaz, on avait ainsi un appareil différentiel qui permettait de comparer l'oxygène aux divers gaz; mais le magnétisme de l'oxygène, a volume et à pression égale, l'emportait toujours, et la lige se plaçait axialement et nonéquatorialemcnt. Quoique le gaz oxygène perde une grande partie de son pouvoir par la raréfaction, une ampoule dans laquelle on avait fait le vide, après qu'elle avait renfermé de l'oxygène, compensait l'efl'el diamaguélique d'une ampoule pleine d'azote sous la pression ordinaire. Au reste, sauf l'oxygène et l'air, les autres gaz ne présenteront- que des eit'els bien incertains à M. Fara'ay; leur pouvoir diamagnétique, si tant est qu'ils en aient un, n'était point altoré par leur raréfaction, ce qui me paraît démontrer que la jïosition équatoriale que prenaient les ampoules remplies de ces gaz tenait uniquement à la nature de leur enveloppe et à ce que les expériences avaient lieu dans Tair, fluide magutUique lui-même. C'est à cette dernière cause que seraient également dus les résultats obtenus précédemment par M. Faraday sur le diamagnétismc apparent de certains gaz. Au reste, /ce physicien reconnaît dans son dernier

ÂCTiûN OU MAjOiiiTina 6im tout ut corps. 495

qu'aucun gaz et aucune vapeur (et il en a soumit à Veir e un grand nombre) ne sont à comparer à Toxygène, i Taction que Taimant exerce sur eux, et il parait diflles regarder comme indifférents à celte action » sauf re le gaz oléfiant et le cyanogène, 'araday a encore employé le même procédé que nous de décrire à déterminer de nouveau plus exactement ^ l'avait fait à Torigine de ses recherches, les pouvoirs iques et diamagnétiques de quelques corps autres que les élastiques. Il faisait usage, dans ses expériences, d'un mant construit par M. Logeman , d'après les principes leur Elias, pesant un peu plus de 100 livres » et capable pporter 430. Voici le tableau des résultats dans lesquels les de torsion nécessaires pour faire équilibre à la force ve et répulsive de l'aiman t, expriment les pouvoirs magnét diamagnétiques des diverses substances à volume égal.

Camphre

on. de cuivre. .

Camphine

Huile de lin. . . . .

Huile d'olive. . \ . .

ant

Cire

Acide nitrique. . . .

Eau

îcarhonique. .

Solution d'ammoniaque.

ne

Sulfure de carbone. . .

aque

Solution saturée de nitre.

ae.

Acide suifurique. . . .

Soufre

Chlorure d'arsenic. . .

Borate de plomb fondu.

bsolu. . . .

Bismuth

de citron. . .

4ucker, qui avait d'abord cru que Tair et l'oxygène diamagnétiques , a reconnu plus tard le magnétisme gène ; il a également constaté que deux des composés étaient magnétiques, savoir : le deutoxyde d'azote et nitreux à Tétat de gaz, ce qui tient probablement à ce sont des combinaisons moins fortes que les autres; il a ent remarqué qu'il suffit de la présence d'un peu d'oxy-

496 ukeiKtnfME et iLECTBO-mniAMiQinB.

gène libre dans un gaz pour le rendre attractif à Taimant.

Ajoutons que M. Plucker s*est assuré, comme MM. E. Becquerel et Faraday, que le magnétisme de l'oxygène et en général des mélanges et des combinaisons magnétiques est proportionnel à la densité du gaz. Il avait opéré dans toutes ses expériences avec une boule de verre, dont le faible magnétisme était compensé par celui de Tair environnant , de sorte que Faction de Taimant sur la boule vide d*air était parfaitement nulle; elle avait 45 mill. de diamètre, et ne renfermait, i la pression ordinaire, qu'un volume d* oxygène pesant 57 milligrammes. L'attraction exercée sur ce gaz par rélectix>-aimant était équivalente à un poids de 20 milligrammes, ce qui donne à M. Plucker pour le magnétisme spécifique de l'oxygène, rapporté à poids égal à celui du fer pris pour unité, 0,003,500 au lieu de 0,000,377 trouvé par M. E. Becquerel. M. Faraday donne dans le tableau que nous venons de rapporter i7,o pour le magnétisme de Toxygène , le diaoïagnélisme de Teau étant 96,6; ce qui conduit à + 1»81 pour l'oxygène, Teau étant — 10. Or, ce résultat est parfaitement d'accord avec celui de M. E. Becquerel (p. 493); preuve que c'est sou cbillre et non celui de M. Plucker qui doit être admis.

Ainsi il résulte également des expériences de MM. E. Becquerel, Faraday et Plucker, que l'oxygène est un corps éminemment magnétique, et que, quant aux autres gaz, si on en excepte quelques-uns qui sont magnétiques à cause de l'oxygène qu'ils renferment, la plupart n'éprouvent de la part de l'aimant aucune espèce d'action, le diamagnétisme qu'on a cru y remarquer n'étant qu'apparent et provenant, comme nous l'avons remarqué, de ce qu'on opère dans l'air, fluide magnétique.

Nous donnerons encore, avant de terminer ce paragraphe, la description de l'appareil que M. Plucker a employé dans ses diverses expériences, appareil assez semblable à ceux dont ont fait usage les autresphysiciens qui se sont occupés de ce sujet, et nous ferons suivre cette description de celle des résultats curieux que le savant physicien allemand a obtenus en soumettant les flammes et les liquides à l'action de son fort électro-aimant.

Cet électro-aimant (fig. 158) est surmonté d'une balance de

Coulomb ayec le fil de suspension; on peut remarquer qu*ilest formé par quatre gros fils de cuivre recouverts de soie enroulée

Fig. 458.

séparément autour de ses deux branches , et que les bouts de chacun des fils aboutissent à autant d*anneaux métalliques qu'il y a de bouts. Ces anneaux sont fixés les uns au-dessus des autres, sur deux tiges isolantes, de manière à ne point communiquer métalliquement entre eux. Par une combinaison de conducteurs facile à comprendre, on peut mettre les quatre fils parallèlement dans le circuit , ou les y mettre de façon que le courant les parcoure successivement , soit tous, soit seulement deux ou trois; et même il est facile de s'arranger de manière qu*un seul soit dans le circuit. Un commutateur placé entre les deux petites colonnes auxquelles aboutissent les extrémités des I. 32

quatre fils permet de changer facilement la direction du courant.

C'est au moyen de cet électro-aimant que M. Plucker a fait toutes ses expériences, soit sur les flammes, soit sur les liquides, soit sur les corps solides, et en particulier sur les cristaux. Mais, avant d'en exposer les détails , nous devons remarquer que la pièce e de la figure 158 représente un thermoscope à air, dont le réservoir est fait de lames de laiton très-minces et de forme concave, contre lesquelles viennent s'appliquer exactement les deux parties convexes des armatures servant de pôles à l'électro-aimant, entre lesquelles il est ainsi placé. Celles-ci se trouvent par là rapprochées à une distance de 5 millimètres Tune de l'autre. Après avoir attendu que l'équilibre de température se soit bien établi, on aimante avec dix couples de Grove l'électroaimant, et aussitôt on voit la goutte d'alcool coloré, qui, se mouvant dans le tube de verre, sert d'index au thermoscope, sembler indiquer, par une dépression de 2 à 3 millimètres, que le volume de l'air a augmenté; puis le courant étant interrompu, la goutte reprend immédiatement sa place primiti\e.

M. Plucker avait cru pouvoir conclure de cette expérience que l'air est diamagnétique, puisqu'il est repoussé par les deux pôles de l'aimant ; mais il a dû renoncer à cette conclusion, luimême ayant reconnu que l'air et l'oxygène sont magnétiques. Son erreur provenait évidemment de l'action répulsive exercée par les pôles de l'aimant sur les parois métalliques très-minces de son thermoscope , Faraday ayant démontré , par une série d'expériences très-exactes, que les gaz n'éprouvent aucun changement de volume sous l'action des plus forts électro-aimants. Au reste, il est une classe de phénomènes se rattachant au même sujet, dont M. Plucker a fait une étude particulière, ce sont les changements de forme très-remarquables qui résultent , pour les gaz visibles tels que les flammes, et pour les liquides, c'està-dire en général pour les fluides , de l'action exercée sur eux par les pôles de l' électro-aimant.

Quand il s'agit des flammes, il faut, pour faire ce genre d'expériences, enlever la partie supérieure de la cage de verre, pour qu'elle ne soit pas altérée par la chaleur ou la fumée proVedant

r^ la combustion, mais en conserver les faces latérales, afin I ^^mpêcher, autant que possible, la forme que prend la flamme ^ ^tre troublée par Tagilation de Tair. Il faut aussi ajuster aux ^^x armatures de l'électro-aimant (fig. 158 a ou 6), à la place

f pointes coniques qui les terminent, les pointes plus aiguës ' ^t rf, puis on les rapproche à une distance de 15 millimètres -^TÎron l'une de l'autre, de façon qu elles soient aux 2/3 ou aux '/* de la hauteur de la flamme interposée entre elles. Les fi- SSXires 159 et 159 a, 160 et 160 a représent respectivement les

Fig. 459. Fig. 459 a.

ooupes équatoriales et axiales de la flamme d'une chandelle de ïflîf soumise à l'influence des deux pointes polaires, celles-ci dant à la distance de 15 millimètres l'une de l'autre, et succesàvement aux 7/8 et à la moitié de la hauteur de la flamme. La

F!g. 460. Fig. 460 a. Fig. 460 b.

figure 160 b représente la flamme, dans ce dernier cas, vue de haut en bas; elle a la forme d'un anneau elliptique qui entoure UD espace obscur et est entouré lui-même par un anneau étroit et peu éclairé. Les figures 161, 161 a représentent la coupe

500 mag:^étisme et électbo-dynamique.

équatoriale et axiale de la flamme, quand les deux pointes polaires sont à la hauteur de Vextrémité supérieure de la mèdie.

Fig. 464. Tig. 464 a.

Avant que Télectro-aimant soit aimanté, la présence de ces pointes de fer, refroidissant la flamme, fait qu^elle ne brûle pas avec tout son éclat ; mais aussitôt que le courant électrique est établi, et que, par conséquent, Taimantation est produite, la flamme, non-seulement reprend son éclat primitif, mais même ^ brûle avec plus de force, tout en étant déprimée. De toutes les flammes, celle sur laquelle Taction du magnétisme est la plus remarquable et produit la déformation la plus prononcée est la flamme provenant de la combustion de Tessence de térébenthine. On voit (fig. 162) l'apparence quelle prend, et les deux colonnes de fumée qui s* élèvent comme les branches d'une parabole. Soustraite à rinfluence des pôles de Télectro-aimant, cette flamme est parfaitement cylindrique et trèscourte, et surmontée par une longue colonne de fumée également cylindrique. Ce n'est pas sans quelque difficulté que, dans toutes ces expériences, ou parvient à rapprocher, autant que cela est nécessaire, les deux pointes polaires, sans que leur attraction mutuelle les amène au contact.

Nous avons dit que M. Plucker avait également réussi à d('^ montrer le magnétisme et le diamagnétisme des liquides dont les particules sont au reste mobiles comme celles des fluides élastiques, au moyen des changements de forme que détermine chez eux l'influence magnétique. Il faut pour cela mettre le liquide dans un verre de montre trèsHmince^ et placer ce verre

Bontre de manière qu il repose à la fois sur les deux armures rélectro-aimanty qu'on tourne de façon qu'elles présentent cune, du côté où elles se regardent, un contour légèrement 3ndi, tel que le contour inférieur de la pièce a de la fi- •e 158. Si l'on verse dans le verre de montre un liquide gnétique, par exemple du chlorure de fer, de façon qu'il seule, dans sa partie supérieure, une surface circulaire de millimètres de diamètre environ, on le voit prendre succesîment des formes qui dépendent de la proximité plus ou LOS grande des deux armures polaires. Dans toutes les figures suivent, deux ares de cercle, décrits avec de grands rayons narqués en traits plus fins, représentent les bords des deux lures sur lesquelles repose le verre de montre; les lignes ictuées, les coupes horizontales et verticales du liquide avant I les armures soient aimantées; et les lignes pleines et es, ces mêmes coupes quand l'aimantation fait sentir son uence, )a voit, dans les figures 163, 164, 165 et 166, qui repré-

Fig. 464.

Fig. 463 a.

Fig. 163 b. Fig. 164 b.

Lent les coupes horizontales du liquide, que, lorsque les lures sont très-rapprochées , il prend une forme elliptique ,

502 MA6NÉTISB1K ET ÉLEGTBO-DTtfAMIQVS.

allongée dans le sens équatorial, et change de forme en s*alloDgeant dans Tautre sens à mesure qu*on éloigne les armures.

Fig. 465 b.

Celles-ci sont placées successivement à des distanceâ Tune de l'autre de 2, 5, de 10, de 15, de 23 et de 31 millimètres. Les mêmes chiffres réprésentent, dans chaque cas, les coupes verticales du liquide, ceux affectés de la lettre a dans le sens de Taie, ceux afieclés de la lettre b dans le sens perpendiculaire à Taxe, soit équatorial. La figure 166 n'a point de coupe verticale dans le sens équatorial , vu que cette coupe se réduit à une simple ligne droite. La masse du liquide demeure constamment la même dans toutes les expériences.

A la distance de 15 millimètres (fig. 163) le liquide se contracte aussi bien dans le sens équatorial que dans le sens axial; dans ce dernier sens sa convexité diminue et elle se change en concavité dans le premier. Quant à la coupe verticale dans le sens de Taxe (fig. 163a), elle indique un creux comme une lallée au milieu, avec deux protubérances près des bords exactement aux points qui correspondent en projection verticale aui arêtes des armures. La coupe verticale dans le sens perpendiculaire à l'axe (fig, 163 b) continue à être une ligne droite terminée à ses deux extrémités par deux légères courbures. La fig. 166, qui représente la forme du liquide quand les ajrmures

ACTION DU BiÂGNÉTISME SUR TOUS LES CORPS. 503

sont à la distance de 23 millimètres, indique les mêmes effets mais plus prononcés encore; la contraction en particulier dans le sens équatorial est beaucoup plus forte. Quand la distance est portée à 31 millimètres, les bords des armures se trouvent en dehors du cercle formé par le liquide à son état naturel, ce cercle D^étant que de 25 millimètres de^diamètre ; il en résulte que la déformation est faible et consiste dans la transformation du cercle en une ellipse légèrement excentrique dans le sens de Taxe.

Si au lieu d'un liquide magnétique on met dans le verre de montre un liquide diamagnétique, ce liquide, quand les armures sont à la distance de 2"° 5, comme danslafig. 163, prend une figure dont la coupe verticale dans le sens de Taxe est représentée par la fig. 167 et par la j^ fig. 168 quand les deux armures sont à la distance de 15 millimètres, Fig. 167.

comme dans la fig. 164. On voit que la protubérance qui a lieu à ces petites distances au-dessus des arêtes ^^g- ^^^• des armures^ quand le liquide est magnétique, est remplacée quand le liquide est diamagnétique par des cavités , mais qui sont moins prononcées, il est vrai, que ne Tétaient les protubérances. Dans les deux cas, le liquide n'obéit plus aux lois de l'hydrostatique par l'effet de l'attraction ou de la répulsion exercée sur ses particules.

Pour déterminer si un liquide est magnétique ou diamagnétique, il suffit donc d'en verser une petite quantité dans un verre de montre qu'on place sur les deux armures disposées de manière qu'elles ne soient qu'à quelques millimètres de distance l'une de l'autre. Le liquide subit aussitôt le changement de forme que nous venons de décrire ; et de la forme nouvelle, qui est différente dans les deux cas, on conclut que le liquide est magnétique ou diamagnétique. Si le changement de forme n'est pas assez prononcé pour qu'on puisse s'en apercevoir en regardant directement la surface du liquide, on peut le rendre sensible pour peu qu'il existe, par l'image que donne la réflexion sur cette surface, d'un objet éloigné. li est bon de re-

504 lIÂGlfiTlSlIE ET ÉLECTRO-DYNAMIQUE.

marquer en terminant ce sujet, que Tarrangement qu*affecte on liquide magnétique sous Tinfluence des deux pôles est tout à fait analogue à celui que détermine sur une poudre fine magnétique, telle que la limaille de fer, cette même influence; c*est4dire que les particules du liquide, comme celles de la poudre, se portent vers tous les points où la force de Vaimant est la plus grande. Ayec un liquide diamagnétique, la forme est telle que les particules de liquide semblent fuir les mêmes points. On constate très-bien par ce moyen le diamagnétisme de Teau, de Talcool et même du mercure ; il faut seulement pour le mercure que la capsule dans laquelle on le met soit intérieurement amalgamée. 11 est assez remarquable que, soumise à cette épreuve, la solution rouge de cyanure de potassium se montre magnétique et la jaune diamagnétique, tandis qu'à Félat solide ces deux cyanures sont également diamagnétiques.

S 4. De llBflMMce «B'exeree umr l'setloM de FalauMit l*éiii fltoléealAlre des eerpa.

Faraday, comme nous l'avons vu, avait fait de tous les corps deux classes. Tune qu'il avait appelée paramagnétique, renfermant tous ceux qui sont attirés par Taimant, Tautre qu il avait nommée diamagnétique, comprenant tous ceux qui sont repoussés. 11 n'avait pas remarqué, non plus que les physiciens qui s'étaient occupés de ce sujet après lui, que l'état de division d'un corps modifiât sensiblement ses propriétés magnétiques ou diamagnétiques; on avait observé seulement, comme nous l'avons vu, que l'état de fusion rendait le bismuth moins diamagnétique qu'il l'était à l'état solide. C'est à M. Plucker que l'on doit d'avoir découvert l'influence très-remarquable qu'exerce l'état cristallin d'une substance sur l'action à laquelle elle est soumise de la part de l'aimant.

Le savant physicien allemand ayant voulu chercher jusqu'à quel point la direction des libres pourrait influer dans les corps organiques sur leurs propriétés magnétiques ou diamagnétiques, fut conduit à se demander si, dans les cristaux, la direction des axes optiques, qui dépend elle-même de l'arrangement

ACTION DU MAGxNÉTiSME SUR TOUS LES CORPS. 505

des particules, n'aurait pas aussi une influence. Il soumit d'abord à l'action de rélectro-aimant une lame mince de tourmaline telle qu'on les emploie dans les expériences de polarisation, ayant son axe optique parallèle à sa plus grande longueur. Il s'aperçut bien vite que la lame était magnétique par l'effet du fer qu'elle renferme ; mais il la suspendit successivement de trois manières, d'abord de façon que son côté le plus long fût vertical, ensuite de façon que ce fût son plus petit côté qui fût vertical, et enfin de façon que la lame elle-même fût horizontale. Dans le premier cas, elle se dirigea entre les deux pointes des armures coniques des pôles comme un corps magnétique; dans les deux autres, au contraire, elle prit la direction qu'affectent les corps diamagnétiques; c'est-à-dire une direction telle, que sa plus grande longueur était perpendiculaire à la ligne qui joint les pôles. Cette direction indiquait que l'axe optique était repoussé par les deux pôles, et que cette répulsion l'emportait sur les propriétés magnétiques du cristal. D'autres tourmalines provenant de diverses origines, qu'on soumit à Texpérience, aussi bien les transparentes que les opaques, donnèrent le même résultat. Quoique magnétiques, elles se plaçaient, dès qu'elles étaient à une certaine distance des pôles de l'électro-aimant, de façon que leur axe optique fût perpendiculaire à la ligne axiale qui réunit les deux pôles. Il est important de remarquer que la force qui produit la répulsion de Taxe optique diminue d'intensité avec la distance des pôles de l'électro-aimant au cristal, dans une proportion moins rapide que la force magnétique ou diamagnétique qui agit sur la masse entière de la substance. C'est ce qui fait que pour annuler l'effet de cette dernière force et apercevoir celui de la première, il faut éloigner à une certaine distance les pôles magnétiques.

Une lame de spath calcaire fut soumise à la même épreuve; ses deux grandes faces étaient perpendiculaires à l'axe optique, et on la vit d'abord se diriger équatorialement, de façon par conséquent que son axe fût lui-même dirigé axialement; conséquence du diamagnétisme de la substance. Mais les pôles de rélectro-aimant ayant été éloignés, l'axe du cristal prit la

506 MA6NÉT18IIS ET ËL£CTB0-DT1«AM1Q1IE.

direction équatorialey comme si la substance elle-même était magnétique. Le béril, la dioptase, la vésuyienne, substances qui toutes sont magnétiques, présentent le même phénomène que la tourmaline et le spath calcaire ; n*oublions pas de remarquer que tous ces cristaux doués de la double réfraction sont négatifs, c'est-à-dire que, dans la double réfraction, le rayon extraordinaire est repoussé par l'axe. Quant aux cristaux à deux axes également négatifs, tels que le mica, leurs deux axes sont également repoussés par les deux pôles, ce qui fait qu'ils se dirigent de façon que leur ligne moyenne se place équatorialement. Toutes ces expériences ont été faites avec l'appareil de la fîg. 158, dans lequel un fil de cocon terminé par un petit crochet sert à suspendre le cristal entre les deux armatures coniques ajustées aux pôles de l'électro-aimant.

Quelques observations assez incertaines faites sur le quartz et sur le topaze, qui sont des cristaux positifs, c'est-à-dire dans lesquels le rayon extraordinaire est attiré par l'axe, avaient d'abord engagé M. Plucker à étendre à tous les cristaux les lois que nous venons d'énoncer, quand de nouvelles recherches de M. Faraday vinrent établir à cet égard une différence caractéristique entre les diverses substances cristallisées, difFéreiices dont de nouvelles recherches de M, Plucker lui-même confirmèrent l'exactitude.

Frappé des irrégularités que lui présentaient quelquefois certains échantillons de bismuth dans l'action que Taimant exerce sur eux, Faraday s'assura que, quoique toujours fortement diamagnétiquc, ce métal présente à l'état cristallin une direction particulière. Ayant obtenu par le procédé ordinaire des cristaux de bisnmth bien déterminés, et (jui pesaient depuis un granune jusqu'à 5 grammes, il en suspendit un délicatement par un fil de cocon de soie entre les pôles de rélectro-aimant. Un premitT échantillon, pesant un pou plus d'un gramme, commenta par osciller fortement autour d'une ligne donnée dans la direction de laquelle il se fixa définitivement avec force, y revenant dès qu'on l'en écartait; cette direction était telle que le grand axe du cristal était situé axialement par rapport aux pôles. In autre échantillon, dont l'axe n'était pas, comme pour le précé-

dent, situé dans la plus grande longueur du cristal, se dirigea équatorialement en apparence, mais toujours de façon que son axe fût situé axialement par rapport aux pôles. En général, des morceaux façonnés de toutes les manières possibles se dirigeaient tous et prenaient une position finale qui n'avait aucun rapport avec la forme extérieure, mais dépendait évidemment de Tétat cristallin de la substance. Le bismutb en masse reste toujours fortement diamagnétique, et continue à être repoussé par chacun des pôles de Vaimant, ce qui n'empêche pas son axe de se diriger axialement comme le ferait celui d'une substance magnétique, mais non aimantée; car, pourvu que la direction demeure axiale, peu importe que ce soit Tune ou Vautre des extrémités de l'axe qui soit située vers l'un des pôles ou vers l'autre. Ainsi, la force directrice et la position finale du cristal sont axiales, et le cristal peut se fixer avec une égale facilité et une égale permanence dans deux positions diamétralement opposées; de façon que, entre celles-ci, il existe deux positions d'équilibre équatorial qui sont naturellement instables. C'est ce qui fait que la propriété dont il s'agit s'exprime mieux par les mots axial et axialité que par les mo\.?i polaire ei polarité, M. Faraday a également appelé la ligne suivant laquelle la force directrice s'exerce ligne magné-crislalliney pour la distinguer de la force elle-même qu'il appelle magnéto-cristalline.

La direction de la force n'est pas facile à déterminer d'avance dans le cristal, quoiqu'elle soit liée avec le mode de cristallisation , mais celui-ci est quelquefois un peu confus. En général, l'expérience montre que la ligne magné-cristalline est perpendiculaire au petit plan de clivage déterminé, en enlevant un des angles solides du cube, qu'on obtient en détachant un cristal isolé de bismuth d'une masse solide. Il est facile de reconnaître la direction de la ligne en suspendant le cristal de différentes manières, parce que toujours il se dirige de façon que cette ligne, ou le plan qui la renferme, soit axial. Si le mode de suspension est tel que la ligne magné-cristalline soit verticale; alors le cristal ne se dirige plus du tout, comme c'était le cas dans les expériences de M. Plucker avec la lame de tourmaline. n est évident, en effet, que dans cette position. Taxe a tous ses

508 MAGliiTISME ET ÉLECTRO-DTIfAMlQUE.

points situés symétriquement par rapport aux deux pôles magnétiqueSy et il n*y a pas de raison pour qu*il ne reste pas vertical. On peut facilement, en combinant ensemble plusieurs morceaux de bismuth, par exemple trois plaques égales qu'on dispose rectangulairement Tune à Tautre, obtenir un système qui a perdu tout pouvoir de se diriger sous l'influence de l'aimaut, la force étant neutralisée dans toutes les directions. C'est ce qui arrive au bismuth amorphe qu'on obtient en fondant et laissant refroidir tranquillement dans un tube de verre une masse uniforme de cristaux; le morceau ainsi obtenu est sans force magné-crislallinc. On a le même résultat en brisant le cristal et en plaçant les fragments ou la poudre dans un tube qu'on soumet à l'action de l'aimant.

Les milieux ambiants n'exercent aucune influence sur la propriété magné-cristalline du bismuth, ce qui établit une différence de plus entre cette action et l'action diamagnétique. M. Faraday n'a pas trouvé que deux cristaux de bismuth, qui tous les deux sont dirigés par un électro-aimant , puissent exercer une influence mutuelle l'un sur l'autre; il a cru trouver des indices qu'un cristal librement suspendu se dirigeait sous l'action magnétique de la terre, de façon que son axe magné-cristallin fût parallèle à peu près à la direction de l'aiguille d'inclinaison.

Un cristal de bismuth se dirige dans une hélice formée d'un fll traversé par un courant électrique, de telle manière que l'axe magné-cristallin est parallèle à l'axe de l'hélice.

L'antimoine et l'arsenic présentent les mêmes phénomènes que le bismuth. Dans l'antimoine, la ligne magné-cristalline qui se place axialement est dirigée, comme dans le bismuth, de l'un des angles solides à l'angle opposé, et est perpendiculaire à la face obtenue, en abattant l'angle du clivage. L'antimoine présente un phénomène singulier qui tient à son pouvoir conducteur pour l'électricité, supérieur, quand le métal esta l'état cristallin, à celui du bismuth. C'est une espèce d'arrêt ou d'action révulsive qu'il éprouve dans son mouvement de direction au moment où l'on interrompt le courant qui aimante l'éle^tro-aimant. Le développement des courants d'induction en

est la cause ; aussi celte espèce d'action particulière dépend-elle beaucoup de la continuité de la masse. C*est ce qui fait qu'un large morceau d*antimoine la possède à un plus haut degré que plusieurs petits fragments, et ceux-ci à un plus haut degré que la substance réduite en poudre. Pour se mettre à l'abri de ce mouvement révulsif qui peut quelquefois empêcher la manifestation bien nette du pouvoir magné-cristallin, il est préférable d'employer un aimant ordinaire, qui, plus faible qu'un électroaimant, suffit pour déterminer la direction de l'axe magnécristallin, sans avoir l'inconvénient de produire des courants d'induction. Quoi qu'il en soit, si l'on opère sur de petits fragments, et en particulier avec des plaques étroites qui ont autant de force directrice que des plaques larges, mais qui sont défavorables à la production des courants induits, on obtient la direction voulue d'une manière très-évidente. Avec un peu d'attention, on voit également cette direction se manifester lors même qu'on n'a pas pris ces précautions, et on la démêle facilement au milieu des mouvements révulsifs et de l'espèce de résistance que semble éprouver le cristal dans son mouvement.

Quant à l'arsenic, quoique fortement diamagnétique, il n'en possède pas moins à l'état cristallin la force magnéto-cristalline. Une plaque dont les faces de clivage étaient bien planes, placée devant l'un des pûles de l'électro-aimant, fut fortement repous* sée ; mais, suspendue entre les deux pûles, elle se dirigea immédiatement de manière que sa ligne magné-cristalline fût axiale.

C'est en vain que M. Faraday a essayé de découvrir dans d'autres métaux à l'état cristallin la force magnéto-cristalline; il n'y a pu réussir, sauf peut-être avec deux alliages , l'un d'iridium et d'osmium, l'autre, de titane et de tellure, qui lui en ont donné quelques signes. Mais par contre le sulfate de fer et celui de nickel à l'état cristallin manifestèrent clairement une direction magnéto-cristalline, complètement indépendante de leurs propriétés magnétiques.

Il est facile de voir que les expériences de Faraday sont tout à fait du même ordre que celles de Plucker; aussi ce dernier physicien a-t-il été conduit à admettre que parmi les cristaux il en est dont l'axe est attiré, conune il en est dont l'axe est re-

SIO MAGNÉTISBIE ET ÉLECTRO-DYNAMIQUE.

poussé par les pôles magnétiques. Les cristaux étudiés par M. Faraday appartiennent à la première catégorie, ceux sur lesquels M. Plucker avait fait ses premiers essais apparlienneot à la seconde. Or les cristaux de bismuth, d*antimoiae et d'arsenic, ont la forme de rhomboïdes, ils sont par conséquent à un seul axe; mais comme ils ne sont pas transparents, on ne peut savoir s'ils sont négatifs ou positifs. D'un autre côté, ensoumet» tant à Texpériencc d'autres cristaux, M. Plucker crut être parvenu à cette loi simple, savoir que si le cristal est positif, il y a attraction, c'est-à-dire que Taxe optique se dirige axialemeot, tandis que si le cristal est négatif, il y a répulsion, et Taxe se dirige équatorialement. D'après cela, les cristaux de bismuth, d'antimoine et d'arsenic seraient positifs conune le sont le quartz, la diopside, Taugite. Toutefois, M. Plucker n'est pas d'accord avec M. Faraday, sur la place à donner à l'antimoine; il croit qu'il doit être classé dans le nombre des cristaux dont l'axe repoussé se place équatorialement; cette divergence entre ces deux physiciens tient à la difficulté de bien déterminer l'axe dans des cristaux non transparents; je suis disposé à croire avec M. Faraday, que, pour l'antimoine comme pour le bismuth, la ligne magné-cristallinc se place axialement. M. Plucker a fait un grand nombre d'observations avec la cyanite, qui est un des cristaux qui manifestent le mieux ce genre d'effet : elle se dirige axialement. La cyanite est un cristal à deux axes, et c'est la ligne moyenne qui affecte la direction voulue. De toutes ces expériences, M. Plucker crut donc pouvoir déduire les deux lois suivantes :

!• Les pôles magnétiques attirent ou repoussent Taxe optique d'un cristal à un axe suivant qu'il est positif ou négatif;

2** Dans les cristaux à deux axes, la ligne moyenne est attirée ou repoussée par les pôles; conséquence de ce que dans les cristaux positifs les deux axes optiques sont attirés, et dans les négatifs repoussés avec une force égale.

Une chose assez remarquable c'est qu'un cristal de cyanile délicatement suspendu à un fil de cocon est influencé par le magnétisme terrestre comme il Test par un aimant, et en conséquence prend la même direction que prend une véritable

ACTION DU MÀGNÉTlSBfE SUR TOUS LES CORPS. 511

aiguille aimantée. Il n'est pas nécessaire que les cristaux de cyanite aient été préalablement soumis à Taction d'un aimant pour acquérir cette propriété; ils la possèdent d'eux-mêmes. Il parait que le magnétisme terrestre développe chez eux une véritable polarité, car c'est toujours la même extrémité qui se dirige vers le nord, et la même vers le sud. Mais de tous les cristaux, celui qui est le plus fortement dirigé par le magnétisme terrestre, c'est lastannite, soit oxyde de zinc; c'est un cristal positif à un axe, dont l'axe optique est perpendiculaire à sa plus grande dimension, d'où il suit que lorsqu'il est dirigé par le globe terrestre, l'une de ses extrémités est tournée ver3 Test et l'autre vers l'ouest. Ce même cristal présente un phénomène que les autres n'ont pas pu nous offrir : c'est que lorsqu'on rapproche d'une aiguille aimantée délicatement suspendue, de façon que son axe soit très-rapprochée de cette aiguille et lui soit parallèle, il entraîne cette aiguille avec lui, surmontant ainsi la force directrice du globe. M. Faraday, en prenant beaucoup de précautions , avait déjà obtenu , comme nous l'avons vu, le même résultat avec un cristal de bismuth; mais l'effet était beaucoup moins prononcé. * M. Plucker est parvenu, au moyen de l'influence magnétique, à déterminer, non-seulement si un cristal a un axe optique, mais aussi quelle est la direction de cet axe. Il suffit pour cela de suspendre le cristal entre les deux pôles de l'électro-aimant, d'abord d'une manière, et ensuite de l'autre; et on conclut de la position que prend le cristal dans chacun de ces modes de suspension, la direction de son axe, de la môme manière qu'on détermine le centre de gravité d'un corps. Ainsi, si c'est un cristal négatif, on détermine l'intersection des deux plans équatoriaux, el la ligne qui résulte de cette intersection est l'axe cherché. Si le cristal est positif, l'axe est la ligne que produit l'inlersection des deux plans axiaux, obtenus également en suspendant le corps de deux manières différentes. Quand le cristal est à deux axes, on trouve d'abord le plan des deux axes, qui est axial ou équatorial, suivant que le cristal est positif ou négatif; puis on obtient chacun des deux axes, pourvu qu'on connaisse Tangle qu'ils forment entre eux. On voit, d*après cela, que

.5li lll€!IÉnS!IK ET iLECTRO-DT!IAMlQUl.

I induence magnétique peut prendre rang parmi les caractères chstallographiques les plu5 importants.

Les phénomènes magnéto-cristallins dont nous venons de parler ne sont pas du reste les seuls qui soient liés dans les cristaux avec la direction et la nature de leurs axes. Indépendamment des phénomènes optiques qui ont été les premiers reconnus et étudiés, il en est d'autres qui dépendent également de la position des axes. Ainsi, Savart, en faisant yibrer des plaques cristallines de quartz et de caii>onate de chaux, est par- Tenu à déterminer une relation entre les figures acoustiques qui s*y produisent et le mode particulier de cristallisation de la substance. 11 a trouvé que la direction de Taxe optique est constamment liée avec celle des figures principales des figures acoustiques. Quant à la structure moléculaire des cristaux, il résulte des mêmes expériences que la seule différence qu*il paraisse y avoir entre la chaux carhonatée et le quartz, c*est que dans le premier de ces cristaux, la petite diagonale du rhomboïde est Taxe de moindre élasticit^de la substance, tandis qu*elle est celui de plus grande élasticité dans le second. Cette différence importante, qui indique un arrangement des particules non identique dans les deux systèmes, doit nécessairement exercer une influence sur les phénomènes de lumière qui sont propres à chacun; on sait en effet que Tun est un cristal à double réfraction négative, et Tautre, à double rétectioD positive.

M. Mitscherlich avait remarqué que les cristaux ne se dilatent point uniformément par l'effet de la chaleur, mais que cette dilatation est plus grande dans un sens que dans Tautre, et que celte différence est liée avec leur forme cristalline. M. de Séuarmout a dernièrement observé un fait non moins remarquable, c'est que la conductibilité pour la chaleur, qui est égale eu tous sens dans les cristaux du système régulier, prend dans les autres une valeur maximum ou minimum suivant des directions parallèles aux axes cristallographiques, de sorte que les surfaces isothermes, qui sont sphériques dans le premier cas, sont dans les autres des surfaces d'ellipsoïdes allongés ou aplatis 4mM i»i uràoMS directions. Ces observations montrent Tana-

logie qui existe entre la propagation calorifique et la propagation lumineuse y qui, Tune et Vautre, sont égales en tous sens dans les cristaux du système régulier, et qui, dans les autres, prennent une valeur maximum ou minimum suivant Taxe de figure. Les axes optiques ne coïncident pas tout à fait avec les axes principaux de conductibilité pour la chaleur, mais cette coïncidence est bien près d'exister si l'on prend les rayons lumineux rouges dont les longueurs d'ondulation se rapprochent le plus de celles des rayons calorifiques. Il suffit donc, pour rendre compte des phénomènes observés par M. de Sénarmont, de supposer la chaleur comparable, non aux radiations lumineuses ordinaires, mais à des radiations jouissant des propriétés du rouge extrême, supposition confirmée par un grand nombre d'autres faits. D'après ce système, l'ellipsoïde thermique doit être aplati dans les cristaux attractifs, et allongé dans les répulsifs, ce qui jusqu'à présent s'est trouvé conforme aux résultats des expériences.

Enfin, M. Wiedemann, en employant une pointe fine par laquelle il faisait arriver l'électricité sur une surface qu'il avait saupoudrée avec du lycopode ou du minium , a réussi à déterminer, au moyen de la figure que forme cette poudre légère, la conductibilité électrique des cristaux suivant difl'érentcs directions. Sur une surface de verre, la poudre qui se disperse autour de la pointe, à la suite de la répulsion électrique , forme une figure circulaire , traversée par des rayons semblables aux figures de Lichtemberg, Lorsqu'on remplace la surface de verre par une paillette de gypse, on trouve que la figure devient elliptique, et que le grand axe de l'ellipse forme un angle droit avec Taxe cristallographique principal, ce qui prouve que l'électricité se distribue plus facilement dans une direction perpendiculaire à Taxe que dans tout autre. Dans le quartz, la figure est également allongée dans une direction p^^rpcndiculaire à Taxe. Dans la tourmaline et la chaux carbonaléc, au contraire, l'allongement de la figure a lieu dans une direction parallèle à l'axe principal. M. Wiedemann tire de ces diverses observations la conclusion que les cristaux qui {lObsèdent une meilleure conductibilité dans le sens de Taxe principal

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r»r.-k.l- ôtiLlic .^^ M. Piu- k' r, [«âH mt ilo la iht.'orio dt FrojUL'l, fl'npio- Irt'iU'':!!»: loî ['livii'.iin'.n»:- Mpii-jurs «ks ori>tau\ à un ou â doux ri\o- il'-p'rinlonl ilo la ili^triLiitiMii particuliOrL* iju'y affeclo lo iiiilioii «l'iiis N-ijiK.'l la lumir.-ro se prûp-^^;»:', et que Ir'i saxaiiiï appf:ll*:iït èfhft\ avait Cl 11 pouviàr rattacher raUraolion et lari- \}n\Ah\\ i:\tYi'i'*:^ r».'.-p» rlivcmeut par un aimant <ur le? axt?5 Jt'S fri-lauxpfirilifr oi ni''.i;alifsàce fait, que ilan? les premier? l'axe est l^î li'*ii (le la nioinJn; tlastioitê et dans le* ï^ei'omls, celai tlo la p]u> ;:raiiili: «•la.-lioil»} de TL-lher; mais «lutlijui's anoinalk^ j)r»'sfntK's ii\ partiruUi-r par les cris^taux d»; sulfate de fiT luiiî ohlitjé de n-nonrer à celto idée.

M. Faraday avait t'ti'^ frappr, oomme au reste M. Pluokcr luirnriiK;, (le cv (ju'il y a d'extraordinaire dans une force qui^éuian.'jni des pûUs de Tainiant, diriye de loin [un prisiuc de tour-

line, par exemple, de telle sorte que les extrémités du tal s'ébignent des mêmes pôles qui attirent toute la masse, mien conséquence admis que cette force n*est ni attractive, lépulsive, mais une simple force directrice due à une espèce adiation qui, émanant des pôles magnétiques, traverse le crisinterposé, et Toblige, selon qu'il est positif ou négatif, à se :er de façon que son axe soit parallèle ou perpeqdiculaire à la M suivant laquelle cette radiation s'opère. Cette manière ivisager ce genre d'action avait été suggérée à Faraday par fihénomènes que présente la lumière polarisée quand elle rerse les corps transparents soumis à l'influence magnétique, nomènes dont nous nous occuperons plus loin. Une circoniçe qui, suivant lui, montre la différence qui existe entre deux espèces de force , c'est la loi différente qu'elles suivent c la distance, celle qui agit sur toute la masse et qui est atîlive ou répulsive, diminuant plus rapidement que celle qui Lcrce sur l'axe optique, et qui n'est que directrice. Des obirations faites sur plusieurs cristaux, et notamment sur celui sulfate de fer , sembleraient inexplicables sans cette mare d'envisager le phénomène.

l est impossible, cependant, de ne pas remarquer que la Drie de Faraday ne justifie pas mieux que celle de Plucker |u'il y a d'extraordinaire à voir un même cristal susceptible présenter des phénomènes tout contraires, selon qu'on l'enige dans sa masse ou dans son axe optique. Ces deux phy- ^18 sont également obligés d'admettre que l'axe, en qualité te et indépendamment de la nature môme de la substance du liai, jouit de propriétés particulières le plus souvent en opitîon avec celles que possède la substance elle-même, ou qui t au moins en sont complètement indépendantes. Ils sont i€ forcément conduits, contrairement à l'opinion de l'un ux, M. Plucker, à reconnaître que l'action magnétique peut [ercer indépendamment de la matière pondérable, ce qui eu quand c'est l'axe qui y est soumis, (lais il résulte de nouvelles expériences faites par MM. Tyn- 1 et Knoblauch, postérieurement è celles de Plucker et de -aday, qu'il n'est pas nécessaire d'admettre, comme l'avaient

'.[rî MAG>ÉTÎ<3IE ET ÉLECTRO-DYNAMIQUE.

•ri ••?^ tl-^tti savant?, deux genres d'actions ou de forces dif-

vr'u:e<. M>l. Tyndail el Knoblauch sont parvenus, par une

j'iut.l'e lrê^-llttAillée du sujet, à reconnaître que les propriétés

uixî-ciiTtiqut:? de l'axe optique se rattachent à un principe gé-

i^TL, îuvoîr [ue lorsi|ue la constitution moléculaire d'un

AT'.^s^ •[Ut?loon'-iiie est telle que les particules dont il est formé

H^Lt -jIu? rapt»rochêes les unes des autres suivant une certaine

jirvcuoQ que dans le reste de la masse, cette direction, toutes

es .1 iLrt's circonstances restant les mêmes, est celle où les forces

{ui agissent sur le corps manifestent leur action avec le plus

d'r. lu ruio; do sorte que la ligne qui représente cette direction

><» •^•'uue avialomeut ou équalorialement, suivant que la sub-

>ùiuco e>t uuicuêtiiiue ou diamagnétique. Si cette influence pré-

toiîîUKtnte de laotiou exercée sur celles des particules qui sout

>::uoe> dans Ki direction en question ne se manifeste pas tou-

ouri. kvUi tient à des circonstances dont 51 est facile d'ei-

vliqiier letVet. Ainsi, lors([ue les deux pôles magnétiques se

•.^'iitiiiiciit eu cônes dont les sommets sont très-rapprochés d'un

r!>Lil suspendu entre eux, Faction locale de ces pôles sur les

•a» -s .lu oiislal qui en sont irès-voisines remporte sur celle

((Il .'st ^Aorcée sur Taxe plus distant, parce que cette dernière,

|iu»i.nu* jdus forte, s'exerce à une distance proportionnellc-

iiciii beaucoup plus grande; mais si on éloigne les pointes

.oi.iiit's, riiiiluence de la distance relative des faces et de Taxe

iu nsLil par rapport à ces pointes, devient beaucoup moindre

* i ivu pivs nulle; et alors c'est Faction qui est exercée sur

iv (ui Femporte. La tourmaline nous fournit, comme nous ,ivv ils vu, un exemple remarquable de ce doubler effet.